Реши задание на изображении
Кратко. \(\mathrm{KHSO_4}\) — гидросульфат калия, кислая соль. В растворе:
\[ \mathrm{KHSO_4 \to K^+ + HSO_4^-},\qquad \mathrm{HSO_4^- \rightleftharpoons H^+ + SO_4^{2-}} \]
Поэтому лакмус краснеет. \(\mathrm{KHSO_4}\) проявляет свойства и кислоты, и соли: даёт ион \(\mathrm{H^+}\), а также ион \(\mathrm{SO_4^{2-}}\), дающий осадки.
Уравнения
| № | Реагент | \(\mathrm{KHSO_4}\) | \(\mathrm{K_2SO_4}\) | \(\mathrm{H_2SO_4}\) |
|---|---|---|---|---|
| 2 | \(\mathrm{KOH}\) | \(\mathrm{KHSO_4+KOH\to K_2SO_4+H_2O}\) | нет реакции | \(\mathrm{H_2SO_4+2KOH\to K_2SO_4+2H_2O}\) |
| 3 | \(\mathrm{Ca(OH)_2}\) | \(\mathrm{2KHSO_4+Ca(OH)_2\to K_2SO_4+CaSO_4\!\downarrow+2H_2O}\) | \(\mathrm{K_2SO_4+Ca(OH)_2\to CaSO_4\!\downarrow+2KOH}\) | \(\mathrm{H_2SO_4+Ca(OH)_2\to CaSO_4\!\downarrow+2H_2O}\) |
| 4 | \(\mathrm{Ca(CH_3COO)_2}\) | \(\mathrm{2KHSO_4+Ca(CH_3COO)_2\to K_2SO_4+CaSO_4\!\downarrow+2CH_3COOH}\) | \(\mathrm{K_2SO_4+Ca(CH_3COO)_2\to CaSO_4\!\downarrow+2CH_3COOK}\) | \(\mathrm{H_2SO_4+Ca(CH_3COO)_2\to CaSO_4\!\downarrow+2CH_3COOH}\) |
| 5 | \(\mathrm{BaCl_2}\) | \(\mathrm{KHSO_4+BaCl_2\to BaSO_4\!\downarrow+KCl+HCl}\) | \(\mathrm{K_2SO_4+BaCl_2\to BaSO_4\!\downarrow+2KCl}\) | \(\mathrm{H_2SO_4+BaCl_2\to BaSO_4\!\downarrow+2HCl}\) |
| 6 | \(\mathrm{Mg}\) | \(\mathrm{2KHSO_4+Mg\to K_2SO_4+MgSO_4+H_2\!\uparrow}\) | нет реакции | \(\mathrm{H_2SO_4+Mg\to MgSO_4+H_2\!\uparrow}\) |
| 7 | \(\mathrm{CuO}\) | \(\mathrm{2KHSO_4+CuO\to K_2SO_4+CuSO_4+H_2O}\) | нет реакции | \(\mathrm{H_2SO_4+CuO\to CuSO_4+H_2O}\) |
Важно: для \(\mathrm{Ca(OH)_2}\) и ацетата кальция взята полная нейтрализация, поэтому перед \(\mathrm{KHSO_4}\) стоит коэффициент 2. Если считать по одному молю, возможны варианты:
\[ \mathrm{KHSO_4+Ca(OH)_2\to CaSO_4\!\downarrow+KOH+H_2O} \]
\[ \mathrm{KHSO_4+Ca(CH_3COO)_2\to CaSO_4\!\downarrow+CH_3COOK+CH_3COOH} \]
Для \(\mathrm{H_2SO_4+KOH}\) при недостатке щёлочи:
\[ \mathrm{H_2SO_4+KOH\to KHSO_4+H_2O} \]
Что наблюдается
- \(\mathrm{Ca(OH)_2}\), \(\mathrm{Ca(CH_3COO)_2}\), \(\mathrm{BaCl_2}\) — белые осадки \(\mathrm{CaSO_4}\) или \(\mathrm{BaSO_4}\); с ацетатом кальция ещё появляется запах уксусной кислоты.
- \(\mathrm{Mg}\) — выделяется газ \(\mathrm{H_2}\), металл растворяется.
- \(\mathrm{CuO}\) — чёрный оксид растворяется, раствор становится голубым из-за \(\mathrm{CuSO_4}\).
Принцип решения похожих заданий
Кислая соль \(\mathrm{KHSO_4}\) содержит \(\mathrm{HSO_4^-}\), который может отдавать \(\mathrm{H^+}\):
\[ \mathrm{HSO_4^-+OH^-\to SO_4^{2-}+H_2O} \] Поэтому с основаниями, металлами и основными оксидами она ведёт себя как кислота.Ион \(\mathrm{SO_4^{2-}}\) даёт нерастворимые сульфаты:
\[ \mathrm{Ba^{2+}+SO_4^{2-}\to BaSO_4\!\downarrow} \] Поэтому возможны реакции обмена с солями бария и кальция.\(\mathrm{K_2SO_4}\) — средняя соль, ионов \(\mathrm{H^+}\) нет, поэтому с \(\mathrm{KOH}\), \(\mathrm{Mg}\), \(\mathrm{CuO}\) она не реагирует. \(\mathrm{H_2SO_4}\) — сильная кислота, поэтому реагирует со всеми реагентами из списка.
Проверка: все уравнения сбалансированы по атомам; в ионных переходах сходится заряд, например \(\mathrm{HSO_4^-+OH^-\to SO_4^{2-}+H_2O}\): слева заряд \(-2\), справа \(-2\).
