Lý thuyết bài học đồng và hợp chất của đồng chi tiết

1. Đồng và các hợp chất của đồng

1.1 Đồng

a. Vị trí và cấu tạo

- Trong bảng tuần hoàn hóa học đồng thuộc nhóm 11 (IB), chu kỳ 4, số hiệu nguyên tử là 29.

- Cấu hình electron của đồng:

+ Cu: [Ar] 3d10 4s1

+ Cu+: [Ar] 3d10

+ Cu2+: [Ar] 3d9

b. Tính chất vật lý

- Đồng là một trong số ít những kim loại trong tự nhiên ở dạng đơn chất có thể dùng trực tiếp, không phải khai thác từ quặng

- Đồng có tính dẫn điện và nhiệt cao, độ bền của đồng cũng rất cao, không bị ăn mòn trong điều kiện thường.

- Chúng có màu đỏ nâu hoặc màu cam đỏ, khi tiếp xúc với không khí, đồng bị tạp ra màu lam ngọc. Đồng nguyên chất thì mềm và dễ uốn, dễ kéo sợi và dát mỏng

- Khối lượng riêng của đồng là D = 8,9g/cm3, nóng chảy ở 1083oC, nhiệt độ sôi là 2567oC

c. Tính chất hóa học

- Tác dụng với axit:

+ Đồng không tác dụng được với các axit có tính oxi hóa yếu, chỉ tác dụng được khi có thêm O2

2Cu + 4H+ + O2 2Cu2+ + 2H2O

+ Đồng tác dụng được với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng:

Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 4H2O

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

- Tác dụng với phi kim:

+ Đồng tác dụng với oxi tạo thành màng CuO bảo vệ:

2Cu + O2 2CuO

CuO + Cu Cu2O

+ Đồng tác dụng với clo:

Cu + Cl2 CuCl2

+ Đồng tác dụng với lưu huỳnh:

Cu + S CuS

+ Đồng không tác dụng được với cacbon, nito và hidro.

- Tác dụng với dung dịch muối:

+ Trong dung dịch muối kim loại tự do, đồng khử được ion của những kim loại đứng sau trong dãy điện hóa.

Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag

Cu + 2Fe3+ Cu2+ +2NO + 4H2O

+ Lưu ý khi đồng tác dụng với muối nitrat trong môi trường axit

3Cu + 8H+ +2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Đăng ký ngay khóa học PAS THPT để được các thầy cô lên lộ trình học và ôn thi THPT sớm đạt điểm 9+ bạn nhé!

1.2 Hợp chất của đồng

a. Hợp chất đồng (I)

- Cu2O: là chất rắn có màu đỏ gạch và không tan được trong nước. Cu2O tác dụng được với axit và dễ bị khử:

Cu2O + 2HCl CuCl2 + H2O + Cu

Cu2O + H2 2Cu + H2O

- Cu(OH): là chất kết tủa có màu vàng và rất dễ bị thủy phân.

2Cu(OH) Cu2O + H2O

b. Hợp chất đồng (II)

- CuO: là chất rắn màu đèn và không tan, là oxit bazơ tác dụng dễ dàng với axit và oxit axit. Điều chế CuO bằng cách nhiệt phân Cu(OH)2 , Cu(NO3)2

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O

Cu(OH)2 CuO + H2O

Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2

- Cu(OH)2: Là bazơkhông tan có màu xanh, có các tính chất hóa học như sau:

+ Tác dụng với axit: Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + 2H2O

+ Dễ bị nhiệt phân: Cu(OH)2 CuO + H2O

+ Dễ tạo phức : Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2

+ Là chất oxi hóa: 2Cu(OH)2 + R-CHO R-COOH + Cu2O + 2H2O

+ Điều chế Cu(OH)2 : CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2

c. Hợp chất đồng (II)

- Hợp chất đồng (II) còn gọi là muối đồng, khi ở dạng dung dịch có màu xanh, ở thể rắn là màu trắng. Muối đồng có những tính chất hóa học như sau:

+ Tác dụng với kiềm: CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2

+ Tác dụng với NH3: CuSO4 + 2NH3 + 2H2O Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

+ Muối đồng CuSO4 hấp thụ nước nên thường được sử dụng để nhận vết nước trong chất lỏng

CuSO4 + 5H2O CuSO4.5H2O

Tham khảo bộ sách cán đích 9+ các môn Toán Lý Hóa để nắm được toàn bộ kiến thức và các dạng bài tập trong đề thi tốt nghiệp THPT bạn nhé!

1.3 Ứng dụng trong đời sống

Đồng trong tự nhiên ở dạng kim loại nên đã được sử dụng trực tiếp từ xa xưa, khoảng 8000 năm trước công nguyên. Ứng dụng của đồng và các hợp chất của đồng trong đời sống có rất nhiều, trong đó:

a. Ứng dụng trong ngành điện:

Đồng có tính dẫn điện tốt và giá thành rẻ nên được sử dụng trong ngành điện rất nhiều. Đồng thường được dùng làm dây điện, dây dẫn, mạch điện tử, máy biến áp, máy tua bin... Sản lượng đồng trong ngành điện chiếm 65%.

b. Trong ngành xây dựng:

- Đồng sử dụng trong ngành xây dựng chiếm 25% sản lượng toàn cầu. Do tính chất mềm dẻo và dễ tạo hình nên đây là vật liệu được lựa chọn trong các công trình xây dựng.

- Đồng còn được sử dụng là ống thủy lợi, hệ thống ống dẫn dầu khí, nhiên liệu, ống dẫn nước biển...

c. Trong ngành giao thông, vận tải:

- Với đặc tính dẫn nhiệt và điện tốt, đồng được sử dụng làm thành phần cấu tạo lên các thiết bị của các phương tiện như ô tô, thuyền, máy bay hay tàu hỏa...

- Các thành phần trên xe như đinh, ốc vít, hệ thống ghế ngồi, chân vịt, linh kiện của tàu cũng được làm từ đồng.

- Đồng sử dụng trong ngành giao thông vận tải chiếm 7% sản lượng toàn cầu.

d. Ứng dụng trong các ngành khác

- Chiếm 3% sản lượng đồng toàn cầu, ứng dụng vào những vật dụng quen thuộc trong đời sống như đồ làm bếp, tản nhiệt điều hòa, dùng trong các tác phẩm nghệ thuật đuc đồng, làm nhạc cụ...

2. Các dạng bài tập về đồng và hợp chất của đồng

Bài 1: Dùng 100ml hỗn hợp dung dịch HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M tác dụng với 3,2g Cu được sản phẩm khử duy nhất của HNO3 là NO. Tính thể tích khí NO ở điều kiện tiêu chuẩn.

Lời giải:

3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

0,05 0,12 (mol)

Sau phản ứng, H+ hết trước

=> VNO = 0,03.22,4 = 0,672 l

Bài 2: Chuẩn bị 100ml hỗn hợp dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,2M và AgNO3 0,2M, nhúng thanh sắt nặng 100g vào. Sau một khoảng thời gian, lấy thanh kim loại ra, rửa sạch và làm khô và đem đi cân được 101,72 g (giả thiết kim loại tạo thành bám hết vào thanh sắt). Tính khối lượng sắt đã phản ứng.

Lời giải:

Fe + 2Ag+ Fe2+ + 2Ag (1)

0,01 0,02 (mol)

mtăng(1) = 0,02.108 - 0,01.56 = 1,6 g

Theo đề bài mKL tăng = 101,72 - 100 = 1,72 g

Ta có phản ứng: Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (2)

a a (mol)

mtăng(2) = 64a - 56a = 1,72 - 1,6 => a = 0,015 mol

=> mFe = (0,01 + 0,015).56 = 1.4 g

Bài 3: Cho khí CO dư đi qua 9,1g hỗn hợp CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau phản ứng ta thu được 8,3g chất rắn. Tìm khối lượng CuO trong hỗn hợp ban đầu.

Lời giải:

Chỉ có CuO phản ứng với CO, ta có phương trình:

CuO + CO Cu + CO2

x x (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

mchất rắn ban đầu + mCO phản ứng = mchất sắn sau + mCO2

=> 9,1 + 28x = 8,3 + 44x => x = 0,05 mol

=> mCuO = 0,05.80 = 4g

Bài 4: Cho 19,2g kim loại X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư. Sau phản ứng thu được duy nhất 4,48 l khí NO ở điều kiện tiêu chuẩn. Tìm kim loại X.

Lời giải:

Ta có nNO = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol

3X + 4HNO3 3X(HNO3)n + nH2O

nX = 0,6 : n => MX = 32n => n = 2 => X là Cu.

Trên đây là toàn bộ kiến thức về đồng và các hợp chất của đồng. Đồng rất quen thuộc với chúng ta bởi nó được ứng dụng rất nhiều trong đời sống từ rất xa xưa cho đến hiện tại. Để học tổng hợp kiến thức hóa học 12 và các môn học khác, bạn đừng quên truy cập trang web vuihoc.vn nhé!

>> Mời các bạn tham khảo thêm:

• Crom và hợp chất của crom
• Hợp kim của sắt
• Hợp chất của sắt