Bài 38: Luyện tập: Tính chất hóa học của crom, đồng và hợp chất của chúng

Lý thuyết về tính chất của Đồng, Bạc, Vàng, Niken, Kẽm, Thiếc, Chì

I. Đồng và hợp chất

1. Đồng

– 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+: 3d10; Cu2+: 3d9.

– Tính chất vật lí: là kim loại màu nâu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

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.

– Tính chất hóa học: là kim loại có tính khử yếu [tác dụng với phi kim (O2, S, Cl2), dung dịch muối (Ag+, Hg2+), axit có tính oxi hóa mạnh: H2SO4 đặc nóng; HNO3].

Một số phương trình minh họa:

2. Một số hợp chất của đồng

– CuO: là chất rắn màu đen; có tính oxi hóa; được điều chế bằng cách nhiệt phân Cu(OH)2, Cu(NO3)2, CuCO3, Cu(OH)2, …

– Cu(OH)2: là chất rắn màu xanh; có tính bazơ, không tan trong nước nhưng tan dễ trong dung dịch axit, tan trong dung dịch NH3 tạo ra nước Svayde; được điều chế từ dung dịch muối đồng (II) và dung dịch bazơ.

– CuSO4 dạng khan là chất rắn màu trắng, trạng muối hidrat CuSO4.5H2O có màu xanh.

II. Sơ lược về các kim loại Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb

1. Bạc

– Thuộc nhóm IB, chu kì 5, số hiệu nguyên tử là 47.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Kr]4d105s1.

– Thường có số oxi hóa +1 trong các hợp chất.

– Có tính khử rất yếu: không tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng; tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 và H2SO4 đặc nóng; bạc có màu đen khi tiếp xúc với không khí hoặc nước có mặt hidrosunfua.

Ví dụ:

Ag + 2HNO3 đặc → AgNO3 + NO2 + H2O

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

2. Vàng

– Thuộc nhóm IB, chu kì 6, số hiệu nguyên tử là 79.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Xe]4f145d106s1.

– Thường có số oxi hóa +3 trong các hợp chất.

– Có tính khử rất yếu: không bị oxi hóa trong không khí ở mọi nhiệt độ, không bị hòa tan trong axit kể cả axit HNO3 nhưng tan trong nước cường toan (hỗn hợp tỉ lệ HNO3: HCl đặc = 1:3), dung dịch muối xianua của kim loại kiềm (NaCN), thủy phân tạo hỗn hống.

Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + 2H2O + NO

4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH

3. Niken

– Thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 28.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Ar]3d84s2.

– Thường có số oxi hóa +2 trong các hợp chất.

– Có tính khử yếu: tác dụng với phi kim ở nhiệt độ cao; tác dụng với dung dịch axit; tác dụng với dung dịch muối; bền với nước và không khí ở nhiệt độ thường.

Ví dụ:

– Niken được dùng mạ lên sắt để làm đẹp, chống gỉ và còn được dùng làm chất xúc tác.

4. Kẽm

– Thuộc nhóm IIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 30.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Ar]3d104s2.

– Thường có số oxi hóa +2 trong các hợp chất.

– Có tính khử mạnh hơn sắt: tác dụng với phi kim ở nhiệt độ cao; tác dụng với dung dịch muối và axit; bền với nước và không khí ở nhiệt độ thường.

Ví dụ:

Zn + Cl2 → ZnCl2

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu

– Kẽm được mạ lên tôn để chống gỉ và còn được dùng làm pin khô.

5. Chì

– Thuộc nhóm IVA, chu kì 6, số hiệu nguyên tử là 82.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Xe]4f145d106s26p2.

– Thường có số oxi hóa là +2, +4 nhưng số oxi hóa +2 phổ biến và bền hơn.

– Có tính khử yếu: tác dụng với phi kim ở nhiệt độ cao, không tác dụng với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng do muối (PbCl2 và PbSO4) không tan bao bọc ngoài kim loại; tan được trong dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng do tạo được muối tan Pb(HSO4)2; tác dụng với dung dịch muối; bền với nước và không khí ở nhiệt độ thường; tan chậm trong dung dịch kiềm nóng.

– Được dùng để chế tạo bản cực acquy, đầu đạn và chế tạo thiết bị chống tia phóng xạ.

6. Thiếc

– Thiếc thuộc nhóm IVA, chu kì 5, số hiệu nguyên tử là 50.

– Cấu hình electron nguyên tử: [Kr]4d105s25p2.

– Có số oxi hóa +2 và +4 trong các hợp chất.

– Có tính khử yếu hơn Ni: tác dụng với phi kim ở nhiệt độ cao; tác dụng chậm với dung dịch axit (HNO3 loãng: Sn → Sn2+; H2SO4, HNO3 đặc: Sn → Sn4+); tác dụng với dung dịch muối; bền với nước và không khí ở nhiệt độ thường; bị hòa tan trong dung dich kiềm đặc.

– Sn được mạ lên sắt tây để chống gỉ và được dùng làm thiếc hàn.

Bài 1 (trang 166 SGK Hóa 12):

Hoàn thành phương trình hóa học của các phản ứng trong dãy chuyển đổi sau:

Cu → CuS → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2 → CuCl2 → Cu.

Lời giải:

Cu + S → CuS

3CuS + 14HNO3 → 3Cu(NO3)2 +3H2SO4 + 8NO + 4H2O

Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3

Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O

CuCl2 → Cu +Cl2.

Bài 2 (trang 166 SGK Hóa 12):

Khi cho 100 g hợp kim gồm có Fe, Cr và Al tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thu được 6,72 lít khí. Lấy bã rắn không tan cho tác dụng một lượng dư dung dịch HCl (khi không có không khí) thu 38,08 lít khí. Các thể tích đo ở đktc. Xác định thành phần % của hợp kim.

Lời giải:

Phương trình hóa học:

2Al + 2NaOH → 2NaAlO2 + 3H2 (1)

Phần không tan là Fe và Cr

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2)

Cr + 2HCl → CrCl2 + H2 (3)

nH2 (1) = = 0,3(mol)

Theo pt (1) nAl = . nH2 =. 0,3 = 0,2 mol

⇒ mAl = 27. 0,2 = 5,4 g

nH2(2),(3) = = 1,7(mol)

Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe, Cr

Theo bài ra ta có hệ phương trình

⇒ mFe = 1,55. 56 = 86,8 g

mCr = 0,15. 52 = 7,8 g

Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là :

Bài 3 (trang 167 SGK Hóa 12): 

Hỗn hợp X gồm Cu và Fe trong đó Cu chiếm 43,24% khối lượng . Cho 14,8 gam X tác dụng với dung dịch HCl thấy có V lít khí (đktc) bay ra. Giá trị của V là:

A. 1,12 lít

B. 2,24 lít

C. 4,48 lít

D. 3,36 lít

Lời giải:

Đáp án D

%Fe = 100% – 43,24% = 56,76%

Khối lượng của Fe là

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

0,15(mol)              0,15(mol)

VH2 = 0,15 x 22,4 = 3,36 (lit)

Bài 4 (trang 167 SGK Hóa 12): 

Khử m gam bột CuO bằng khí H2 ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp chất rắn X. Để hòa tan hết X cần vừa đủ 1 lít dung dịch HNO3 1M, thu được 4,48 lít NO (đktc). Hiệu suất của phản ứng khử CuO bằng bao nhiêu?

A. 70%

B. 75%

C. 80%

D. 85%

Lời giải:

Đáp án B

 

 

 

Số mol HNO3: nHNO3 = 1. 1 = 1(mol)

Số mol NO:

Theo pt: nHNO3 = 4. nNO = 4. 0,2 = 0,8 mol

nHNO3 còn lại = 1 – 0,8 = 0,2 (mol)

⇒ CuO dư phản ứng với HNO3

⇒ Tổng nCuO = 0,1 + 0,3 = 0,4 mol

Ban đầu 0,4 mol CuO, phản ứng 0,3 mol CuO

Hiệu suất

Bài 5 (trang 167 SGK Hóa 12): 

Nhúng thanh sắt vào dung dịch CuSO4 sau một thời gian lấy thanh sắt ra rửa sạch sấy khô thấy khối lượng tăng 1,2g. Có bao nhiêu gam Cu đã bám vào thanh sắt?

A. 9,3 g.

B. 9,4 g.

C. 9,5 g.

D. 9,6 g.

Lời giải:

Đáp án D.

Gọi x là số mol Fe phản ứng

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

1,2 = 64x – 56x → x = 0,15

Khối lượng Cu mCu = 0,15 x 64 = 9,6 (g)

Bài 6 (trang 167 SGK Hóa 12):

Cho Cu tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 và H2SO4 loãng sẽ giải phóng khí nào sau đây?

A. NO2.

B. NO.

C. N2O.

D. NH3.

Lời giải:

Đáp án B.

3Cu + 2NaNO3 + 4H2SO4 → 3CuSO4 + 4H2O + Na2SO4 + 2NO

Mục lục Giải bài tập Hóa 12

 

Xem thêm