Серная кислота ((H_2SO_4)) может вступать в реакции с различными веществами в зависимости от их химической природы. Рассмотрим каждое из перечисленных веществ.
- Хлорид бария ((BaCl_2))
Серная кислота может реагировать с хлоридом бария, образуя сульфат бария, который выпадает в осадок, и соляную кислоту:
Молекулярное уравнение:
[ BaCl_2 (aq) + H_2SO_4 (aq) \rightarrow BaSO_4 (s) + 2HCl (aq) ]
Ионное уравнение:
[ Ba^{2+} (aq) + 2Cl^- (aq) + 2H^+ (aq) + SO_4^{2-} (aq) \rightarrow BaSO_4 (s) + 2H^+ (aq) + 2Cl^- (aq) ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ Ba^{2+} (aq) + SO_4^{2-} (aq) \rightarrow BaSO_4 (s) ]
- Оксид железа(III) ((Fe_2O_3))
Серная кислота может реагировать с оксидом железа(III), образуя сульфат железа(III) и воду:
Молекулярное уравнение:
[ Fe_2O_3 (s) + 3H_2SO_4 (aq) \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 (aq) + 3H_2O (l) ]
Ионное уравнение:
[ Fe_2O_3 (s) + 6H^+ (aq) + 3SO_4^{2-} (aq) \rightarrow 2Fe^{3+} (aq) + 3SO_4^{2-} (aq) + 3H_2O (l) ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ Fe_2O_3 (s) + 6H^+ (aq) \rightarrow 2Fe^{3+} (aq) + 3H_2O (l) ]
- Азотная кислота ((HNO_3))
Серная кислота и азотная кислота не будут вступать в прямую химическую реакцию друг с другом, так как обе являются сильными кислотами и не могут взаимодействовать без добавления других реагентов.
- Медь ((Cu))
Концентрированная серная кислота может окислять медь, образуя сульфат меди(II), диоксид серы и воду:
Молекулярное уравнение:
[ Cu (s) + 2H_2SO_4 (conc.) \rightarrow CuSO_4 (aq) + SO_2 (g) + 2H_2O (l) ]
Ионное уравнение:
[ Cu (s) + 2H^+ (aq) + 2SO_4^{2-} (aq) \rightarrow Cu^{2+} (aq) + SO_2 (g) + 2H_2O (l) ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ Cu (s) + 2H_2SO_4 (conc.) \rightarrow Cu^{2+} (aq) + SO_2 (g) + 2H_2O (l) ]
Электронный баланс (окислительно-восстановительная реакция):
- Окисление: (Cu^0 \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-)
- Восстановление: (S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4})
- Цинк ((Zn))
Серная кислота может реагировать с цинком, особенно если она разбавленная, с выделением водорода и образованием сульфата цинка:
Молекулярное уравнение:
[ Zn (s) + H_2SO_4 (aq) \rightarrow ZnSO_4 (aq) + H_2 (g) ]
Ионное уравнение:
[ Zn (s) + 2H^+ (aq) + SO_4^{2-} (aq) \rightarrow Zn^{2+} (aq) + SO_4^{2-} (aq) + H_2 (g) ]
Сокращенное ионное уравнение:
[ Zn (s) + 2H^+ (aq) \rightarrow Zn^{2+} (aq) + H_2 (g) ]
Электронный баланс (окислительно-восстановительная реакция):
- Окисление: (Zn^0 \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-)
- Восстановление: (2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2)
Таким образом, серная кислота будет реагировать с хлоридом бария, оксидом железа(III), медью и цинком, но не будет реагировать с азотной кислотой.