Из предложенных пар веществ способны вступать в реакцию с водой оба компонента пары 2) CaO, Ca.
Рассмотрим каждую пару подробнее:
1) CuO, Na.
CuO (оксид меди(II)) не реагирует с водой и не растворим в ней, но реагирует с кислотами. Na (натрий) интенсивно реагирует с водой с образованием гидроксида натрия (NaOH) и выделением водорода (H₂):
[ 2Na + 2H₂O \rightarrow 2NaOH + H₂↑ ]
Таким образом, в этой паре только натрий реагирует с водой.
2) CaO, Ca.
CaO (оксид кальция, негашёная известь) реагирует с водой, образуя гидроксид кальция (Ca(OH)₂, гашёная известь):
[ CaO + H₂O \rightarrow Ca(OH)₂ ]
Ca (кальций) также реагирует с водой, образуя гидроксид кальция и выделяя водород:
[ Ca + 2H₂O \rightarrow Ca(OH)₂ + H₂↑ ]
Оба вещества этой пары активно взаимодействуют с водой.
3) CO₂, SiO₂.
CO₂ (углекислый газ) растворяется в воде, образуя слабую угольную кислоту (H₂CO₃), но это не реакция с изменением химической структуры CO₂. SiO₂ (диоксид кремния, кремнезём) практически не реагирует с водой и не растворяется в ней. Таким образом, оба вещества не вступают в активные химические реакции с водой.
4) N₂, Fe.
N₂ (азот) не реагирует с водой при обычных условиях, это очень инертный газ. Fe (железо) в обычных условиях медленно реагирует с кислородом и водой, образуя ржавчину (гидратированный оксид железа(III)):
[ 4Fe + 3O₂ + 6H₂O \rightarrow 4Fe(OH)₃ ]
Однако это процесс не столь интенсивен и зависит от условий (влажность, температура).
Таким образом, единственная пара, где оба вещества активно взаимодействуют с водой, это пара 2) CaO, Ca.