Номер 11, страница 97 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. С концентрированной азотной кислотой на холоду не взаимодействуют вещества, формулы которых

1) $S$

2) $Zn$

3) $H_2O$

4) $CaCl_2$

5) $Fe$

Для ответа на этот вопрос необходимо проанализировать взаимодействие каждого из предложенных веществ с концентрированной азотной кислотой ($HNO_3$) при низкой температуре («на холоду»). Концентрированная азотная кислота является сильным окислителем, и её реакции с различными веществами имеют свои особенности.

1) S

Сера (S) — это неметалл. Концентрированная азотная кислота способна окислять серу до серной кислоты. Однако эта реакция требует значительной энергии активации и, как правило, протекает при нагревании. Уравнение реакции:

$S + 6HNO_{3(конц.)} \xrightarrow{t} H_2SO_4 + 6NO_{2} \uparrow + 2H_2O$

На холоду эта реакция протекает крайне медленно, поэтому для практических целей можно считать, что сера не взаимодействует с холодной концентрированной азотной кислотой.

2) Zn

Цинк (Zn) — активный металл, который бурно реагирует с концентрированной азотной кислотой даже на холоду. Продукты реакции зависят от концентрации кислоты, но взаимодействие в любом случае происходит. Типичное уравнение реакции с концентрированной кислотой:

$Zn + 4HNO_{3(конц.)} \rightarrow Zn(NO_3)_2 + 2NO_{2} \uparrow + 2H_2O$

Следовательно, цинк взаимодействует с концентрированной азотной кислотой.

3) H₂O

Вода ($H_2O$) является растворителем для азотной кислоты. Концентрированная азотная кислота — это водный раствор $HNO_3$. Добавление воды к концентрированной кислоте приводит к её разбавлению, что является физическим процессом смешивания, а не химической реакцией с образованием новых веществ. Таким образом, вода не вступает в химическую реакцию с азотной кислотой.

4) CaCl₂

Хлорид кальция ($CaCl_2$) — это соль, образованная сильным основанием ($Ca(OH)_2$) и сильной кислотой (HCl). Реакция обмена между солью и кислотой протекает, если образуется осадок, газ или более слабая кислота. В данном случае реакция:

$CaCl_2 + 2HNO_3 \rightleftharpoons Ca(NO_3)_2 + 2HCl$

не имеет движущей силы. Все вещества в растворе являются сильными электролитами, нитрат кальция ($Ca(NO_3)_2$) хорошо растворим, а соляная кислота (HCl) является сильной кислотой, как и азотная. Поэтому заметного взаимодействия не происходит.

5) Fe

Железо (Fe), а также алюминий (Al) и хром (Cr), пассивируются холодной концентрированной азотной кислотой. Это означает, что на поверхности металла образуется очень тонкая, плотная оксидная плёнка (например, $Fe_2O_3$), которая является химически инертной и защищает металл от дальнейшего контакта с кислотой. Из-за этого явления железо не реагирует с холодной концентрированной $HNO_3$. Это свойство используется для транспортировки концентрированной азотной кислоты в стальной таре.

Таким образом, с концентрированной азотной кислотой на холоду не взаимодействуют железо (из-за пассивации), хлорид кальция (отсутствие движущей силы реакции), вода (является растворителем) и сера (реакция требует нагревания).

Ответ: 1, 3, 4, 5.