Номер 3, страница 35 - гдз по химии 8 класс сборник контрольных и самостоятельных работ Сеген, Власовец

Решение

Для того чтобы выбрать правильный ответ, необходимо рассмотреть взаимодействие серной кислоты ($H_2SO_4$) с каждым веществом в предложенных рядах. Серная кислота является сильной кислотой и проявляет как кислотные свойства (реакции с основаниями, основными и амфотерными оксидами, некоторыми металлами до водорода), так и окислительные свойства (особенно концентрированная).

а) CuO, лакмус, HBr

1. $CuO$ (оксид меди(II)) - это основной оксид, который реагирует с кислотами: $CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O$ 2. Лакмус - кислотно-основной индикатор. В кислой среде (например, с $H_2SO_4$) лакмус меняет цвет на красный, что является проявлением химического взаимодействия (протонирования). 3. $HBr$ (бромоводородная кислота) - является сильной кислотой. С разбавленной серной кислотой не реагирует как кислота. Однако, с концентрированной серной кислотой $HBr$ может реагировать как восстановитель, так как бромид-ион ($Br^-$) является восстановителем, а концентрированная серная кислота - окислителем: $2HBr + H_2SO_4 (конц.) \rightarrow Br_2 + SO_2 + 2H_2O$ Таким образом, все вещества в этом ряду могут реагировать с серной кислотой, если рассматривать и окислительно-восстановительные реакции и отклик индикатора.

б) Fe, BaO, CuSO₄

1. $Fe$ (железо) - металл, стоящий в ряду активности до водорода. Реагирует как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой (с холодной концентрированной происходит пассивация, но при нагревании реакция идет): $Fe + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow FeSO_4 + H_2 \uparrow$ $2Fe + 6H_2SO_4 (конц., гор.) \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O$ 2. $BaO$ (оксид бария) - это основной оксид, реагирующий с кислотами с образованием сульфата бария, который является нерастворимым соединением: $BaO + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + H_2O$ 3. $CuSO_4$ (сульфат меди(II)) - это соль. Реакции солей с кислотами происходят, если образуется газ, осадок или менее сильная кислота. В данном случае, сульфат меди(II) является солью сильной кислоты ($H_2SO_4$) и основания, которое не является сильным. $CuSO_4$ не будет реагировать с $H_2SO_4$, так как нет движущей силы для реакции обмена. Так как $CuSO_4$ не реагирует с $H_2SO_4$, этот вариант не является правильным.

в) Al₂O₃, метилоранж, KOH

1. $Al_2O_3$ (оксид алюминия) - это амфотерный оксид, который реагирует как с кислотами, так и с основаниями. С серной кислотой реагирует как с кислотой: $Al_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O$ 2. Метилоранж - кислотно-основной индикатор. В кислой среде (например, с $H_2SO_4$) метилоранж меняет цвет с желтого на красный, что является проявлением химического взаимодействия (протонирования). 3. $KOH$ (гидроксид калия) - это сильное основание (щелочь). Реагирует с кислотами в реакции нейтрализации: $2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$ Все вещества в этом ряду реагируют с серной кислотой.

г) Zn, CaO, P₂O₅

1. $Zn$ (цинк) - металл, стоящий в ряду активности до водорода. Активно реагирует как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой: $Zn + H_2SO_4 (разб.) \rightarrow ZnSO_4 + H_2 \uparrow$ $Zn + 2H_2SO_4 (конц.) \rightarrow ZnSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O$ 2. $CaO$ (оксид кальция) - это основной оксид. Реагирует с кислотами с образованием малорастворимого сульфата кальция: $CaO + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 \downarrow + H_2O$ 3. $P_2O_5$ (оксид фосфора(V)) - это кислотный оксид. Кислотные оксиды реагируют с водой, образуя кислоты, и с основаниями. Однако кислотные оксиды, как правило, не реагируют с другими кислотами (тем более с сильными, как $H_2SO_4$), так как нет химической движущей силы для такой реакции. Так как $P_2O_5$ не реагирует с $H_2SO_4$, этот вариант не является правильным.

Сравнивая варианты а) и в), можно отметить, что в варианте в) представлены вещества, которые реагируют с серной кислотой по основным типам реакций (амфотерный оксид, сильное основание, индикатор), причем реакции однозначны и происходят при стандартных условиях. В варианте а) реакция $HBr$ с $H_2SO_4$ является окислительно-восстановительной и требует концентрированной кислоты, что делает этот вариант менее универсальным по сравнению с в).

Ответ: в) Al₂O₃, метилоранж, KOH