Задание №8 — Важнейшие представители неорганических веществ. Неметаллы и их соединения. Металлы и их соединения

Решение.

Для того чтобы определить, какие из предложенных веществ вступают в реакцию с водородом $H_{2}$, проанализируем химические свойства каждого из них:

1) Азот $N_{2}$. Азот является неметаллом. При повышенном давлении, температуре и в присутствии катализатора он вступает в обратимую реакцию с водородом, образуя аммиак:
$N_{2} + 3H_{2} \rightleftharpoons 2NH_{3}$.
Это промышленный способ получения аммиака (процесс Габера). Данное утверждение верно.

2) Сероводород $H_{2}S$. Сероводород — это соединение серы с водородом. Водород не реагирует с сероводородом, так как сера в этом соединении уже находится в своей низшей степени окинения $-2$. Реакция не идет.

3) Гидроксид натрия $NaOH$. Это типичное основание (щелочь). Водород не обладает кислотными свойствами в такой степени, чтобы реагировать со щелочами, и не вытесняет металлы из их гидроксидов. Реакция не идет.

4) Медь $Cu$. Медь — это малоактивный металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений после водорода. Металлы не реагируют с молекулярным водородом с образованием гидридов (гидриды образуют только активные металлы, такие как щелочные и щелочноземельные). Реакция не идет.

5) Оксид железа(III) $Fe_{2}O_{3}$. Водород является хорошим восстановителем. При нагревании он способен восстанавливать металлы средней активности и малоактивные металлы из их оксидов. В данном случае водород восстанавливает железо до чистого металла:
$Fe_{2}O_{3} + 3H_{2} \xrightarrow{t} 2Fe + 3H_{2}O$.
Данное утверждение верно.

Таким образом, с водородом реагируют азот и оксид железа(III).

Ответ: 15

Источник: ФИПИ