schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Взаимодействие калия с концентрированной серной кислотой
help_outlineУсловие задачи
Твоя задача написать пошаговое правильное решение задачи. Это очень важная задача, используй только проверенные научные знания. Каждый шаг должен быть описан правильно. Всё обязательно должно быть корректно посчитано. Если ты ошибся пересчитывай пока не получишь правильное решение. Все детали задачи должны быть соблюдены. Пиши понятно для школьников. Решение должно быть логичным и воспроизводимым. Перепроверь решение много раз, предоставляй только правильное решение: Реши задачу:
lightbulbКраткий ответ
При взаимодействии калия с концентрированной серной кислотой образуются сульфат калия, сероводород и вода. Реакция является окислительно-восстановительной, где калий окисляется, а сера восстанавливается.
Подробное решение
Для решения данной химической реакции необходимо составить уравнение окислительно-восстановительного процесса. Калий является очень активным щелочным металлом, поэтому при взаимодействии с концентрированной серной кислотой сера восстанавливается до своей минимальной степени окисления.
Шаг 1. Запишем схему реакции.
При взаимодействии активного металла (калия) с концентрированной серной кислотой образуются сульфат калия, сероводород и вода:
\[ 8K + 5H_2SO_4(конц.) \rightarrow 4K_2SO_4 + H_2S \uparrow + 4H_2O \]
Шаг 2. Составим электронный баланс, чтобы определить коэффициенты.
Определим элементы, которые меняют свои степени окисления:
1. Калий (\( K \)) был в свободном состоянии со степенью окисления \( 0 \), а стал в соединении \( +1 \).
2. Сера (\( S \)) в серной кислоте имела степень окисления \( +6 \), а в сероводороде стала \( -2 \).
Запишем процессы окисления и восстановления:
\[ K^0 - 1e^- \rightarrow K^{+1} \text{ (окисление, калий — восстановитель)} \]
\[ S^{+6} + 8e^- \rightarrow S^{-2} \text{ (восстановление, сера — окислитель)} \]
Шаг 3. Находим наименьшее общее кратное для отданных и принятых электронов.
Наименьшее общее кратное для 1 и 8 равно 8.
Коэффициент для калия: \( 8 : 1 = 8 \).
Коэффициент для серы (которая восстановилась): \( 8 : 8 = 1 \).
Шаг 4. Расставляем коэффициенты в уравнение.
1. Перед \( K \) ставим 8.
2. Перед \( K_2SO_4 \) ставим 4 (так как в молекуле два атома калия, \( 8 : 2 = 4 \)).
3. Перед \( H_2S \) ставим 1.
4. Считаем общее количество серы в правой части: 4 атома в сульфате + 1 атом в сероводороде = 5 атомов. Значит, перед \( H_2SO_4 \) ставим 5.
5. Считаем водород: слева \( 5 \times 2 = 10 \) атомов. Справа 2 атома в \( H_2S \), остается 8 атомов для воды. Значит, перед \( H_2O \) ставим 4.
6. Проверяем по кислороду: слева \( 5 \times 4 = 20 \). Справа \( 4 \times 4 + 4 = 20 \). Баланс сошелся.
Итоговое уравнение для тетради:
\[ 8K + 5H_2SO_4(конц.) = 4K_2SO_4 + H_2S + 4H_2O \]