Серная кислота (H₂SO₄) является сильной кислотой и может вступать в реакции с различными веществами. Рассмотрим каждое из перечисленных веществ и определим, с какими из них она будет взаимодействовать, приведя уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
- Оксид кальция (CaO)
CaO является основным оксидом и реагирует с серной кислотой с образованием соли и воды:
Молекулярное уравнение:
[ \text{CaO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2\text{O} ]
Ионное уравнение:
[ \text{CaO} + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_2\text{O} ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{CaO} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{Ca}^{2+} + \text{H}_2\text{O} ]
- Триоксид серы (SO₃)
SO₃ является кислотным оксидом и реагирует с водой, образуя серную кислоту. Но если его растворить в серной кислоте, образуется олеум:
Молекулярное уравнение:
[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 ]
Ионное уравнение:
[ \text{SO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2\text{S}_2\text{O}_7 ]
Ионный вид для этого уравнения не подходит, так как мы имеем дело с молекулярным соединением.
- Магний (Mg)
Магний, как активный металл, реагирует с серной кислотой с образованием соли и водорода:
Молекулярное уравнение:
[ \text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow ]
Ионное уравнение:
[ \text{Mg} + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + \text{H}_2 ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{Mg} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{Mg}^{2+} + \text{H}_2 ]
- Ртуть (Hg)
Ртуть менее активна и не реагирует с разбавленной серной кислотой. Однако с концентрированной серной кислотой она реагирует при нагревании:
Молекулярное уравнение:
[ \text{Hg} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{HgSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow ]
Ионное уравнение:
[ \text{Hg} + 2\text{H}^+ + 2\text{HSO}_4^- \rightarrow \text{Hg}^{2+} + 2\text{HSO}_4^- + 2\text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 \uparrow ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{Hg} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{HgSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{SO}_2 ]
- Гидроксид калия (KOH)
Гидроксид калия является сильным основанием и реагирует с серной кислотой с образованием соли и воды:
Молекулярное уравнение:
[ 2\text{KOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} ]
Ионное уравнение:
[ 2\text{K}^+ + 2\text{OH}^- + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow 2\text{K}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{H}_2\text{O} ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ 2\text{OH}^- + 2\text{H}^+ \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} ]
- Хлорид бария (BaCl₂)
Хлорид бария реагирует с серной кислотой с образованием нерастворимого сульфата бария и хлороводорода:
Молекулярное уравнение:
[ \text{BaCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{HCl} ]
Ионное уравнение:
[ \text{Ba}^{2+} + 2\text{Cl}^- + 2\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2\text{H}^+ + 2\text{Cl}^- ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ \text{Ba}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow ]
Итак, серная кислота реагирует с CaO, SO₃, Mg, Hg (в концентрированной форме), KOH и BaCl₂.