Bài tập Đồng và hợp chất của đồng

Kiến thức cần nhớ

ĐỒNG

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

- Đồng thuộc nhóm IB, có chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 29.

- Cấu hình electron nguyên tử của Cu : [Ar] 3d¹⁰4s¹ ;  Cu⁺ : [Ar] 3d¹⁰  ;  Cu²⁺ :[Ar] 3d⁹ .

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Là kim loại màu nâu đỏ, khối lượng riêng lớn, dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt (chỉ kém hơn bạc).

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Tác dụng với phi kim

- Khi đốt nóng:

2Cu + O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CuO

Cu tác dụng với Cl₂, Br₂, S, ... ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng:

Cu + Cl₂ → CuCl₂ (đồng clorua)

MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG

I. ĐỒNG (II) OXIT 

- CuO: là chất rắn màu đen, không tan trong nước

- Là oxit bazơ; dễ bị CO, C, H₂ khử thành Cu kim loại

- Điều chế bằng cách nhiệt phân Cu(OH)₂, Cu(NO₃)₂, CuCO₃,…

II. ĐỒNG (II) HIDROXIT

- Cu(OH)₂ : là chất rắn màu xanh

- Có tính bazơ, không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit

- Dễ bị nhiệt phân sinh ra CuO

- Điều chế từ dung dịch muối đồng (II) và dung dịch bazơ.

III. MUỐI ĐỒNG (II)

- CuSO₄dạng khan là chất rắn màu trắng, trạng muối hiđrat CuSO₄.5H₂O có màu xanh.

- Ứng dụng: 

   + Trên 50% sản lượng dùng làm dây dẫn điện và trên 30% dùng làm hợp kim; hợp kim của đồng như đồng thau (Cu – Zn) ; đồng bạch (Cu–Ni) ; đồng thanh (Cu – Sn) ;… có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống như: chế tạo chi tiết máy, thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển

   + CuSO₄ dùng trong nông nghiệp để chữa mốc sương cho cà chua, khoai tây; ở dạng khan thì dùng để phát hiện vết nước trong các chất lỏng

Các dạng bài tập Đồng và hợp chất của đồng

Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm

Dạng 2: Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa

Phương pháp giải

*Kim loại Cu có tính khử yếu. Nên:

               Cu      +    H⁺  + NO₃^-  ( HNO₃ ) →  Cu⁺²  +  sp khử: NO, NO₂  + H₂O

               Cu     +     H₂SO_{4(đặc nóng)}     →   CuSO₄     + sp khử: SO₂  + H₂O

Ví dụ 1: Cho 2,56 gam kim loại Cu phản ứng hoàn toàn với 25,2 gam dung dịch HNO_3­ 60% thu được dung dịch A. Biết rằng nếu thêm 210ml dung dịch KOH 1M vào A rồi cô cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 20,76 gam chất rắn. Hãy xác định nồng độ % của các chất trong A.

Lời giải

+ ⁿ_Cu= 0,04 mol; ⁿ_HNO3(đầu)=0,24mol ; ⁿ_KOH(đầu)=0,21mol

          + Cu nhường electron, N nhận electron.

          + Vì Cu có tính khử yếu nên sản phẩm khử: NO, NO₂.

Sơ đồ:         Cu       →   Cu(NO₃)₂  → Cu(OH)_{2 $\stackrel{to}{\to }$}   CuO                       

                    0,04                                                          0,04          mol

                      KOH    + HNO₃ → KNO₃ + H₂O                (1)

                         x             x             x                                                mol

                    2KOH + Cu(NO₃)₂ →Cu(OH)₂ + 2KNO₃   (2)

                       0,08         0,04                 0,04         0,08                   mol

                            KNO₃    →  KNO₂ + O₂                                (3)

                                        0,08 + x             0.08+x                                          mol

+ Rắn sau nung CuO: 0,04 mol; KNO₂: 0,08+x; KOH_{( có thể dư )}:0,13-x (mol)

             80.0,04 + 85(0,08 +x) + 56(0,13-x)=20,76  → x = 0,12<0,13.

 Vậy KOH dư  

Dạng 3: Đồng tác dụng với phi kim

Phương pháp giải

Định luật bảo toàn khối lượng “Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm”

Điều này giúp ta giải bài toán hóa học một cách đơn giản, nhanh chóng

Xét phản ứng: A + B → C + D

Ta luôn có: m_A + m_B = m_C + m_D

Ngoài ra còn kết hợp phương pháp bảo toàn nguyên tố

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam Cu trong khí Cl₂ dư, thu được 13,5 gam muối. Giá trị của m là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Cu + Cl₂ $\stackrel{t°}{\to }$CuCl₂

n_CuCl2 = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố → n_Cu = n_CuCl2 = 0,1 mol

→ m_Cu = 0,1. 64 = 6,4 gam

Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho A gam hỗn hợp sắt và đồng tác dụng với clo (đun nóng) thu được 18,9375 gam hỗn hợp sản phẩm. Hòa tan sản phẩm vào nước rồi cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 12,925 gam kết tủa. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu?

Hướng dẫn giải

2Fe + 3Cl $\stackrel{t°}{\to }$ 2FeCl₃

a                           a

Cu + Cl₂ $\stackrel{t°}{\to }$ CuCl₂

b                       b

FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

a                                 a

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaCl

b                                 b

m_muối = 162,5a + 135b = 18,9375 gam

m_tủa = 107a + 98b = 12,925 gam

→ a = 0,75 mol; b= 0,05 mol

Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là:

m_Fe = 56.0,75 = 4,2 gam

m_Cu = 64.0,05 = 3,2 gam

Câu 2: Giải thích hiện tượng xảy ra khi cho từ từ dung dịch NH₃ vào dung dịch CuSO₄ đến dư ?

Hướng dẫn giải

Cho từ từ dung dịch NH₃ đến dư vào dd CuSO₄ xảy ra các quá trình phản ứng sau:

   + Quá trình 1: 2NH₃ + Cu²⁺ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + 2NH₄⁺.

   + Quá trình 2: 4NH₃ + Cu(OH)₂ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

Hiện tượng quan sát được: Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh Cu(OH)₂ sau đó kết tủa tan ra.

Giải thích quá trình 2: Sở dĩ NH₃ còn đôi e chưa tham gia liên kết, ion Cu²⁺ còn obitan trống nên hai phân tử này kết hợp với nhau bằng các liên kết cho nhân tạo hợp chất phức.

Câu 3: Cho dòng khí CO dư đi qua 7,2 g CuO nung nóng ở nhiệt độ thích hợp cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu được CO₂ và Cu. Tính khối lượng Cu thu được sau phản ứng?

Hướng dẫn giải

CuO + CO $\stackrel{t°}{\to }$Cu + CO₂

Số mol CuO phản ứng là: nCuO =0,09mol

Ta có: n_CO = n_CO2 = n_Cu = n_CuO = 0,09mol

Khối lượng Cu thu được sau phản ứng là: m_Cu = 0,09. 64 = 5,76g

Câu 4: Cho 4,48 lít NH₃ (đktc) đi qua ống sứ đựng 48 gam CuO nung nóng, thu được chất rắn X và giải phóng khí Y. Để tác dụng vừa đủ với chất rắn X cần một thể tích dung dịch HCl 2M là

Hướng dẫn giải

Ta có: n_NH3 = 0,2 mol; n_CuO = 0,6 mol

CuO + 2NH_{3 $\stackrel{t°}{\to }$} 3Cu + N₂ + 3H₂O

0,3      0,2

n_{CuO phản ứng} = 0,3 mol

→ n_{CuO dư} = 0,3 mol

n_HCl = 2n_{CuO dư} = 0,6 mol

→ V_HCl = 0,3 lít

Câu 5: Nhiệt phân hoàn toàn 19,6g Cu(OH)₂ thu được một chất rắn màu đen, dùng khí H₂ dư khử chất rắn màu đen đó thu được một chất rắn màu đỏ có khối lượng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

n_Cu(OH)2 = 0,2 mol

Cu(OH)₂ $\stackrel{t°}{\to }$CuO + H₂O

0,2               0,2 mol

CuO + H₂ → Cu + H₂O

0,2               0,2 mol

→ m_Cu = 0,2. 64 = 12,8 gam

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

30 Bài tập về Cấu tạo và tính chất của cacbohiđrat (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Cấu tạo và tính chất của amin, amino axit và protein (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Sự ăn mòn kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Tính chất của kim loại (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về Vật liệu polime (2024) có đáp án chi tiết nhất