Giải bài tập Hóa 12 Bài 35: Đồng và hợp chất của đồng

§35. ĐỒNG- HỢP chất của ĐồNG
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO
VỊ trí của đồng, trong bảng tuần hoàn: Đồng là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 29.
Cấu tạo của đồng
Cấu hình electron: Nguyen tử Cu có 29 electron, được phân thành 4 lớp : 2e, 8e, 18e và le. Đồng là nguyên tố d, có câu hình electron nguyên tử là ls22s22pfi3s23p63dlll4sl, hoặc viết gọn là [Arj3d"14sl.
Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là +1 và +2. Câu hình electron của các ion đồng là Cu+: [ArJ3d10; Cu2+: [Ar]3dy.
TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Đồng là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng (có thể dát mỏng đến 0,0025 nm, mỏng hrtn giấy viết 5-6 lần). Đồng có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Độ dẫn điện của đồng giảm nhanh nếu có lẫn tạp chất. Do vậy dây dẫn điện là đồng có độ tinh khiết tới 99,99%. Khôi lượng riêng của đồng là 8,98 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy 1083"C.
TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Tác dụng với phi kim: Khi đốt nóng, Cu không cháy trong khí oxi mà tạo thành màng CuO màu đen bảo vệ Cu không bị oxi hóa tiếp tục:
2Cu + 02 —2CuO.
Nếu tiếp tục đốt nóng Cu ở nhiệt độ cao hơn (800 - iooo"c), một phần CuO ở lớp bên trong oxi hóa Cu thành Cu2O màu đỏ: CuO + Cu ——Cu2O. Đồng có thể tác dụng vơi Cl2, Br2, s,... ỏ nhiệt độ thường hoặc đun nóng:
Cu + Cl2 -> C11CI2;	Cu + s ———> CuS.
Tác dụng với axit: Đồng không tác dụng với dung dịch HC1, H2SO4 loãng.
Tuy vậy, với sự có mặt của oxi trong không khí, Cu bị oxi hóa thành muối Cu (II).
2Cu + 4HC1 + 02 -> 2CuCỌ + 2ITO.
Đồng bị oxi hóa dễ dàng trong II2SO4 đặc nóng và HNO, :
Cu + 2H2SO4 đặc ——> CuSO4 + SO2T + 2H2O.
Cu + 4HNO3 đặc -> Cu(NO.Ơ2 + 2NO?T + 2H2O.
3Cu + 8HNO., loãng -> 3Cu(NO.,)2 + 2NOt + 4H2O.
Tác dụng với dung dịch inuối: Đồng khử được ion của những kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa ơ trong dung dịch muôi :
Cu + 2AgNO.ì —» Cu(NO3)2 + 2Agị.
ỨNG DỤNG
Những ứng dụng của đồng chủ yêu dựa vào tính dẻo, lính dần điện, tính bền và khã năng tạo ra nhiều hợp kim. Hựp kim đồng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống là:
Đồng thau là hợp kim Cu - Zn (45% Zn) có tính cứng và bền hơn đồng, dùng chế tạo các chi tiết máy, chế tạo các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển.
Đồng bạch là hựp kim Cu - Ni (25% Ni), có tính bền, đẹp, không bị ăn mòn trong nước biển. Đồng bạch được dùng trong công nghiệp tàu thủy, đúc liền,...
Đồng thanh là hựp kim Cu - Sn, dùng để chế tạo máy móc, thiết bị.
HỢp kim Cu - Au. trong đó 2/3 là Cu, 1/3 là Au (hợp kim này được gọi là vàng 9 cara), dùng để đúc các đồng tiền vàng, vật trang trí,...
Các ngành kinh tế sử dụng đồng trên thế giơi:
+ Công nghiệp điện : 58%	+ Kiến trúc xây dựng : 19%>
+ Máy móc công nghiệp : 17%	+ Các ngành khác : 6%
MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA ĐồNG
1. Đồng (II) oxit, CuO
CuO là chất rắn màu đcn.CuO được điều chế bằng cách nhiệt phân các hợp chất Cu(OH)2, Cu(NO3)2, CuC0i.Cu(0H)2,...
2Cu(NO3)2 —2CuO + 4NO2T + o2f. CuCO.,.Cu(OH)2 —2CuO + CO2T + H2O.
CuO có tính oxi hóa: CuO + co —“> Cu + co2t.
3CuO + 2NH3 —N2T + 3Cu + 3H2O.
Đông (II) hiđroxit, Cu(0H)2
Cu(0H)2 là chất rắn màu xanh. Điều chế Cu(0H)2 từ dung dịch muối đồng (II) và dung dịch bazơ.
Cu(OH)2 có tính bazơ, không tan trong nước nhưng tan dỗ dàng trong dung dịch axit. Cu(0H)2 tan dẽ dàng trong dung dịch NH3 tạo ra dung dịch có màu xanh thẫm gọi là nước Svaydc.
Cu(OH)2 + 4NH3 4 [Cu(NH3)4](OH)2.
Đồng (II) sunfat CuSO4: CuSO4 ở dạng khan là chất rắn màu trắng. Khi hấp thụ nước tạọ thành muối hiđrat CUSO4.5H2O là tinh thổ màu xanh. Do vậy CuSO4 khan được dùng để phát hiện dấu vết của nước trong các chất lỏng.
B. BÀI TẬP SÁCH GIAO KHOA
/. Câu hình electron diet ion Cu2* lù
A. IArl3d'.	II. /Ai'I-ls*.	c. lAr/.liT.	I). lArW".
Cho 19,2 gain kim loại M lác dụng với dung dịch HNO.t loãng, dư thu dược 4,48 lít khí duy nlìát NO ỉdktc). Kim loại M là
A. Mg .	II. Cu.	c. Fe.	1). Zn.
Cho 7,68 gain Cu tác dụng hết với dung dịch HNO.I loãng thấy có khí NO thoát ra, khối lượng muối Iiitrat
sinh ra trong dung dịch là
A. 21,56 gam.	II. 21,65 gam.	c. 22,58 gam.	I). 22,65 gam.
flat 12.8 gam Cu trong không khi. Hoà tun chát rắn tỉm dược vào dung dịch HNO, 0.5M thay thoát IU 448ml khi NO duy nhú t (dktc).
u) Viết phương trình haá hục cùa các phản ứng xay ra.
h) rinh thề tích tối thiếu dung dịch HNOỉ cần dùng để hoà tan chát rắn.
Hnà tan 58 gain muôi CuSOj.5H2O vào nước dược 500 ml dung dịch .4. a) Xác định nồng độ mill cùa dung dịch a.
h) Cho dần dần hột sắt vào 50 ml dung dịch Â, kliuấy nhẹ cho tới khi dung dịch hết màu xanh. Tinh lượng . sát đã tham gia phán ứng.
Một thanh dồng có khối lượng 140,8 gain dược ngâm trong dung dịch AgNO.t nồng độ 52% (T) = 1,2 g/m) dến phan ứng hoàn toàn. Khi lây thanh dồng ra thì IIÓ có khối lượng là 171.2 gam. Tính thể tích dung dịch AgNO. dã dùng dề ngâm thanh dồng. (Gia thiết loàn hộ lượng Ag tạo ra hám Itét vào thanh đồng).
Hưởng dẫn giải
Chọn c. Câu hình c của Cu (Z = 29): 1 s22s22p63s23pft3dll'4s'
Cấu hình c của Cu2+(Cu-»Cu2+ + 2c): ls22s22p63s23p63dụ hay [Ar]3dy
Chọn B. Đặt hóa trị của kim loại M là n. khôi lượng mol của M là M. X mol
3M + 4nHNO3 3M(NO3)n + nNOỶ + 2nH2O nx
X	-»	—
3
Theo đề bài ta có <3	22,4
Ịmx=19,2 (2)
Lấy (2) chia (1) ta được : M = 32n (1 < n < 3)
n
1
2
3
M
32
64
96
Kết luận
Loại
Cu
Loại
Vậy kim loại cần lìm là Cu.
3. Chọn c. 3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO? + 4H2O
64
Khối lượng muối nitrat sinh ra : m = 0,12.188 = 22,56 (g)
Cũng có thể dựa trên sơ đồ hựp thức tính được khối lượng muối nitrat
Cu -> Cu(NO3)2
0,12-> 0,12
Khối lượng muối nitrat sinh ra : m = 0,12.188 = 22,56 (g).
a) Chất rắn thu đưực sau phản ứng tác dụng với HNO3 giải phóng khí NO
=> Trong chất rắn này có Cu dư.
0,448
0,03 <- 0,08 <-	0,02 = -4LZ2
22,4
b) Từ (3) => nCudư = 0,03 mol. Từ(l) => nCu phân ứng = 0,17 mol Từ (2) và (3) => nHNOj = 0,34 + 0,08 = 0,42 mol
0.42	_ •
Thể lích dung dịch HNO3 0,5M cần dùng: V =	- 840 ml.
a) nCuSOj = nCuSQ4 5H,O = Ị(5Q + 5 18 = 0,232 (mol).
0,232	
Nồng độ mol/1 của dung dịch A : CM(.11S1) = 0 5 - = 0,464 (M)
b) Trong 50ml dung dịch A số mol của CuSO4 là 0,05.0,464 = 0,0232 mol Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cuị
0,0232 <- 0,0232
Khối lượng Fe đã tham gia phản ứng: m = 0,0232.56 - 1,2992 (g)
Đặt sô mol Cu tham gia phản ứng là X mol
Cu + 2AgNO, -> Cu(NO3)2 + 2Agị X —>	2x —>	2x
Ta có: mAg- mc„ = Amlỉng => 2x.lO8 - X.64 = 171,2 - 140,8 = 30,4 => X - 0,2
T,ẵtí.,1.,L,i:„u	mdd _ mc[.100 2.0,2.170.100
Thế tích dung dịch AgNO í đã d ung: V =	- -	32 12	= (ml)
c. BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ
Cho dãy các chất : FeO, Fe(OH):, FeSO4, FcìO4, Fe:(SO4)^, FeXdt. số chất trong dãy bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch HNO< đặc nóng là
A. 3.	B. 4.	c. 5.	D. 6.
Nung nóng m gam hỗn hợp AI và F(i:oị (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tha được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau:
-Phần một tác dụng với dung dịch TFSO4 loãng dư thu được 3,08 lít H:(dktc). -Phần hai tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,84 lít H: (đktc).
Giá trị cửa m là
A. 29,40 gam. B. 22,75 gam.	c. 29,43 gam. D.21,40gam.
Đế hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe^Oi và Fe4O4 (trong dó số tnol FeO bằng số mol FtpOt), cần dùng vừa đủ V lít dung dịclì HCI IM. Giá trị cua V là
A. 0,08 lít.	B. 0,16 lít.	c. 0,18 lít.	D. 0,23 lít.
Cho 11,36 gam hỗn hợp Fe, FeO, Fe:Ot, Fe<04 phan lĩng hết với dung dịch
HNOi loãng dư, thu dược 1,344 lít NO (sản phẩm khử duy nhất, i‘ỉ dktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 38,72 gam.	B. 36,30 gam.	c. 41,14 gam.	D. 43,56 gam.
Cho 9,12 gain	hỗn	hợp gồm FeO,	FeXN và Fe<04 tác	dụng	với dung dịch
HCI dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch	Y thu được 7,62 gam	FeCF và m gain FeClỉ.	Giá trị của m là
A. 9,75 gam.	B. 8,75 gam.	c. 7,80 gam.	D. 6,50 gam.
Thế tích dung dịch HNOĩ loãng ít nhất cần dùng dế hòa tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 moi Fe và 0,15 mol Cu là (biết phan ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
A. 1,0 lít.	B. 0,6 lít.	c. 0,8 lít.	D. 1,2 lít.
Đế khử ion Fe'<+ trong dung dịch thành Fe:+ có thể dùng một lượng dư
A. Kim loại Mg. B. Kim loại Cu c. Kim loại Ba D. Kim loại Ag.
Cho kim loại M tác dụng với cọ dược muôi X; cho kim loại M tác dụng với dung dịch HCl dược muối Y. Nếu cho kim loại M tác dụng với dung dịch muối X cũng được muối Y. Kim loại M có thể là
A. Mg.	B. Zn.	c. Al.	D. Fe.
Khi cho 41,4 num hỗn hợp X num Fe?o<, Cr:o< và AF0.I tóc dụnn với dunn dịch NuOH dặc dư, sun plìăn ứnn thu dược chất rắn có khối lượnn 16 num. Đê khứ lioùn toàn 41,4 num hồn hợp X hằnn phiỉn ứnn nhiệt nhôm phải dùnn 10,8 num hột Ai. Thành phần phần trăm theo khối lượnn Cr:o_< tronn hồn hợp X là
50,67%.	B. 20,33%.	c. 66,67%.	D. 36,71%.
Cho 6,72 num Fe vào dunn dịch chứu 0,3 moi H:so4 đạc nónn (niu thiết S0: lù sun pliấm khít' dttỵ Iihut sinh ru). Sun phun lĩnn hoàn toàn thu dược
A 0,03 mol Fey(SO4)f vù 0,06 moi FeSO4.
0,05 mol FeẠSO„)t vù 0,02 mol Fe dư. c. 0,02 mol Fe:(SO4)4 vù 0,08 mol FeSO4.
D. 0,12 moi FeSO4.
Nunn m num hột Fe tronn oxi , thu được 3 num hỗn hợp run X. Hòu tun hết hỗn hợp run X vào dun,n dịch HNO t loũnn dư thu dược 0,56 lít NO (sân phẩm khứ duy nliất. ở dktc). Giá trị ciíu m lù
A. 2,52 num.	B. 2,22 num. c. 2,62 num. D. 2,32 num.
Cho hu miếnn Fe có khối lưựnn vù kích thước như nhau thực hiện hu thí nnhiệm suu đây :
Nliúnn lú thứ nhốt vào dunn dịch CuSO4 một thòi niun lấy ru cũn được ni/ num. Nliúnn lú thứ hai vào dunn dịch Fe3SO4F một thòi niun lấy ru cũn dược nự num. Nhúnn lú thứ hu vào dunn dịch HFO4 dục nnuội một thời niun lấy ru cũn dược m.ỉ num.
Mối liên hệ dúnn nhất cửu 111/; Iiự vù Uh lù mối liên hệ IIÙO tronn cúc Iiỉối liên hệ sau đây
A. ni/ m.m i> Illy D. mI> niy> ni;.
Hòu tun hoàn toàn a num hỗn hợp X num FeO ; FeXOi vù FetO4 vào dunn
dịch HNOi loũnn dư thu được 0,896 lít NO (dktc) lù sun phẩm khử duy nhất vù dunn dịch y. Cô cạn dunn dịch y thu được 62.92 num muối khan. Giá trị của u lù A. 19,84 num.	13. 1,984 num. c. 39,68 num. D. 3,968 num.
Cho m num hỗn hợp X num Fe vù FeX)< túc dụn,n với 130 ml dunn dịch HNO< 2M, thu dược 0.448 lít NO (dktc) lù sản plìấm khử duy nhất, dunn dịch Y và 1,84 num kim loại kliônn tun. Cúc phun ứnn xảy ru hoàn toàn. Tính 111.
A. 7,76 num.	B. 12,00 num. c. 12,24 num. D. 10,00 num.
Hòa tun hoàn toàn 14,4 num hồn hợp A num FeS? vù Cu^s. vào dunn dịch HNO< thu được dunn dịch B và hỗn hợp khí D num 0,3 moi NO vù 0,3 mol NOy Cho dun.n dịch NHị từ từ vào dunn dịch B đến khi kết tủa kliônn còn thay đối nữa. Lọc thu dược m num kết tủa. Giá trị của m lù :
A. 11,76 num. B. 4,28 num. c. 16,04 num. D. 6,42 num.
Nhỏ dung dịch NHị từ từ vào dung dịch hỗn hợp Al(NOỉ)p Cu(NOỉ)?; Fe(NO_0.P NaNOp MgfNCPP cho đến khi kết tủa không còn thay đổi nữa thu được kết tủa A, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B. Cho B tác dụng với H: dư nung nóng thu được chất rắn D. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Chất rắn D gồm :
A. AFOp Na:O; Fe; Cu; MgO.	B. AFOp Fe; MgO.
c. Al; Fe; Na:O; Cu; MgO.	D. AFOp Fe; Mg.
Cho m ganìhỗn hợp Cu, Zn, Fe tác dụng với dung dịch HNO} loãng, dư thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịclĩ A thu dược (m+62) gani muối khan. Nung hỗn hợp muối khan đến khối lượng không đối thu được chất rắn có khối lượng là;
A. (m+8)gam.	B.(m+16)gam. c. (m+4) gam. D. (m+34) gam.
Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu vào bình A chứa 150 ml 2M. Sau khi phan ứng xay ra hoàn toàn thu dược 0,672 lít H:. Cho liếp dung dịch NaNOì vào bình A (sau phan ứng của X với HCl) cho đến khi lượng chất rắn vừa tan hết thu được 1,12 lít khí NO(đktc). Giá trị của m là.
A. 6,48 gam.	B. 3,60 gam.	c. 4,24 gam.	D. 5,52 gam.
Cho 13,5 gom hỗn hợp X gồm AI, Cr, Fe tác dụng với một lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được dung dịch X và 7,84 lít H:(dktc). Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không có không khí) thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 48,8 gam.	B. 42,6 gam. c.47,1 gam.	D. 45,5 gam.
Cho một luồng khí NH< qua ống đựng 12,8 gam CuO nung nóng thu được chất rắn X. Hòa tan hoàn toàn chất rắn X trong dung dịch HNCp đặc nóng dư thu được 3,584 lít NO2 (dktc) là sản plĩấm khử duy nhất. Phần trăm CuO đã bị khử bởi NHì là :
A. 40%.
B. 75%.
c. 60%.
D. 50%.
• ĐÁP ÁN: 1. B 2. B
3. A 4. A 5. A
6. c 7. B
8. D	9. D 10. A
11. A 12. D
13.A 14. D 15. c
16. B 17. A
18. D 19. c 20. D