Luyện tập Đồng và hợp chất của đồng

Phản ứng hóa học xảy ra khi cho mẩu Cu vào dung dịch FeCl₃:

Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + FeCl₂

nâu đỏ               xanh

Sau phản ứng đồng tan ra, dung dịch từ màu nâu đỏ chuyển sang màu xanh.

Gọi số mol Cu và Cu(NO₃)₂ lần lượt là x,y:

64x + 188y = 25,2 (1)

Nung hỗn hợp A:

Cu(NO₃)₂ CuO + 2NO₂ + O₂

Cu + O₂ CuO

Vì Y tan hết trong H₂SO₄ nên Y chỉ gồm CuO.

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

0,2 ← 0,2

x + y = 0,2 (2)

Từ (1) và (2) ta có x = 0,1; y = 0,1.

Khối lượng Cu, Cu(NO₃)₂ có trong X là:

m_Cu = 64.0,1 = 6,4 gam.

m_Cu(NO3)2 = 188.0,1 = 18,8 gam.

Giả sử có a mol Cu tham gia phản ứng:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag↓

a → 2a

n_Ag = 2n_Cu = 2a mol

→ Khối lượng thanh đồng tăng = 2.108.a – 64a = 152a gam.

Khối lượng kim loại tăng 1,6 gam:

khối lượng muối trong dung dịch giảm 1,6 gam.

m_muối = 6,46 = 4,86 gam.

n_Fe= 6,4:64 = 0,1 mol

Quá trình nhường e

Cu⁰ → Cu⁺² + 2e

0,1 → 0,2

Quá trình nhận e

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

              2x ← x

Áp dụng định luật bảo toàn electron

0,2 = 2x => x = 0,1 mol

=> V_SO2 = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Lập thăng bằng electron:

Đặt vào phương trình phản ứng và cân bằng các hệ số còn lại ta được:

Cu + 4HNO₃(đặc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Các quá trình xảy ra trong khi pin hoạt động:

Anot (-): Al → Al³⁺ +3e → quá trình oxi hóa.

Catot (+): Cu + 2e → Cu²⁺→ quá trình khử.

Phương trình phản ứng:

3Cu + 8H ⁺ + 2NO ₃ ⁻ → 3Cu ²⁺ + 2NO + 4H₂O

Hiện tượng: Dung dịch Cu²⁺ có màu xanh; khí NO không màu hóa nâu trong không khí.

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

                                       4x      x mol

Gọi số mol của khí oxi sinh ra là x

=> n_NO2 = 4x

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng có:

m_{chất rắn ban đầu} = m_{chất rắn sau}+ m_khí

→ 6,58 = 4,96 + 46.4x + 32x

→ x = 0,0075 mol

Dẫn khí X vào nước

Phương trình phản ứng minh họa

O₂ + 4NO₂ + 2H₂O → 4HNO₃

0,0075 → 0,03 → 0,03

C_{M (HNO3)} = 0,03 : 0,3 = 0,1

→ pH = 1.

 Nhỏ từ từ dung dịch NH₃ vào dung dịch CuSO₄ cho tới dư:

CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

Cu(OH)₂↓ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

→ Hiện tượng quan sát được là xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt Cu(OH)₂, lượng kết tủa tăng dần đến không đổi. Sau đó kết tủa giảm dần cho tới khi tan hết thành dung dịch màu xanh đậm [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

Các dung dịch phản ứng được với Cu(OH)₂ là H₂SO₄, NH₃

Phương trình phản ứng minh họa

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ → CuSO₄ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

Cu không tan trong dung dịch HCl

Al không tan trong dung dịch H₂SO₄ đặc nguội

=> Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄ đặc nguội là: Fe, Zn

Phương trình phản ứng minh họa

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ ↑ + 6H₂O

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

n_Cu = 9,6 : 64 = 0,15 mol

Phương trình phản ứng hóa học

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

Theo phương trình phản ứng:

2n_Cu = 3n_NO

=> n_NO = 0,15.2 : 3 =  0,1 mol

=> V = 0,1. 22,4 = 2,24 lít

Sau phản ứng của hỗn hợp X với dung dịch HCl thu được cả phần không tan nên Cu còn dư sau phản ứng với Fe³⁺.

Như vậy, trong dung dịch Y có FeCl₂, AlCl₃ và CuCl₂

Cho Y phản ứng với NaOH dư thì kết tủa thu được là Fe(OH)₂ và Cu(OH)₂, kết tủa Al(OH)₃ được tạo thành nhưng bị hòa tan bởi NaOH dư.

 Cấu hình electron của Cu là:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Vậy Cu ở ô 29 (Z = 29), chu kỳ 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IB (1 electron hóa trị, nguyên tố d).

Phương trình minh họa cho các nội dung

3Cu + 8HNO₃→ 3Cu(NO₃)₂+ 4H₂O + 2NO

CuO + CO Cu + CO₂

2Cu + 2HCl + O₂→ 2CuCl₂+ 2H₂O

CuCl₂+ H₂S → CuS + 2HCl.

Vậy phát biểu: "Đồng phản ứng với HNO₃ loãng giải phóng khí nitơ". không đúng đồng phản ứng với HNO₃ sau phản ứng giải phóng khí nito oxit