Условие задания:
И разбавленная, и концентрированная серная кислота реагирует со всеми веществами ряда:
Ответ: \(\text{MgCO}_3\), \(\text{MgO}\), \(\text{BaCl}_2\)
Пояснение:
Давайте рассмотрим каждый вариант и проанализируем реакции с разбавленной и концентрированной серной кислотой.
Общие свойства серной кислоты (как разбавленной, так и концентрированной):
- Реагирует с основными оксидами.
- Реагирует с основаниями.
- Реагирует с солями, если образуется осадок, газ или слабый электролит.
Отличия концентрированной серной кислоты от разбавленной:
- Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, особенно при нагревании, и может реагировать с металлами, стоящими после водорода в ряду активности (например, \(\text{Cu}\), \(\text{Ag}\), \(\text{Hg}\)), а также с некоторыми неметаллами.
- Разбавленная серная кислота реагирует только с металлами, стоящими до водорода, с выделением водорода.
Рассмотрим предложенные ряды:
1. \(\text{KCl}\), \(\text{Ag}\), \(\text{NO}\)
- \(\text{KCl}\) (хлорид калия): Серная кислота (как разбавленная, так и концентрированная) не реагирует с \(\text{KCl}\) в растворе, так как не образуется осадок, газ или слабый электролит. Концентрированная серная кислота может вытеснять \(\text{HCl}\) из твердого \(\text{KCl}\) при нагревании, но это не реакция в растворе.
- \(\text{Ag}\) (серебро): Разбавленная серная кислота не реагирует с серебром. Концентрированная серная кислота реагирует с серебром при нагревании.
- \(\text{NO}\) (оксид азота(II)): Серная кислота не реагирует с \(\text{NO}\).
Этот ряд не подходит.
2. \(\text{KCl}\), \(\text{Ag}_2\text{O}\), \(\text{Hg}\)
- \(\text{KCl}\): См. выше, не реагирует с серной кислотой в растворе.
- \(\text{Ag}_2\text{O}\) (оксид серебра(I)): Это основной оксид, который реагирует как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой, образуя сульфат серебра и воду. \[\text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Ag}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}\]
- \(\text{Hg}\) (ртуть): Разбавленная серная кислота не реагирует с ртутью. Концентрированная серная кислота реагирует с ртутью при нагревании.
Этот ряд не подходит из-за \(\text{KCl}\) и \(\text{Hg}\) (для разбавленной кислоты).
3. \(\text{MgCO}_3\), \(\text{MgO}\), \(\text{BaCl}_2\)
- \(\text{MgCO}_3\) (карбонат магния): Это соль, которая реагирует с серной кислотой (как разбавленной, так и концентрированной) с выделением углекислого газа. \[\text{MgCO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow\]
- \(\text{MgO}\) (оксид магния): Это основной оксид, который реагирует с серной кислотой (как разбавленной, так и концентрированной) с образованием соли и воды. \[\text{MgO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2\text{O}\]
- \(\text{BaCl}_2\) (хлорид бария): Это соль, которая реагирует с серной кислотой (как разбавленной, так и концентрированной) с образованием нерастворимого осадка сульфата бария \(\text{BaSO}_4\). \[\text{BaCl}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4\downarrow + 2\text{HCl}\]
Все вещества в этом ряду реагируют как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой. Этот ряд подходит.
4. \(\text{CO}_2\), \(\text{CO}\), \(\text{NO}\)
- \(\text{CO}_2\) (углекислый газ): Это кислотный оксид, но он не реагирует с серной кислотой, так как серная кислота сильнее угольной.
- \(\text{CO}\) (оксид углерода(II)): Это несолеобразующий оксид, не реагирует с серной кислотой.
- \(\text{NO}\) (оксид азота(II)): Это несолеобразующий оксид, не реагирует с серной кислотой.
Этот ряд не подходит.
Таким образом, единственным рядом, где все вещества реагируют как с разбавленной, так и с концентрированной серной кислотой, является \(\text{MgCO}_3\), \(\text{MgO}\), \(\text{BaCl}_2\).