При взаимодействии железа (Fe) водород выделится в следующем случае:
1) С раствором серной кислоты (H₂SO₄): При взаимодействии железа с раствором серной кислоты происходит типичная реакция металла с кислотой, в результате которой образуется сульфат железа (FeSO₄) и выделяется водород (H₂). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
\text{Fe} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{FeSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow
]
Это происходит потому, что серная кислота в разбавленном виде активно реагирует с железом, способствуя выделению водорода.
2) С концентрированной серной кислотой (H₂SO₄): При взаимодействии железа с концентрированной серной кислотой водород, как правило, не выделяется. Вместо этого происходит окисление железа с образованием оксидов серы и воды, поскольку концентрированная серная кислота является сильным окислителем. В результате образуются сульфат железа и выделяются газы, такие как диоксид серы (SO₂).
3) С разбавленной азотной кислотой (HNO₃): Взаимодействие железа с разбавленной азотной кислотой также не приводит к выделению водорода. Вместо этого выделяется оксид азота, например, N₂O или NO, в зависимости от концентрации кислоты. Азотная кислота является окислителем и окисляет железо, но не способствует выделению водорода.
4) С раствором щелочи (например, NaOH): При взаимодействии железа с раствором щелочи водород может выделяться, но это происходит при определённых условиях, таких как высокая температура. В этом случае железо реагирует с гидроксидом натрия (NaOH) с образованием ферритов натрия и выделением водорода. Однако такая реакция не является типичной и требует специфических условий.
Исходя из вышеизложенного, наиболее типичная реакция, при которой выделяется водород, происходит при взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой.