Bài 35: ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG

B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN

1.Cấu hình electron của ion $Cu^{2+}$ là

A.[Ar]3$d^{7}$

B.[Ar]3$d^{8}$.

C.[Ar]3$d^{9}$.

D.[Ar]3$d^{10}$.

Trả lời:

Chọn C. Theo lí thuyết, cấu hình electron thu gọn của ion $Cu^{2+}$ là [Ar]3$d^{9}$.

2. Cho 19,2 gam kim loại M tác dụng với dung dịch $HNO_{3}$ loãng, dư thu được 4,48 lít khí duy nhất NO (đktc). Kim loại M là

A.Mg.

B.Cu.

C.Fe.

D.Zn.

Giải: Chọn B.

- Phương trình hóa học:

- Từ phương trình trên, ta có: 19,2.n = 3M.0,2.

⇒ M = 32n

Nghiệm phù hợp là: n = 2 và M = 64. Đó là đồng (Cu).

3. Cho 7,68 gam Cu tác dụng hết với dung dịch $HNO_{3}$ 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.

Giải: Chọn C.

- Phương trình hóa học:

$3Cu+8HNO_{3}\rightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO+4H_{2}O$

- Ta có: $n_{Cu}$ = $\LARGE \frac{7,68}{64}$ = 0,12 mol.

- Từ phương trình hóa học, ta có: $n_{Cu(NO_{3})_{2}}$ = $n_{Cu}$ = 0,12 mol.

- Khối lượng muối sinh ra: $m_{Cu(NO_{3})_{2}}$ = 0,12.188 = 22,56g.

4. Đốt 12,8 gam Cu trong không khí. Hòa tan chất rắn thu được vào dung dịch $HNO_{3}$ 0,5 M thấy thoát ra 448 ml khí NO duy nhất (đktc).

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

b) Tính thể tích tối thiểu dung dịch $HNO_{3}$ cần dùng để hòa tan chất rắn.

Giải:

a) Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra

$2Cu+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2CuO$

$3Cu+8HNO_{3}\rightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO+4H_{2}O$

$CuO+2HNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O$

b) Thể tích tối thiểu dung dịch $HNO_{3}$ cần dùng để hòa tan chất rắn

- Từ các phương trình hóa học:

- Tổng số mol $HNO_{3}$ = 0,08 + 0,34 = 0,42 mol

⇒ $V_{HNO_{3}}$ = $\LARGE \frac{0,42}{0,5}$ = 0,84 lít

5. Hòa tan 58 gam muối $CuSO_{4}.5H_{2}O$ 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.

Giải:

a) Nồng độ mol của dung dịch A

- Trong 250g $CuSO_{4}.5H_{2}O$ có trong 160g $CuSO_{4}$.

- Trong 58g $CuSO_{4}.4H_{2}O$ có $\LARGE \frac{160.58}{250}$ = 37,12g $CuSO_{4}$.

⇒ $n_{CuSO_{4}}$ = $\LARGE \frac{37,12}{160}$ = 0,232 mol

⇒ $C_{M(CuSO_{4})}$ = $\LARGE \frac{0,232.500}{1000}$ = 0,116M.

b) Khối lượng sắt tham gia phản ứng

- Số mol $n_{CuSO_{4}}$ trong 50 ml dung dịch là: $\LARGE \frac{0,116.50}{1000}$ = 0,0058 mol

⇒ $m_{Fe}$ (tham gia) = 0,0058.56 = 0,3248g.

6. Một thanh đồng có khối lượng 140,8 gam được ngâm trong dung dịch $AgNO_{3}$ 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 $AgNO_{3}$ đã dùng để ngâm thanh đồng (giả thiết toàn bộ lượng Ag tạo ra bám hết vào thanh đồng).

Giải:

- Khối lượng thanh đồng tăng: 171,2 - 140,8 = 30,4g

- Ta có: (108.2x - 64x) = 30,4

⇒ 152x = 30,4

⇒ x = 0,2 mol

⇒ $m_{AgNO_{3}}$ = 2x.170 = 2.0,2.170 = 68g

- Trong 100g dung dịch có 32g $AgNO_{3}$

y g dung dịch 68g $AgNO_{3}$

⇒ y = 212,5g ⇒ $V_{dd}$ = $\LARGE \frac{212,5}{1,2}$ = 177,08 ml.

II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO

1. Dung dịch nào dưới đây không hòa tan được kim loại Cu?

A. Dung dịch $FeCl_{3}$.

B. Dung dịch $NaHSO_{4}$.

C. Dung dịch hỗn hợp $NaNO_{3}$ và HCl.

D. Dung dịch $HNO_{3}$ đặc nguội.

Trả lời:

Chọn B. Dung dịch $NaHSO_{4}$ không hòa tan được kim loại Cu.

2. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế $CuSO_{4}$ người ta cho Cu tác dụng với dung dịch

A.$H_{2}SO_{4}$ đậm đặc.

B.$H_{2}SO_{4}$ loãng.

C.$Fe_{2}(SO_{4})_{3}$.

D.$FeSO_{4}$ loãng.

Trả lời:

Chọn A. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế $CuSO_{4}$ người ta cho Cu tác dụng với dung dịch $H_{2}SO_{4}$ đậm đặc:

$Cu+2H_{2}SO_{4}$ (đđ) $\overset{t^{0}}{\rightarrow}CuSO_{4}+SO_{2}+2H_{2}O$

3. Cho các dung dịch: HCl, $HNO_{3}$, NaOH, $AgNO_{3}$ và $NaNO_{3}$. Chỉ dùng thêm chất nào sau đây để nhận biết các dung dịch trên?

A. Cu.

B. Dung dịch $Al_{2}(SO_{4})_{3}$.

C. Dung dịch $BaCl_{2}$.

D. Dung dịch $Ca(OH)_{2}$.

Trả lời:

Chọn A. Có thể dùng Cu để nhận biết các dung dịch trên, bằng cách cho Cu vào lọ đựng mẫu thử các dung dịch trên thì:

- Nhóm 1: không phản ứng là HCl, NaOH, $NaNO_{3}$.

- Nhóm 2: có phản ứng là:

+ $3Cu+8HNO_{3}\rightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO$ + $4H_{2}O$

$2NO+O_{2}\rightarrow 2NO_{2}$

+ $Cu+2AgNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2Ag$

- Dùng dung dịch $AgNO_{3}$ để nhận biết HCl (cho kết tủa trắng AgCl); nhận biết NaOH (cho kết tủa $Ag_{2}O$ đen).

- Còn lại dung dịch $NaNO_{3}$.

4. Cho ba hỗn hợp kim loại: Cu-Ag; Cu-Al và Cu-Mg. Dùng dung dịch của cặp chất nào sau đây để nhận biết các hỗn hợp trên?

A.HCl và $AgNO_{3}$.

B.HCl và $Al(NO_{3})_{3}$.

C.HCl và $Mg(NO_{3})_{2}$.

D.HCl và NaOH.

Trả lời:

Chọn D.

- Cho từng hỗn hợp tác dụng với dung dịch HCl nhận ra hỗn hợp Cu-Ag: không phản ứng.

- Hỗn hợp (2) tạo bởi dung dịch $AlCl_{3}$ và hỗn hợp (3) tạo bởi dung dịch $MgCl_{2}$ được phân biệt bằng dung dịch NaOH:

$AlCl_{3}+3NaOH\rightarrow Al(OH)_{3}$ + 3NaCl

($Al(OH)_{3}$ tan trong NaOH dư)

$MgCl_{2}+2NaOH\rightarrow Mg(OH)_{2}$ + 2NaCl

($Mg(OH)_{2}$ không tan trong NaOH dư)

5. Cho 6,4g hỗn hợp gồm CuO và $Fe_{2}O_{3}$ tác dụng hết với dung dịch HCl thu được hai muối có tỉ lệ mol 1 : 1. Số mol HCl đã tham gia phản ứng là

A.0,2 mol.

B.0,4 mol.

C.0,6 mol.

D.0,8 mol.

Giải: Chọn A.

- Các phương trình hóa học:

$CuO+2HCl\rightarrow CuCl_{2}+H_{2}O$ (1)

$Fe_{2}O_{3}+6HCl\rightarrow 2FeCl_{3}+3H_{2}O$ (2)

- Gọi x, y là số mol CuO và $Fe_{2}O_{3}$ trong hỗn hợp. Ta có:

80x + 160y = 6,4 (a)

x = 2y (b)

⇒ x = 0,04 mol; y = 0,02 mol.

- Số mol HCl tham gia phản ứng là:

$n_{HCl}$ = 2x + 6y = 2.0,04 + 6.0,02 = 0,2 mol.

6. Cho V lít khí $H_{2}$ (đktc) đi qua bột CuO (dư) đun nóng thu được 32g Cu. Nếu cho V lít $H_{2}$ (đktc) đi qua bột FeO (dư) đun nóng thì khối lượng Fe thu được là

A.249.

B.26g.

C.28g.

D.30g.

Giải: Chọn C.

- Các phương trình hóa học:

$CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O$ (1)

$FeO+H_{2}\rightarrow Fe+H_{2}O$ (2)

- Từ (1) và (2) ta có: $n_{Fe}$ = $n_{Cu}$ = $n_{H_{2}}$ = $\LARGE \frac{32}{64}$ = 0,5 mol.

⇒ $m_{Fe}$ = 0,5.56 = 28g.

7. Nêu 3 phương pháp hóa học để tách riêng các kim loại sau ra khỏi hỗn hợp Ag và Cu.

Trả lời:

- Cách 1: Đốt nóng hỗn hợp trong không khí; Ag không phản ứng; Cu phản ứng theo phương trình:

$2Cu+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2CuO$

Sau đó hòa tan CuO vào dung dịch HCl, Ag không phản ứng (tách riêng) còn Cu được thu hồi lại theo sơ đồ:

$CuO\rightarrow CuCl_{2}\rightarrow Cu$

- Cách 2: Cho hỗn hợp tác dụng với $HNO_{3}$ được hỗn hợp muối sau đó cô cạn và phân hủy theo sơ đồ:

$Ag, Cu+HNO_{3}\rightarrow AgNO_{3}, Cu(NO_{3})_{2}$

$AgNO_{3}, Cu(NO_{3})_{2}\rightarrow Ag,CuO$

$CuO\rightarrow CuCl_{2}\rightarrow Cu$

- Cách 3: Bạn đọc tự tìm hiểu thêm.

8. Malachit có công thức hóa học là $CuCO_{3}.Cu(OH)_{2}$. Nêu phương pháp điều chế Cu từ chất này.

Trả lời:

$CuCO_{3}.Cu(OH)_{2}+4HCl\rightarrow 2CuCl_{2}+CO_{2}+3H_{2}O$

$CuCl_{2}\overset{dpdd}{\rightarrow}Cu+Cl_{2}$

9. Đốt 12,8g Cu trong không khí. Hòa tan hoàn toàn chất rắn thu được vào dung dịch $HNO_{3}$ 0,5M thu được 448ml khí NO duy nhất (đktc).

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng.

b) Tính thể tích dung dịch $HNO_{3}$ tối thiểu cần dùng để hòa tan chất rắn.

Giải:

a) Các phương trình hóa học

$2Cu+O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2CuO$ (1)

$CuO+2HNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+H_{2}O$ (2)

$3Cu+8HNO_{3}\rightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO+4H_{2}O$ (3)

b) – Từ (3) ta có: $n_{Cu(3)}$ = $\LARGE \frac{3}{2}$$n_{NO}$ = $\LARGE \frac{3}{2}$.$\LARGE \frac{0,448}{22,4}$ = 0,03 mol

$n_{Cu}$ (ban đầu) = $\LARGE \frac{12,8}{64}$ = 0,2mol

⇒ $n_{Cu(1)}$ = 0,2 - 0,03 = 0,17 mol

- Từ (2) và (3) ta được: $n_{HNO_{3}}$ = 0,17.2 + $\LARGE \frac{0,03.8}{3}$ = 0,42 mol

⇒ $V_{ddHNO_{3}}$ = $\LARGE \frac{0,42}{0,5}$ = 0,84 lít.

10. Điện phân dung dịch $CuCl_{2}$ với các điện cực trơ.

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng điện phân.

b) Cho biết vai trò của nước trong dung dịch $CuCl_{2}$.

c) Có nhận xét gì về nồng độ dung dịch $CuCl_{2}$ trong quá trình điện phân?

Giải:

a) Phương trình hóa học của các phản ứng điện phân

$CuCl_{2}\overset{dpdd}{\rightarrow}Cu+Cl_{2}$

b) Vai trò của nước trong dung dịch $CuCl_{2}$: Nước là dung môi làm phân li $CuCl_{2}$ thành cation $Cu^{2+}$ và anion $Cl^{-}$.

c) Trong quá trình điện phân, nồng độ của dung dịch $CuCl_{2}$ giảm dần.