1) С какими из перечисленных веществ: а) цинк, б) соляная кислота, в) гидроксид кальция, г) серебро, д) хлорид бария, е) раствор индикатора, ж) оксид натрия — может взаимодействовать разбавленная серная кислота? Составьте уравнения только происходящих реакций. Уравнения реакций ионного обмена запишите в полной и сокращенной форме.

Разбавленная серная кислота H₂SO₄ может взаимодействовать не со всеми перечисленными веществами. Разберём по пунктам.

Серная кислота — это сильная кислота, поэтому она реагирует:

• с металлами, стоящими в ряду активности до водорода;

• с основаниями;

• с основными оксидами;

• с некоторыми солями, если в результате образуется осадок, газ или слабый электролит.

Теперь рассмотрим каждое вещество.

а) Цинк

Реакция идёт, потому что цинк — металл, стоящий в ряду активности левее водорода, и он вытесняет водород из кислоты.

Молекулярное уравнение:

Zn + H₂SO₄(разб.) = ZnSO₄ + H₂↑

Это не реакция ионного обмена, а реакция замещения, поэтому полное и сокращённое ионные уравнения обычно не записывают.

б) Соляная кислота

Реакция не идёт, потому что обе кислоты сильные, между ними обмен невозможен и признаков реакции нет.

в) Гидроксид кальция

Реакция идёт, так как это основание, а кислота с основанием даёт соль и воду.

Молекулярное уравнение:

H₂SO₄ + Ca(OH)₂ = CaSO₄↓ + 2H₂O

Здесь образуется малорастворимый сульфат кальция, поэтому реакция идёт до конца.

Полное ионное уравнение

2H⁺ + SO₄²⁻ + Ca²⁺ + 2OH⁻ = CaSO₄↓ + 2H₂O

Сокращённое ионное уравнение

Здесь можно показать оба происходящих процесса:

2H⁺ + 2OH⁻ = 2H₂O

Ca²⁺ + SO₄²⁻ = CaSO₄↓

Иногда в сокращённом виде записывают оба этих уравнения отдельно, потому что одновременно образуются и вода, и осадок.

г) Серебро

Реакция не идёт с разбавленной серной кислотой, потому что серебро находится в ряду активности после водорода и не вытесняет его из разбавленных кислот.

д) Хлорид бария

Реакция идёт, так как при взаимодействии образуется нерастворимый осадок сульфата бария.

Молекулярное уравнение:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2HCl

Полное ионное уравнение

2H⁺ + SO₄²⁻ + Ba²⁺ + 2Cl⁻ = BaSO₄↓ + 2H⁺ + 2Cl⁻

Сокращённое ионное уравнение

Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓

е) Раствор индикатора

Обычно считают, что химической реакции в обычном смысле нет, но индикатор изменяет окраску в кислой среде. Это не записывают как уравнение химической реакции.

ж) Оксид натрия

Реакция идёт, потому что оксид натрия — это основной оксид, а кислота с основным оксидом образует соль и воду.

Молекулярное уравнение:

Na₂O + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂O

Полное ионное уравнение

2Na⁺ + O²⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = 2Na⁺ + SO₄²⁻ + H₂O

В школьной практике оксид-ион O²⁻ в растворе обычно не рассматривают как реально существующий отдельно, поэтому чаще для таких реакций ионное уравнение вообще не записывают. Но если формально показать сущность процесса, то сокращённо получается:

Сокращённое ионное уравнение

O²⁻ + 2H⁺ = H₂O

Однако в школьных заданиях чаще ограничиваются только молекулярным уравнением.

Итак, разбавленная серная кислота взаимодействует с:

• цинком;

• гидроксидом кальция;

• хлоридом бария;

• оксидом натрия.

Не взаимодействует:

• с соляной кислотой;

• с серебром.

С индикатором:

• не вступает в химическую реакцию в обычном смысле, но изменяет его окраску.