Кратко: при обычных условиях осуществимы реакции 1–6, а реакции 7–9 не идут.
Уравнения осуществимых реакций
\(2Na + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2\uparrow\)
\(CaO + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O\)
\(3Mg + 2H_3PO_4 \rightarrow Mg_3(PO_4)_2 + 3H_2\uparrow\)
\(3Li_2O + 2H_3PO_4 \rightarrow 2Li_3PO_4 + 3H_2O\)
\(2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\uparrow\)
— для разбавленной серной кислоты. Концентрированная \(H_2SO_4\) при комнатной температуре пассивирует алюминий.\(Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow\)
Реакции, которые не идут
\(Au + H_2SO_4 \nrightarrow\)
Золото стоит после водорода в ряду активности и не вытесняет водород из кислот. Серная кислота его не растворяет; для золота нужна «царская водка».\(Na_2SO_4 + HCl \nrightarrow\)
Нет осадка, газа или воды. Все возможные соли растворимы.\(NaCl + HNO_3 \nrightarrow\)
Тоже нет осадка, газа или воды. Простая перестановка ионов не означает, что реакция идёт.
Как рассуждать
- Металл + кислота: металл должен стоять левее водорода в ряду активности. Тогда получается соль и \(H_2\). Поэтому Na, Mg, Al, Zn реагируют, а Au — нет.
- Основный оксид + кислота: образуется соль + вода. Поэтому \(CaO\) и \(Li_2O\) реагируют с кислотами.
- Соль + кислота: реакция идёт, если образуется газ, осадок или вода. В случаях 8 и 9 этого нет.
- \(H_3PO_4\) — трёхосновная кислота, поэтому при составлении средней соли учитываем остаток \(PO_4^{3-}\): на \(3\) металла нужно \(2\) молекулы \(H_3PO_4\).
Проверка: во всех шести уравнениях число атомов каждого элемента слева и справа одинаково.