Bài 35: Đồng và hợp chất của Đồng


Video bài giảng

1. Đồng

a. Vị trí trong Bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, Chu kỳ 4, Số hiệu NT là 29

- Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104shoặc: [Ar]3d104s1.

b. Tính chất vật lí

Quan sát một cây Bonsai làm bằng Đồng:

 Cây Bonsai làm bằng dây đồng

- Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và tráng mỏng.

- Dẫn điện và nhiệt rất cao (chỉ kém hơn bạc)

c. Tính chất hóa học

Cu là KL kém hoạt động; có tính khử yếu.

- Phản ứng với Phi kim

+ Khi đốt nóng  2Cu + O2 → 2CuO (đồng II oxit)

+ Cu td Với Cl2, Br2, S… ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng.

- Tác dụng với Axit HNO3, H2SO4 đặc nóng:

\(3\mathop {Cu}\limits^0 + 8H\mathop {N{O_3}}\limits^{ + 5} (l) \to 3\mathop {Cu}\limits^{ + 2} {(N{0_3})_2} + 2\mathop {NO \uparrow }\limits^{ + 2} + 4{H_2}O\)

\(\mathop {Cu}\limits^0 + 4H\mathop {N{O_3}}\limits^{ + 5} (d) \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} {(N{O_3})_2} + 2\mathop {N{O_2}}\limits^{ + 4} + 2{H_2}O\)

\(\mathop {Cu}\limits^0 + 2{H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4} \to CuS{O_4} + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} + 2{H_2}O\)​

2. Hợp chất của Đồng

Đồng (II) oxit:

+ Tính chất vật lí: Chất rắn, màu đen

+ Tính chất hóa học: CuO là oxit bazơ

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Đồng (II) hidroxit:

+ Tính chất vật lí: Chất rắn, màu xanh

+ Tính chất hóa học: Cu(OH)2 có tính bazơ

Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O

Dễ bị nhiệt phân:

Cu(OH)2 \(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\) CuO + H2O

Muối Đồng (II):

+ Tính chất vật lí: CuSO4 (khan) màu trắng, chất rắn. CuSO4 hấp thụ nước tạo thành CuSO4.5H2O màu xanh.

+ Tính chất hóa học: 

CuSO4.5H2O\(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\)CuSO4 + 5H2O

3. Ứng dụng

- Là kim loại quan trọng trong Công nghiệp và kĩ thuật

- 50% sản lượng Đồng làm dây dẫn điện và 30% làm hợp kim

- Dung dịch CuSO4 dùng chữa bệnh mốc sương cho cà chua, khoai tây

- Dùng để chế sơn vô cơ màu xanh

- CuSO4 (khan) dùng để phát hiện dấu vết của nước trong các chất lỏng

4. Bài tập Đồng và hợp chất của Đồng - Cơ bản

Bài 1:

Nhận biết các dung dịch sau bằng Cu: HCl, HNO3, NaOH, AgNO3, NaNO3. Giải thích hiện tượng xảy ra .

Hướng dẫn:

Đánh số thứ tự các ống nghiệm lần lượt là (1), (2), (3), (4), (5)

HCl (1); HNO3 (2); NaOH (3); AgNO3 (4); NaNO3 (5)

Cho Cu vào ta thấy: (2) có khí màu nâu thoát ra, (4) có Ag kết tủa

Lấy (4) cho vào những chất còn lại thấy (1) cho kết tủa AgCl \(\downarrow\)

lấy (1) trộn 3 ; 5

8HCl + 8NaNO3 + Cu \(\rightarrow\) 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 8NaCl + NO\(\nearrow\)

Bài 2:

Thực hiện các thí nghiệm với hỗn hợp X gồm Ag và Cu:

(a) Cho X vào bình chứa một lượng khí O3 (ở điều kiện thường.)

(b) Cho X vào một lượng dư dung dịch HNO3 (đặc.)

(c) Cho X vào một lượng dư dung dịch HCl (không có mặt O2).

(d) Cho X vào một lượng dư dung dịch FeCl3.

Thí nghiệm mà Cu bị oxi hóa còn Ag không bị oxy hóa là?

Hướng dẫn:

(a) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(b) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(c) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(d) Chỉ có Cu bị oxi hóa còn Ag thì không bị oxi hóa

Bài 3:

Hòa tan hoàn toàn 3,2 gam Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được x lít SO2 (là sản phẩm khử duy nhất của S+6, ở đktc). Giá trị của x là:

Hướng dẫn:

Bảo toàn e:
\(\\ 2n_{Cu} = 2n_{SO_{2}} \Rightarrow n_{SO_{2}}= 0,05 \ mol \\ \Rightarrow V_{SO_{2}} = x = 1,12 \ lit\)

Bài 4:

Dung dịch CuSO4 loãng được dùng làm thuốc diệt nấm cho hoa. Để điều chế 800 gam dung dịch CuSO4 5%, người ta hòa tan CuSO4.5H2O vào nước. Khối lượng CuSO4.5H2O cần dùng là?

Hướng dẫn:

Ta có: \({n_{CuS{O_4}}} = \frac{{800.0,05}}{{160}} = 0,25\,mol \Rightarrow {m_{CuS{O_4}.5{H_2}O}} = 62,5gam\)

3.2. Bài tập Đồng và hợp chất của Đồng - Nâng cao

Bài 1:

Cho m gam hỗn hợp bột X gồm FexOy, CuO và Cu (x, y nguyên dương) vào 500 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch Y (không chứa HCl) và còn lại 3,2 gam kim loại không tan. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3, thu được 175,9 gam kết tủa. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Hướng dẫn:

Vì còn Cu dư ⇒ dung dịch chỉ có FeCl2 và CuCl2 (axit đã hết theo đề bài cho)

\(n_{FeCl_{2}} = x ; \ n_{CuCl_{2}} = y\)

⇒ nHCl = 2x + 2y (Bảo toàn Clo) = 1 mol

mkết tủa = mAg + mAgCl = 108x + 143,5.1 = 175,9

\((n_{Ag} = n_{FeCl_{2}} ; \ n_{AgCl} = n_{HCl})\)

⇒ x = 0,3; y = 0,2 mol

Lại có: nO = ½ nHCl = 0,5 mol

⇒ m = mFe + mCu + mO = 56.0,3 + 64.0,2 + 3,2 + 0,5.16 = 40,8g

Bài 2:

Hoà tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch HNO3 dư, thấy thoát ra 20,16 lít NO (đktc) và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

Hướng dẫn:

Coi hỗn hợp đầu gồm Cu và S phản ứng tạo Cu2+ và SO42-

Ta có: 64nCu + 32nS = 30,4 g

Bảo toàn e: 2nCu + 6nS = 3nNO = 2,7 mol

⇒ nCu = 0,3; nS = 0,35 mol

Sau phản ứng có 0,3 mol Cu2+ và 0,35 mol SO42- tác dụng với Ba(OH)2

Tạo kết tủa gồm: 0,3 mol Cu(OH)2; 0,35 mol BaSO4

⇒ m = 110,95 g

1. Đồng

a. Vị trí trong Bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử

- Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, Chu kỳ 4, Số hiệu NT là 29

- Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104shoặc: [Ar]3d104s1.

b. Tính chất vật lí

Quan sát một cây Bonsai làm bằng Đồng:

 Cây Bonsai làm bằng dây đồng

- Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và tráng mỏng.

- Dẫn điện và nhiệt rất cao (chỉ kém hơn bạc)

c. Tính chất hóa học

Cu là KL kém hoạt động; có tính khử yếu.

- Phản ứng với Phi kim

+ Khi đốt nóng  2Cu + O2 → 2CuO (đồng II oxit)

+ Cu td Với Cl2, Br2, S… ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng.

- Tác dụng với Axit HNO3, H2SO4 đặc nóng:

\(3\mathop {Cu}\limits^0 + 8H\mathop {N{O_3}}\limits^{ + 5} (l) \to 3\mathop {Cu}\limits^{ + 2} {(N{0_3})_2} + 2\mathop {NO \uparrow }\limits^{ + 2} + 4{H_2}O\)

\(\mathop {Cu}\limits^0 + 4H\mathop {N{O_3}}\limits^{ + 5} (d) \to \mathop {Cu}\limits^{ + 2} {(N{O_3})_2} + 2\mathop {N{O_2}}\limits^{ + 4} + 2{H_2}O\)

\(\mathop {Cu}\limits^0 + 2{H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4} \to CuS{O_4} + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} + 2{H_2}O\)​

2. Hợp chất của Đồng

Đồng (II) oxit:

+ Tính chất vật lí: Chất rắn, màu đen

+ Tính chất hóa học: CuO là oxit bazơ

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Đồng (II) hidroxit:

+ Tính chất vật lí: Chất rắn, màu xanh

+ Tính chất hóa học: Cu(OH)2 có tính bazơ

Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O

Dễ bị nhiệt phân:

Cu(OH)2 \(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\) CuO + H2O

Muối Đồng (II):

+ Tính chất vật lí: CuSO4 (khan) màu trắng, chất rắn. CuSO4 hấp thụ nước tạo thành CuSO4.5H2O màu xanh.

+ Tính chất hóa học: 

CuSO4.5H2O\(\overset{t^{0}}{\rightarrow}\)CuSO4 + 5H2O

3. Ứng dụng

- Là kim loại quan trọng trong Công nghiệp và kĩ thuật

- 50% sản lượng Đồng làm dây dẫn điện và 30% làm hợp kim

- Dung dịch CuSO4 dùng chữa bệnh mốc sương cho cà chua, khoai tây

- Dùng để chế sơn vô cơ màu xanh

- CuSO4 (khan) dùng để phát hiện dấu vết của nước trong các chất lỏng

4. Bài tập Đồng và hợp chất của Đồng - Cơ bản

Bài 1:

Nhận biết các dung dịch sau bằng Cu: HCl, HNO3, NaOH, AgNO3, NaNO3. Giải thích hiện tượng xảy ra .

Hướng dẫn:

Đánh số thứ tự các ống nghiệm lần lượt là (1), (2), (3), (4), (5)

HCl (1); HNO3 (2); NaOH (3); AgNO3 (4); NaNO3 (5)

Cho Cu vào ta thấy: (2) có khí màu nâu thoát ra, (4) có Ag kết tủa

Lấy (4) cho vào những chất còn lại thấy (1) cho kết tủa AgCl \(\downarrow\)

lấy (1) trộn 3 ; 5

8HCl + 8NaNO3 + Cu \(\rightarrow\) 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 8NaCl + NO\(\nearrow\)

Bài 2:

Thực hiện các thí nghiệm với hỗn hợp X gồm Ag và Cu:

(a) Cho X vào bình chứa một lượng khí O3 (ở điều kiện thường.)

(b) Cho X vào một lượng dư dung dịch HNO3 (đặc.)

(c) Cho X vào một lượng dư dung dịch HCl (không có mặt O2).

(d) Cho X vào một lượng dư dung dịch FeCl3.

Thí nghiệm mà Cu bị oxi hóa còn Ag không bị oxy hóa là?

Hướng dẫn:

(a) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(b) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(c) Cả 2 chất cùng bị oxi hóa

(d) Chỉ có Cu bị oxi hóa còn Ag thì không bị oxi hóa

Bài 3:

Hòa tan hoàn toàn 3,2 gam Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được x lít SO2 (là sản phẩm khử duy nhất của S+6, ở đktc). Giá trị của x là:

Hướng dẫn:

Bảo toàn e:
\(\\ 2n_{Cu} = 2n_{SO_{2}} \Rightarrow n_{SO_{2}}= 0,05 \ mol \\ \Rightarrow V_{SO_{2}} = x = 1,12 \ lit\)

Bài 4:

Dung dịch CuSO4 loãng được dùng làm thuốc diệt nấm cho hoa. Để điều chế 800 gam dung dịch CuSO4 5%, người ta hòa tan CuSO4.5H2O vào nước. Khối lượng CuSO4.5H2O cần dùng là?

Hướng dẫn:

Ta có: \({n_{CuS{O_4}}} = \frac{{800.0,05}}{{160}} = 0,25\,mol \Rightarrow {m_{CuS{O_4}.5{H_2}O}} = 62,5gam\)

3.2. Bài tập Đồng và hợp chất của Đồng - Nâng cao

Bài 1:

Cho m gam hỗn hợp bột X gồm FexOy, CuO và Cu (x, y nguyên dương) vào 500 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch Y (không chứa HCl) và còn lại 3,2 gam kim loại không tan. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3, thu được 175,9 gam kết tủa. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Hướng dẫn:

Vì còn Cu dư ⇒ dung dịch chỉ có FeCl2 và CuCl2 (axit đã hết theo đề bài cho)

\(n_{FeCl_{2}} = x ; \ n_{CuCl_{2}} = y\)

⇒ nHCl = 2x + 2y (Bảo toàn Clo) = 1 mol

mkết tủa = mAg + mAgCl = 108x + 143,5.1 = 175,9

\((n_{Ag} = n_{FeCl_{2}} ; \ n_{AgCl} = n_{HCl})\)

⇒ x = 0,3; y = 0,2 mol

Lại có: nO = ½ nHCl = 0,5 mol

⇒ m = mFe + mCu + mO = 56.0,3 + 64.0,2 + 3,2 + 0,5.16 = 40,8g

Bài 2:

Hoà tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch HNO3 dư, thấy thoát ra 20,16 lít NO (đktc) và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

Hướng dẫn:

Coi hỗn hợp đầu gồm Cu và S phản ứng tạo Cu2+ và SO42-

Ta có: 64nCu + 32nS = 30,4 g

Bảo toàn e: 2nCu + 6nS = 3nNO = 2,7 mol

⇒ nCu = 0,3; nS = 0,35 mol

Sau phản ứng có 0,3 mol Cu2+ và 0,35 mol SO42- tác dụng với Ba(OH)2

Tạo kết tủa gồm: 0,3 mol Cu(OH)2; 0,35 mol BaSO4

⇒ m = 110,95 g

Bài học tiếp theo

Bài 36: Sơ lược về niken, kẽm, chì, thiếc
Bài 37: Luyện tập Tính chất hóa học của sắt và hợp chất của sắt
Bài 38: Luyện tập Tính chất hóa học của crom, đồng và hợp chất của chúng
Bài 39: Thực hành Tính chất hóa học của sắt, đồng và hợp chất của sắt, crom

Bài học bổ sung