K + H2O là phản ứng hóa học quan trọng và đầy thú vị giữa kim loại kali (K), nước (H2O). Hãy cùng tìm hiểu về quá trình này, khám phá tiềm năng của K + H2O trong các ứng dụng công nghiệp và nghiên cứu khoa học. Nắm vững phản ứng K + H2O sẽ giúp ta tận dụng hiệu quả tài nguyên, đóng góp vào sự phát triển bền vững và tiến bộ của khoa học, công nghệ.
Lý thuyết về K + H2O
Phương trình hóa học K ra KOH
2K + 2H2O → 2KOH + H2
Điều kiện phản ứng giữa kim loại K với H2O
Nhiệt độ thường
Cách thực hiện phản ứng K với H2O
Cho mẩu nhỏ kali vào cốc nước
Hiện tượng nhận biết phản ứng kim loại Na với H2O
Kali (K) màu trắng bạc phản ứng mạnh với nước và xuất hiện bọt khi do Hidro (H2) được giải phóng, sau phản ứng thu được dung dịch kiềm, làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.
Nội dung mở rộng về K + H2O
Định nghĩa
Kali là một kim loại kiềm được phát hiện bởi Sir Humphry Davy năm 1807, ông tách nó ra từ dung dịch KOH. Kim loại kiềm này là kim loại đầu tiên được điều chế bằng điện phân.
- Kí hiệu: K
- Cấu hình electron: [Ar] 4s1
- Số hiệu nguyên tử: 19
- Khối lượng nguyên tử: 39 g/mol
- Vị trí trong bảng tuần hoàn
- Ô: số 19
- Nhóm: IA
- Chu kì: 4
- Đồng vị: 39K, 40K, 41K.
- Độ âm điện: 0,82
Định nghĩa của K + H2o
Tính chất vật lí & nhận biết
- Tính chất vật lí:
- Kali là kim loại nhẹ thứ hai sau liti, là chất rắn rất mềm, dễ dàng cắt bằng dao và có màu trắng bạc.
- Kali bị ôxi hóa rất nhanh trong không khí và phải được bảo quản trong dầu mỏ hay dầu lửa.
- Có khối lượng riêng là 0,863 g/cm3; có nhiệt độ nóng chảy là 63,510C và sôi ở 7600C.
- Nhận biết
- Đốt cháy các hợp chất của Kali, cho ngọn lửa màu tím.
Tính chất hóa học
– Kali là kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.
K → K+ + 1e
- Tác dụng với phi kim
- Tác dụng với axit
2K + 2HCl → 2KCl + H2.
- Tác dụng với nước
– K tác dụng mãnh liệt với nước và tự bùng cháy tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro.
2K + 2H2O → 2KOH + H2.
- Tác dụng với hidro
– Kali tác dụng với hidro ở áp suất khá lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400oC tạo thành kali hidrua.
2K (lỏng) + H2 (khí) → 2KH (rắn)
Tính chất hóa học của Kali
Trạng thái tự nhiên
- Dạng tự nhiên của K có 3 đồng vị: K39 (93,3%), K40(0,01%) và K41 (6,7%).
- Nguyên tố này chiếm khoảng 2,4% trọng lượng lớp vỏ Trái Đất và là nguyên tố phổ biến thứ bảy trong lớp này. Vì tính không hòa tan của nó, rất khó thu được kali từ các khoáng chất của nó.
Điều chế
– Kali có thể điều chế nhờ điện phân nóng chảy kali clorua
Ứng dụng
- Các loại phân hóa học chứa kali như clorua kali, sulfat kali, cacbonat kali v.v ………
- Nitrat kali được sử dụng trong thuốc súng.
- Cacbonat kali được sử dụng trong sản xuất thủy tinh.
- Thủy tinh được xử lý bằng kali lỏng là có độ bền cao hơn so với thủy tinh thường.
- NaK là hợp kim của kali với natri được sử dụng như là chất truyền nhiệt trung gian.
- Nguyên tố này là thành phần rất cần thiết cho sự phát triển của cây cối và được tìm thấy trong nhiều loại đất
Ứng dụng Kali
Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Khi cho quỳ tím vào dung dịch axit, quỳ tím chuyển màu gì:
- Đỏ
- Xanh
- Tím
- Không màu
Đáp án A
Cau 2. Cho mẩu K vào nước thấy có 4,48 lít (đktc) khí bay lên. Tính khối lượng K
- 9,2 g
- 15,6 g
- 7,8 g
- 9,6 g
Đáp án B
nH2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol
2K + 2H2O → 2KOH + H2
0,4 ← 0,2 mol
mK = 0,4.39 = 15,6 gam
Câu 3. Cho quỳ tím vào nước vôi trong, hiện tượng xảy ra là
- Quỳ tím chuyển màu đỏ
- Quỳ tím không đổi màu
- Quỳ tím chuyển màu xanh
- Không có hiện tượng
Đáp án C
Câu 4. Nhỏ từ từ từng giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa K2CO3 0,2M và KHCO3 0,2M.
Sau khi phản ứng kết thúc, thể tích khí CO2 thu được là
- 224 ml.
- 336 ml.
- 672 ml.
- 448 ml.
Đáp án A
nHCl = 0,03 (mol)
nK2CO3 = 0,1.0,2 = 0,02 (mol);
nKHCO3 = 0,1.0,2 = 0,02 (mol)
Khi nhỏ từ từ H+ vào dd hỗn hợp CO32- và HCO3– xảy ra phản ứng:
H+ + CO32- → HCO3– (1)
H+ + HCO3- → CO2 + H2O (2)
=> nCO2(2) = ∑nH+ – nCO32- = 0,03 – 0,02 = 0,01 (mol)
=> VCO2 (đktc) = 0,01.22,4 = 0,224 (l) = 224 (ml)
Tổng kết lại, K + H2O là một phản ứng hóa học quan trọng mang tính đa dạng và tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Từ khám phá về cơ chế phản ứng cho đến ứng dụng trong công nghiệp và nghiên cứu, phản ứng này đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các thách thức toàn cầu. Để tận dụng tối đa tiềm năng của K + H2O, chúng ta cần tiếp tục nghiên cứu hợp chất này để đóng góp vào việc xây dựng một tương lai bền vững và tiến bộ hơn cho nhân loại.
Xem thêm:
