Cân bằng phương trình hóa học sau: K + H2O → KOH + H2

1. Tính chất vật lý và hóa học của Kali (K)?

Kali (K) là một nguyên tố hóa học có số nguyên tử 19 và ký hiệu K trên bảng tuần hoàn. Dưới đây là một số tính chất vật lý và hóa học của kali:

Tính chất vật lý:

• Trạng thái vật lý: Kali là một kim loại kiềm, và ở nhiệt độ phòng, nó hiện diện dưới dạng chất rắn.
• Màu sắc: Kali có màu trắng bạc đặc trưng.
• Kích thước và cấu trúc: Kali có cấu trúc tinh thể cubic và là một kim loại mềm, dễ uốn.
• Trọng lượng riêng: Trọng lượng riêng của kali khoảng 0.86 g/cm³, khiến nó trở thành một trong những kim loại nhẹ nhất.
• Dẻo dai và mềm: Kali có tính chất dễ uốn và cắt, có thể dễ dàng thay đổi hình dạng.
• Dẫn điện và dẫn nhiệt: Kali là một kim loại dẫn điện và nhiệt tốt, thuộc nhóm kim loại dẫn nhiệt hiệu quả nhất.

Tính chất hóa học:

• Kali là một kim loại cực kỳ phản ứng, tồn tại dưới dạng ion K⁺ trong các hợp chất và có khả năng tạo ra nhiều hợp chất hóa học khác nhau, bao gồm các hợp chất kiềm như hydroxide kali (KOH).
• Tính kháng: Kali rất dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, do đó, thường được bảo quản trong dầu khoáng hoặc khí argon để tránh tiếp xúc với không khí ẩm.
• Phản ứng với nước: Kali phản ứng mạnh mẽ với nước, tạo ra hydroxide kali (KOH) và khí hydrogen (H₂).
• Phản ứng với halogen: Kali cũng phản ứng với halogen như clo (Cl₂) để tạo thành các hợp chất kali halide.
• Phản ứng với axit: Kali phản ứng với axit để tạo ra các muối kali.
• Sự sáng bóng: Kali phát ra ánh sáng màu tím khi đốt trong không khí, điều này được ứng dụng trong bóng đèn kali và các thiết bị phát sáng bằng kali.

Kali là một nguyên tố quan trọng trong hóa học với nhiều ứng dụng trong đời sống, như trong phân bón (dưới dạng kali), trong điện giải (dưới dạng kali hydroxide), và trong thực phẩm (dưới dạng muối kali).

2. Tính chất hóa học của KOH?

Kali hydroxide, hay còn gọi là KOH, là một hợp chất kiềm mạnh với nhiều tính chất hóa học quan trọng. Dưới đây là một số đặc điểm hóa học của KOH:

• Tính kiềm mạnh: KOH là một chất kiềm mạnh có khả năng làm tăng độ pH của dung dịch nước nhờ cung cấp các ion hydroxide (OH⁻). Nó thường được dùng để kiểm soát độ axit và điều chỉnh pH của dung dịch.
• Tính phản ứng với axit: KOH có thể phản ứng với axit để tạo thành muối và nước trong các phản ứng trung hòa. Ví dụ, phản ứng giữa KOH và axit clohydric (HCl) tạo ra muối chloride kali (KCl) và nước (H₂O).
• Phản ứng với ion kim loại: KOH có thể tạo ra các kết tủa không tan khi tương tác với các ion kim loại trong dung dịch. Ví dụ, khi KOH thêm vào dung dịch chứa ion natri (Na⁺) hoặc ion canxi (Ca²⁺), nó tạo ra các kết tủa tương ứng.
• Phân giải muối: KOH có khả năng phân giải một số muối trong phản ứng trung hòa. Ví dụ, khi KOH thêm vào dung dịch muối kẽm sulfate (ZnSO₄), nó tạo ra kết tủa hydroxide kẽm (Zn(OH)₂) và muối kali sulfate (K₂SO₄).
• Phản ứng với axit bazo mạnh: KOH phản ứng với các axit bazo mạnh để tạo ra muối và nước trong phản ứng trung hòa.
• Tính chất làm xà phòng: KOH được dùng trong sản xuất xà phòng, tạo ra xà phòng khi phản ứng với dầu hoặc chất béo qua quá trình hydrolysis.
• Tính hấp thụ nước: KOH có khả năng hấp thụ nước từ không khí, thường được dùng để bảo quản kali kim loại khỏi sự oxi hóa khi tiếp xúc với không khí ẩm.

Kali hydroxide (KOH) là một hợp chất quan trọng trong hóa học với nhiều ứng dụng, bao gồm kiểm soát pH, sản xuất xà phòng, và nhiều lĩnh vực khác.

3. Cân bằng phương trình hóa học: K + H2O → KOH + H2

Phương trình hóa học cân bằng bạn đã đề cập là phản ứng giữa kali (K) và nước (H2O) để tạo thành kali hydroxide (KOH) và khí hydro (H2). Đây là phương trình phản ứng đã cân bằng:

2K + 2H2O → 2KOH + H2

Trong phản ứng này, bạn cần 2 nguyên tử kali (K) và 2 phân tử nước (H2O) để tạo ra 2 phân tử kali hydroxide (KOH) cùng với 1 phân tử khí hydro (H2). Phản ứng được cân bằng theo tỷ lệ 2:2:2:1.

4. Bài tập áp dụng phản ứng giữa K và H2O

Bài tập 1: Nếu bạn có 6 gam kali (K) và phản ứng với nước, hãy tính toán khối lượng kali hydroxide (KOH) và khối lượng hydrođi (H2) thu được.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 6 gam kali (K) tương đương với 0.154 mol K (tính từ: 6 g / 39.10 g/mol).
• Theo tỷ lệ phản ứng, 0.154 mol K sẽ tạo ra 0.154 mol kali hydroxide (KOH) và 0.077 mol hydrođi (H2).
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) thu được là 8.64 g (tính từ: 0.154 mol x 56.11 g/mol).
• Khối lượng hydrođi (H2) thu được là 0.16 g (tính từ: 0.077 mol x 2.02 g/mol).

Bài tập 2: Tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) thu được khi phản ứng 10 gam nước (H2O) với kali.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 10 gam nước (H2O) tương đương với 0.556 mol H2O (tính từ: 10 g / 18.02 g/mol).
• Trong phản ứng, 0.556 mol H2O tạo ra 0.556 mol KOH và 0.278 mol H2.
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) thu được là 31.19 g (tính từ: 0.556 mol x 56.11 g/mol).
• Khối lượng hydrođi (H2) thu được là 0.56 g (tính từ: 0.278 mol x 2.02 g/mol).

Bài tập 3: Tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) khi phản ứng 20 gam kali (K) với nước.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 20 gam kali (K) tương đương với 0.511 mol K (tính từ: 20 g / 39.10 g/mol).
• Trong phản ứng, 0.511 mol K sẽ tạo ra 0.511 mol kali hydroxide (KOH) và 0.256 mol hydrođi (H2).
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) thu được là 28.69 g (tính từ: 0.511 mol x 56.11 g/mol).
• Khối lượng hydrođi (H2) thu được là 0.52 g (tính từ: 0.256 mol x 2.02 g/mol).

Bài tập 4: Tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) khi phản ứng 15 gam kali (K) với nước.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 15 gam kali (K) tương đương với 0.383 mol K (tính từ: 15 g / 39.10 g/mol).
• Trong phản ứng, 0.383 mol K sẽ tạo ra 0.383 mol kali hydroxide (KOH) và 0.192 mol hydrođi (H2).
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) thu được là 21.51 g (tính từ: 0.383 mol x 56.11 g/mol).
• Khối lượng hydrođi (H2) thu được là 0.39 g (tính từ: 0.192 mol x 2.02 g/mol).

Bài tập 5: Tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) khi phản ứng 30 gam nước (H2O) với kali.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 30 gam nước (H2O) tương đương với 1.667 mol H2O (tính từ: 30 g / 18.02 g/mol).
• Trong phản ứng, 1.667 mol H2O tạo ra 1.667 mol KOH và 0.834 mol H2.
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) thu được là 90 g (tính từ: 1.667 mol x 56.11 g/mol).
• Khối lượng hydrođi (H2) thu được là 1.68 g (tính từ: 0.834 mol x 2.02 g/mol).

Bài tập 6: Tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) khi phản ứng 25 gam kali (K) với nước.

Đáp án: Phản ứng cân bằng là: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 25 gam kali (K) tương đương với: (25 g / 39.10 g/mol) = 0.639 mol K
• Với tỷ lệ phản ứng, mỗi mol kali tạo ra một mol kali hydroxide (KOH) và một nửa mol hydrođi (H2). Do đó, 0.639 mol K cho ra 0.639 mol KOH và 0.32 mol H2.
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) là: 0.639 mol x 56.11 g/mol = 35.92 g
• Khối lượng hydrođi (H2) là: 0.32 mol x 2.02 g/mol = 0.65 g

Bài tập 7: Với 40 gam nước (H2O) phản ứng với kali, tính khối lượng kali hydroxide (KOH) và hydrođi (H2) thu được.

Đáp án: Phản ứng được cân bằng như sau: 2K + 2H2O → 2KOH + H2

• 40 gam nước (H2O) tương đương với 2.223 mol H2O (vì khối lượng phân tử của H2O là 18.02 g/mol).
• Với tỷ lệ phản ứng, mỗi mol nước tạo ra một mol kali hydroxide (KOH) và một nửa mol hydrođi (H2). Do vậy, 2.223 mol H2O cho 2.223 mol KOH và 1.112 mol H2.
• Khối lượng kali hydroxide (KOH) là: 2.223 mol x 56.11 g/mol = 124.77 g
• Khối lượng hydrođi (H2) là: 1.112 mol x 2.02 g/mol = 2.24 g

Những bài tập này giúp bạn luyện tập việc tính toán khối lượng sản phẩm trong phản ứng giữa kali và nước dựa trên số mol của các chất tham gia và sản phẩm.