Номер 1, страница 137, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Металлический калий хранят под слоем керосина. Какие изменения произойдут с этим металлом, если его оставить на воздухе? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

Решение

Металлический калий (K) — это щелочной металл, обладающий чрезвычайно высокой химической активностью. Именно поэтому для предотвращения его контакта с воздухом калий хранят под слоем инертной жидкости, например, керосина. Керосин создает барьер, защищающий металл от взаимодействия с кислородом, парами воды и углекислым газом.

Какие изменения произойдут с этим металлом, если его оставить на воздухе?

Если вынуть металлический калий из-под слоя керосина и оставить на воздухе, с ним произойдут быстрые и необратимые изменения. Свежий срез калия имеет серебристо-белый цвет и яркий металлический блеск, но на воздухе он почти мгновенно тускнеет. Поверхность металла покрывается рыхлой коркой серовато-желтого цвета, которая представляет собой смесь продуктов реакции калия с компонентами воздуха. Постепенно весь кусок металла будет разрушен, превратившись в эту смесь.

Подтверждение ответа уравнениями реакций:

На воздухе калий вступает в несколько химических реакций:

1. Взаимодействие с кислородом ($O_2$): Калий активно окисляется кислородом. В отличие от лития и натрия, при горении или быстром окислении калия на воздухе основным продуктом является супероксид калия ($KO_2$), также образуется и пероксид ($K_2O_2$). Обычный оксид ($K_2O$) образуется в меньших количествах.

$4K + O_2 \rightarrow 2K_2O$ (оксид калия)

$2K + O_2 \rightarrow K_2O_2$ (пероксид калия)

$K + O_2 \rightarrow KO_2$ (супероксид калия)

2. Взаимодействие с парами воды ($H_2O$): В воздухе всегда содержится влага, с которой калий бурно реагирует. В результате образуется сильная щелочь — гидроксид калия ($KOH$), и выделяется газообразный водород ($H_2$).

$2K + 2H_2o \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

3. Взаимодействие с углекислым газом ($CO_2$): Образовавшийся гидроксид калия, будучи щелочью, сразу же начинает реагировать с углекислым газом, содержащимся в воздухе. В результате этой реакции образуется соль — карбонат калия ($K_2CO_3$).

$2KOH + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + H_2O$

Все эти процессы происходят одновременно, что приводит к быстрому превращению чистого металла в смесь различных химических соединений.

Ответ: Если оставить металлический калий на воздухе, он быстро потеряет свой металлический блеск и покроется слоем продуктов реакции. Он прореагирует с кислородом (образуя $K_2O$, $K_2O_2$ и преимущественно $KO_2$), с парами воды (образуя $KOH$) и углекислым газом (сначала $KOH$, который затем превращается в $K_2CO_3$). В результате кусок металла превратится в рыхлую массу, состоящую из смеси оксидов, гидроксида и карбоната калия.