Bài 35: Lí thuyết và giải bài tập về đồng và hợp kim của đồng

I. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Đồng

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

• Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm I_B, Chu kỳ 4, Số hiệu NT là 29
• Cấu hình e: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s^1. hoặc: [Ar]3d¹⁰4s¹.

b. Tính chất vật lí

• 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

Đặc điểm	Đồng (II) oxit	Đồng (II) hidroxit	Muối Đồng (II)
Tính chất vật lí	CuO là chất rắn, màu đen	Cu(OH)2 Chất rắn, màu xanh	CuSO4 (khan) màu trắng, chất rắn. CuSO4 hấp thụ nước tạo thành CuSO4.5H2O màu xanh.
Tính chất hóa học	CuO là oxit bazơ CuO+H2SO4→CuSO4 + H2O	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	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

II. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1. (Trang 158 SGK) 

Cấu hình electron của Cu²⁺ là 

A. [Ar]3d⁷.         

B. [Ar]3d⁸. 

C. [Ar]3d⁹.  

D. [Ar]3d¹⁰.

Bài làm:

Đáp án C

Cấu hình electron của Cu²⁺ là [Ar]3d⁹. 

Câu 2. (Trang 159 SGK) 

Cho 19,2 gam kim loại M tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, dư thu được 4,48 lít khí  duy nhất NO (đktc). Kim loại M là 

A.Mg

B.Cu.

C.Fe.

D.Zn.

Bài làm:

Ta có n_NO  = \[\frac{4,48}{22,4}\] = 0,2 (mol)

M → M⁺ⁿ +  ne

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

=>n_e = 0,2.3 = 0,6 (mol)

=>n_M = \[\frac{0,6}{n}\] =>Khối lượng mol của M là: 19,2/ (\[\frac{0,6}{n}\]) = 32n.

Vậy với n = 2 M là kim loại đồng (Cu = 64)

Câu 3. (Trang 159 SGK) 

Cho 7,68 gam Cu tác dụng hết với dung dịch HNO₃ loãng thấy có khí NO thoát ra. Khối lượng muối nitrat sinh ra trong dung dịch là :

A.21,56 gam.

B. 21,65 gam.

C. 22,56 gam.

D. 22,65 gam.

Bài làm:

Ta có n_Cu = 0,12 (mol).

n_Cu(NO3)₂ = n_Cu = 0,12 (mol).

m_Cu(NO3)₂ = 0,12 x 188 = 22,56 (g).

Câu 4. (Trang 159 SGK) 

Đốt 12,8 gam Cu trong không khí, hòa tan chất rắn thu được trong dung dịch HNO₃ 0,5M thấy thoát ra 448ml khí NO duy nhất (đktc).

a) Viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.

b) Tính thể tích tối thiểu dung dịch HNO₃ cần dùng để hòa tan chất rắn.

Bài làm:

a) Các phương trình hóa học xảy ra:

2Cu + O₂ → 2CuO (1)

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O (2)

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O (3)

b) Ta có: n_Cu = 0,2 (mol) ; n_NO = 0,02 (mol)

Từ (2) => n_Cu(dư) = \[\frac{3}{2}\] . n_NO = 0,03 (mol) ; n_{HNO3 (2)}  = 4n_NO = 0,08 (mol).

Từ (1) => n_CuO = n_{Cu(phản ứng)} = 0,2 - 0,03 = 0,17 (mol).

Từ (3) => n_{HNO3 (3)}  = 2n_CuO = 0,34 (mol).

Vậy thể tích dung dịch HNO₃ cần dùng là :  \[\frac{(0,34+0,08)}{0,5}\] = 0,84 (lít).

Câu 5. (Trang 159 SGK) 

Hòa tan 58 gam muối CuSO₄.5H­₂O vào nước được 500 ml dung dịch A.

a) Xác định nồng độ mol của dung dịch A.

b) Cho dần dần bột sắt vào 50 ml dung dịch A, khuấy nhẹ cho tới khi dung dịch  hết màu xanh. Tính lượng sắt đã tham gia phản ứng.

Bài làm:

Ta có n_CuSO4 = \[\frac{58}{250}\]= 0,232 (mol)

=>n_CuSO4.5H2O = 0,232 (mol).

Nồng độ của dung dịch là: C _{M CuSO4} = \[\frac{0,232}{0,5}\] = 0,464M.

PTHH:  Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu.

Trong 50ml dung dịch A có n_Cu = 0,0232 (mol)

=>n_Fe= n_CuSO4 = 0,0232 mol.

Khối lượng sắt phản ứng là m_Fe = 0,0232 x 56 = 1,2992g.

Câu 6. (Trang 159 SGK) 

Một thanh đồng có khối lượng 140,8 gam được ngâm trong dung dịch AgNO₃ nồng độ 32% (D = 1,2 g/ml) đến phản ứng hoàn toàn. Khi lấy thanh đồng ra thì nó có khối lượng là 171,2 gam. Tính thể tích dung dịch AgNO₃ đã dùng để ngâm thanh đồng (giả thiết toàn bộ lượng Ag tạo ra bám hết vào thanh đồng).

Bài làm:

Cu+ 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Gọi x là số mol Cu phản ứng. Khối lượng thanh đồng tăng là:

 ∆m = m_Ag - m_Cu = 2.108x - 64x = 152x = 30,4 (g)

=> x = 0,2 (mol)

Khối lượng của AgNO₃ là m_AgNO3= 0,2 . 2 . 170 = 68(g)

Thể tích dung dịch AgNO₃ là V_AgNO3 = \[\frac{(68.100)}{(32.1,2)}\] = 177,08(ml)

 

Bài viết gợi ý: