Объяснение реакций кислот
Мне нужно уточнить некоторые критерии реакций с участием кислот. Во-первых, когда кислота реагирует с активным металлом (например, Fe, но не N), образуются соль и водород. Во-вторых, когда кислота взаимодействует с основным оксидом или нерастворимым гидроксидом, образуются соль и вода. Интересный момент: когда кислота смешивается с растворимой солью, например AgNO3, может образоваться нерастворимый осадок, такой как AgCl. Кроме того, кислота с кислотой или кислота с растворимым сульфатом не дают заметной реакции.
Анализ реакций HCl и сульфата
Я размышляю над тем, реагирует ли концентрированная HCl с сульфатом. В водных растворах существует равновесие между Na2SO4 и HCl с участием сульфат-ионов и протонов. Важно отметить, что хотя H2SO4 является сильной кислотой, HCl ещё сильнее, поэтому равновесие, вероятно, смещено в сторону HCl, а не образования HSO4−. В школе мы часто утверждаем, что реакции нет, поскольку не образуется ни твёрдое вещество, ни газ. Концентрированные HCl и H2SO4 обычно не реагируют; H2SO4 поглощает HCl.
Краткий ответ: соляная кислота реагирует с железом, оксидом кальция, гидроксидом алюминия и нитратом серебра(I).
1. Железо
Молекулярное уравнение: \[ \mathrm{Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow} \]
Полное ионное: \[ \mathrm{Fe+2H^++2Cl^-\rightarrow Fe^{2+}+2Cl^-+H_2\uparrow} \]
Сокращённое ионное: \[ \mathrm{Fe+2H^+\rightarrow Fe^{2+}+H_2\uparrow} \]
Железо вытесняет водород из кислоты, так как находится в ряду активности до водорода.
2. Оксид кальция
Молекулярное уравнение: \[ \mathrm{CaO+2HCl\rightarrow CaCl_2+H_2O} \]
Полное ионное: \[ \mathrm{CaO+2H^++2Cl^-\rightarrow Ca^{2+}+2Cl^-+H_2O} \]
Сокращённое ионное: \[ \mathrm{CaO+2H^+\rightarrow Ca^{2+}+H_2O} \]
Это реакция кислоты с основным оксидом.
3. Гидроксид алюминия
Молекулярное уравнение: \[ \mathrm{Al(OH)_3+3HCl\rightarrow AlCl_3+3H_2O} \]
Полное ионное: \[ \mathrm{Al(OH)_3+3H^++3Cl^-\rightarrow Al^{3+}+3Cl^-+3H_2O} \]
Сокращённое ионное: \[ \mathrm{Al(OH)_3+3H^+\rightarrow Al^{3+}+3H_2O} \]
Это реакция нейтрализации кислоты нерастворимым основанием.
4. Нитрат серебра(I)
Молекулярное уравнение: \[ \mathrm{AgNO_3+HCl\rightarrow AgCl\downarrow+HNO_3} \]
Полное ионное: \[ \mathrm{Ag^++NO_3^-+H^++Cl^-\rightarrow AgCl\downarrow+H^++NO_3^-} \]
Сокращённое ионное: \[ \mathrm{Ag^++Cl^-\rightarrow AgCl\downarrow} \]
Реакция идёт благодаря образованию белого осадка хлорида серебра.
В обычных водных условиях не реагируют:
- азот \(\mathrm{N_2}\);
- серная кислота \(\mathrm{H_2SO_4}\);
- сульфат натрия \(\mathrm{Na_2SO_4}\).
Для реакции кислоты с веществом обычно должно образоваться хотя бы одно из веществ: газ, осадок или вода. В этих трёх случаях такого признака нет.