Номер 7, страница 300 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 42. Оксид серы(VI). Серная кислота и её соли - номер 7, страница 300.

Условие.

7. Выберите группы реагентов, каждый из которых взаимодействует с концентрированной серной кислотой при обычных условиях:

1) $SO_3$, $Na_2SO_3$, $Ca_3(PO_4)_2$

2) $\text{Zn}$, $\text{S}$, $KCl$

3) $H_2$, $\text{Zn}$, $LiOH$

4) $O_2$, $\text{Na}$, $Ba(OH)_2$

5) $NaNO_3$, $(NH_4)_2S$, $\text{C}$

6) $MgO$, $\text{Al}$, $Cl_2O_7$

Решение.

Решение 2.

Для решения данной задачи необходимо проанализировать взаимодействие каждого вещества из предложенных групп с концентрированной серной кислотой ($H_2SO_4$ конц.) при обычных условиях (комнатная температура).

Концентрированная серная кислота проявляет сильные кислотные, окислительные и водоотнимающие свойства.

1) $SO_3, Na_2SO_3, Ca_3(PO_4)_2$

Каждое вещество в этой группе взаимодействует с концентрированной серной кислотой:

• Оксид серы(VI) ($SO_3$) является кислотным оксидом, ангидридом серной кислоты. Он растворяется в концентрированной $H_2SO_4$ с образованием олеума (пиросерной кислоты $H_2S_2O_7$):
  $SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow H_2S_2O_7$
• Сульфит натрия ($Na_2SO_3$) — соль слабой сернистой кислоты. Вступает в реакцию обмена с сильной серной кислотой с выделением газообразного оксида серы(IV):
  $Na_2SO_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + SO_2\uparrow + H_2O$
• Фосфат кальция ($Ca_3(PO_4)_2$) — соль слабой фосфорной кислоты. Реагирует с серной кислотой. Эта реакция используется в промышленности для получения простых или двойных суперфосфатов и протекает при обычных условиях:
  $Ca_3(PO_4)_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow Ca(H_2PO_4)_2 + 2CaSO_4\downarrow$

Все вещества в группе реагируют. Эта группа является верным ответом.

2) $Zn, S, KCl$

Цинк и хлорид калия вступают в химическую реакцию, а сера проявляет физическое взаимодействие (растворение), что также подпадает под термин "взаимодействует".

• Цинк ($\text{Zn}$) — активный металл, который окисляется концентрированной серной кислотой:
  $Zn + 2H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow ZnSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O$
• Сера ($\text{S}$) — простое вещество, неметалл. Химическая реакция окисления серы концентрированной серной кислотой требует нагревания. Однако сера способна незначительно растворяться в концентрированной $H_2SO_4$ при обычных условиях, что можно считать взаимодействием.
  
• Хлорид калия ($KCl$) — соль сильной соляной кислоты. Взаимодействует с концентрированной серной кислотой с вытеснением летучего хлороводорода. Реакция протекает и при комнатной температуре, хотя для полноты и скорости процесса обычно применяют небольшое нагревание:
  $KCl(\text{тв.}) + H_2SO_4(\text{конц.}) \rightarrow KHSO_4 + HCl\uparrow$

С учетом того, что растворение является видом взаимодействия, эта группа также является верным ответом.

3) $H_2, Zn, LiOH$

Водород ($H_2$) не взаимодействует с концентрированной серной кислотой при обычных условиях из-за высокой энергии активации. Поэтому эта группа не подходит.

4) $O_2, Na, Ba(OH)_2$

Кислород ($O_2$) не реагирует с концентрированной серной кислотой, так как сера в $H_2SO_4$ уже находится в высшей степени окисления (+6). Поэтому эта группа не подходит.

5) $NaNO_3, (NH_4)_2S, C$

Углерод ($\text{C}$) окисляется концентрированной серной кислотой только при нагревании. При обычных условиях реакция не идет. Поэтому эта группа не подходит.

6) $MgO, Al, Cl_2O_7$

Алюминий ($\text{Al}$) пассивируется концентрированной серной кислотой при комнатной температуре — на его поверхности образуется плотная оксидная пленка, препятствующая дальнейшей реакции. Оксид хлора(VII) ($Cl_2O_7$) является ангидридом сильной хлорной кислоты и с серной кислотой не реагирует. Поэтому эта группа не подходит.

Ответ: 1, 2.