Чтобы определить, какие вещества взаимодействуют с разбавленной серной кислотой (H₂SO₄), нужно учитывать их химические свойства. Разбавленная серная кислота способна реагировать с основаниями, амфотерными металлами и солями, образуя новые соединения. Рассмотрим каждое вещество:
- N₂O₅ – это кислотный оксид, который не взаимодействует с разбавленной серной кислотой.
- NaOH – это сильное основание, которое реагирует с серной кислотой, образуя соль и воду:
[ \text{2NaOH + H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{2H}_2\text{O} ]
- Hg – ртуть не реагирует с разбавленной серной кислотой, так как она инертна к ней.
- Ba(NO₃)₂ – сульфат бария (BaSO₄) нерастворим в воде, но за счет образования осадка реакция возможна:
[ \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow + \text{2HNO}_3 ]
- Fe(OH)₂ – это основание, которое реагирует с серной кислотой:
[ \text{Fe(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{2H}_2\text{O} ]
- HCl – хлороводородная кислота не реагирует с серной кислотой, так как это две кислоты.
- Al – алюминий реагирует с разбавленной серной кислотой с выделением водорода:
[ \text{2Al + 3H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + \text{3H}_2\uparrow ]
- Fe₂O₃ – это нерастворимое в воде соединение, но в присутствии кислоты может образовывать соль и воду:
[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + \text{3H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2\text{(SO}_4\text{)}_3 + \text{3H}_2\text{O} ]
- KNO₃ – нитрат калия не реагирует с серной кислотой.
- K₂CO₃ – карбонат калия реагирует с серной кислотой с выделением углекислого газа:
[ \text{K}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow ]
Теперь составим ионные уравнения для двух реакций:
NaOH и H₂SO₄:
- Молекулярное уравнение: [ \text{2NaOH + H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{2H}_2\text{O} ]
- Ионное уравнение: [ \text{2Na}^+ + \text{2OH}^- + \text{2H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{2Na}^+ + \text{SO}_4^{2-} + \text{2H}_2\text{O} ]
- Сокращенное ионное уравнение: [ \text{2OH}^- + \text{2H}^+ \rightarrow \text{2H}_2\text{O} ]
K₂CO₃ и H₂SO₄:
- Молекулярное уравнение: [ \text{K}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow ]
- Ионное уравнение: [ \text{2K}^+ + \text{CO}_3^{2-} + \text{2H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{2K}^+ + \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow ]
- Сокращенное ионное уравнение: [ \text{CO}_3^{2-} + \text{2H}^+ \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow ]
Таким образом, NaOH, Ba(NO₃)₂, Fe(OH)₂, Al и K₂CO₃ взаимодействуют с разбавленной серной кислотой.