Серная кислота (H₂SO₄) является сильной кислотой и обладает высокой реакционной способностью. Рассмотрим взаимодействие серной кислоты с каждым из перечисленных веществ.
Медь (Cu):
- Медь не реагирует с разбавленной серной кислотой, так как медь стоит ниже водорода в ряду активности металлов. Однако, медь реагирует с концентрированной серной кислотой при нагревании, образуя сульфат меди (II), диоксид серы и воду:
[
\text{Cu} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Железо (Fe):
- Железо активно реагирует как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой.
- С разбавленной серной кислотой реакция идет с выделением водорода и образованием сульфата железа (II):
[
\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{разб.)} \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow
]
- С концентрированной серной кислотой реакция идет с выделением диоксида серы:
[
2\text{Fe} + 6\text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{SO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}
]
Цинк (Zn):
- Цинк реагирует с разбавленной серной кислотой с образованием сульфата цинка и выделением водорода:
[
\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{разб.}) \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow
]
- С концентрированной серной кислотой реакция идет с выделением диоксида серы:
[
\text{Zn} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Азотная кислота (HNO₃):
- Серная кислота и азотная кислота могут реагировать друг с другом в концентрированных формах, образуя нитрозильсерную кислоту (NOHSO₄):
[
\text{HNO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 (\text{конц.}) \rightarrow \text{NOHSO}_4 + \text{H}_2\text{O}
]
- В обычных условиях сильных реакций между этими кислотами нет.
Гидроксид железа (III) (Fe(OH)₃):
- Гидроксид железа (III) реагирует с серной кислотой с образованием сульфата железа (III) и воды:
[
2\text{Fe(OH)}_3 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O}
]
Гидроксид кальция (Ca(OH)₂):
- Гидроксид кальция реагирует с серной кислотой, образуя сульфат кальция и воду:
[
\text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
Хлорид бария (BaCl₂):
- Хлорид бария реагирует с серной кислотой, образуя сульфат бария (нерастворимый в воде) и хлороводород:
[
\text{BaCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HCl}
]
Таким образом, серная кислота вступает в реакцию с веществами: Fe, Zn, HNO₃ (в концентрированной форме), Fe(OH)₃, Ca(OH)₂ и BaCl₂. Медь вступает в реакцию только с концентрированной серной кислотой.