Задача: Выберите вещества, с которыми реагирует плавиковая кислота, но не взаимодействует хлороводородная кислота.
Решение:
Для решения этой задачи нужно вспомнить свойства плавиковой (фтороводородной, HF) и хлороводородной (соляной, HCl) кислот.
1. Свойства хлороводородной кислоты (HCl):
- Сильная кислота.
- Реагирует с активными металлами (стоящими до водорода в ряду активности).
- Реагирует с основными и амфотерными оксидами.
- Реагирует с основаниями.
- Реагирует с солями более слабых кислот или с образованием осадка/газа.
2. Свойства плавиковой кислоты (HF):
- Слабая кислота.
- Обладает всеми свойствами обычных кислот (реагирует с металлами, оксидами, основаниями, некоторыми солями).
- Особенностью плавиковой кислоты является её способность взаимодействовать с оксидом кремния (IV) \(\text{SiO}_2\) (песком, стеклом) и силикатами. Это свойство отличает её от других галогеноводородных кислот, включая хлороводородную.
Теперь рассмотрим предложенные вещества:
а) \(\text{NaNO}_3\) (нитрат натрия)
- С \(\text{HCl}\): Реакция не идёт, так как нитрат натрия — соль сильной кислоты, и хлороводородная кислота не вытесняет азотную кислоту.
- С \(\text{HF}\): Реакция не идёт по тем же причинам.
б) \(\text{SiO}_2\) (оксид кремния (IV), кремнезём)
- С \(\text{HCl}\): Оксид кремния (IV) — кислотный оксид, нерастворимый в воде и не реагирующий с хлороводородной кислотой.
- С \(\text{HF}\): Плавиковая кислота реагирует с оксидом кремния (IV). Это уникальная реакция, используемая для травления стекла: \[\text{SiO}_2 + 4\text{HF} \rightarrow \text{SiF}_4\uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\] (Образуется газообразный тетрафторид кремния).
в) \(\text{CaCO}_3\) (карбонат кальция)
- С \(\text{HCl}\): Карбонат кальция реагирует с хлороводородной кислотой с выделением углекислого газа: \[\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow\]
- С \(\text{HF}\): Карбонат кальция также реагирует с плавиковой кислотой: \[\text{CaCO}_3 + 2\text{HF} \rightarrow \text{CaF}_2\downarrow + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow\] (Образуется нерастворимый фторид кальция).
Это вещество не подходит, так как оно реагирует с обеими кислотами.
г) \(\text{Si}\) (кремний)
- С \(\text{HCl}\): Кремний — неметалл, не реагирует с хлороводородной кислотой.
- С \(\text{HF}\): Кремний реагирует с плавиковой кислотой, особенно в присутствии окислителей (например, азотной кислоты), но и без них реакция возможна: \[\text{Si} + 4\text{HF} \rightarrow \text{SiF}_4\uparrow + 2\text{H}_2\] (Образуется газообразный тетрафторид кремния и водород).
д) \(\text{MgO}\) (оксид магния)
- С \(\text{HCl}\): Оксид магния — основной оксид, реагирует с хлороводородной кислотой: \[\text{MgO} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2\text{O}\]
- С \(\text{HF}\): Оксид магния также реагирует с плавиковой кислотой: \[\text{MgO} + 2\text{HF} \rightarrow \text{MgF}_2 + \text{H}_2\text{O}\]
Это вещество не подходит, так как оно реагирует с обеими кислотами.
Вывод:
Вещества, которые реагируют с плавиковой кислотой, но не взаимодействуют с хлороводородной кислотой, это \(\text{SiO}_2\) и \(\text{Si}\).
Ответ:
Правильные варианты: \(\text{SiO}_2\) и \(\text{Si}\).