Химическая реакция возможна между веществами, если между ними могут произойти химические изменения, приводящие к образованию новых веществ. Рассмотрим каждый вариант подробно:
1) K₂O (оксид калия) и Zn (цинк)
Оксид калия (K₂O) — это основной оксид, который легко реагирует с водой, кислотами и кислотными оксидами. Однако он не вступает в реакцию с металлами, такими как цинк.
Цинк — это менее активный металл, чем калий. Калий в составе K₂O уже находится в окисленном состоянии (+1), а цинк в данном случае не может вытеснить калий из соединения. Следовательно, химическая реакция между K₂O и Zn невозможна.
2) CaO (оксид кальция) и NaOH (гидроксид натрия)
Оксид кальция (CaO), известный как негашеная известь, является основным оксидом. Гидроксид натрия (NaOH) — это щелочь.
Между двумя основными веществами (основной оксид и щелочь) химическая реакция невозможна, поскольку они оба имеют базовый (щелочной) характер. Реакции обычно происходят между веществами с противоположными свойствами: например, между кислотными и основными соединениями.
Следовательно, CaO и NaOH не взаимодействуют друг с другом.
3) CuO (оксид меди (II)) и H₂ (водород)
Оксид меди (II) (CuO) — это амфотерный оксид, который может проявлять слабокислотные свойства. Водород (H₂) — это сильный восстановитель, который может восстанавливать оксиды металлов до чистых металлов.
Реакция между CuO и H₂ возможна и выглядит следующим образом:
[ \text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu} + \text{H}_2\text{O} ]
В этом процессе водород восстанавливает медь из оксида меди (II), а сам окисляется до воды. Это типичный пример реакции восстановления, которая проводится при нагревании.
4) Fe (железо) и CuSO₄ (сульфат меди (II))
Железо (Fe) — это более активный металл, чем медь (Cu), согласно ряду активности металлов. Более активный металл может вытеснять менее активный из его солей.
Реакция между Fe и CuSO₄ возможна:
[ \text{Fe} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{Cu} ]
В этой реакции железо вытесняет медь из её соли, образуя сульфат железа (II) (FeSO₄), а медь выделяется в виде осадка.
Вывод:
Химическая реакция возможна в следующих случаях:
- Вариант 3 (CuO и H₂) — реакция восстановления.
- Вариант 4 (Fe и CuSO₄) — реакция замещения.
Варианты 1 и 2 реакции не дают, так как K₂O и Zn, а также CaO и NaOH не взаимодействуют друг с другом.