Условие задачи

Составьте уравнения реакций магния с серной и фосфорной кислотами.

Решение

Дисциплина: химия.

Наша задача – записать уравнения реакций металла магния с кислотами, что подразумевает применение знаний о реакциях металлов с кислотами (обычно это реакции замещения с выделением водорода) и балансировку уравнений.

1. Реакция магния с серной кислотой:

Реакция металла с кислотой приводит к образованию соли и водорода. В данном случае:
Магний реагирует с серной кислотой (H₂SO₄) с образованием сульфата магния (MgSO₄) и водорода (H₂).

Уравнение реакции:
Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

Проверим баланс:
– Mg: по 1 атому с каждой стороны;
– S: по 1 атому;
– O: 4 атома по обе стороны;
– H: 2 атома в H₂SO₄ и 2 атома в H₂.

Таким образом, уравнение записано корректно.

2. Реакция магния с фосфорной кислотой:

При реакции магния с фосфорной кислотой (H₃PO₄) также происходит замещение, при котором образуется нерастворимый фосфат магния и водород. Фосфат магния имеет формулу Mg₃(PO₄)₂.

Запишем предварительное уравнение реакции:
Mg + H₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + H₂

Для балансировки необходимо определить коэффициенты. Заметим, что в соединении Mg₃(PO₄)₂ содержится 3 атома Mg и 2 группы PO₄. Чтобы получить 2 группы PO₄, требуется 2 молекулы H₃PO₄, каждая содержащая 1 атом P; однако с учетом того, что Mg должно быть 3, подберём коэффициенты:
3Mg + 2H₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + H₂

Проверим баланс:
– Mg: слева 3, справа 3.
– P: 2 (2 молекулы H₃PO₄ по 1 атому P) и 2 в PO₄₂.
– O: 2×4 = 8 атомов слева, 2×4 = 8 атомов в PO₄₂.
– H: 2×3 = 6 атомов слева, справа H₂ содержит 2 атома, значит, для сохранения баланса водорода необходимо 3 молекулы водорода (3×2 =6 H-атома).

Таким образом, окончательное уравнение реакции примет вид:
3Mg + 2H₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂

Итак, подробное решение выглядит следующим образом:

1) Реакция магния с серной кислотой:
Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

2) Реакция магния с фосфорной кислотой:
3Mg + 2H₃PO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂