Điều chế Cu từ CuSO4

Câu hỏi: Điều chế Cu từ CuSO4 

Từ CuSO₄ điều chế Cu có thể dùng phương pháp : điện phân dung dịch , thủy luyện, nhiệt luyện.

- Thủy luyện : Từ CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu

- Nhiệt luyện :

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Cu(OH)₂ →_t^o CuO + H₂O

CuO + H₂ → Cu + H₂O

- Điện phân dung dịch :

Cùng Top lời giải đi tìm hiểu về tính chất hóa học của Cu và hợp chất nhé.

A. ĐỒNG

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn- Cấu tạo nguyên tử

• Cấu hình e nguyên tử: ₂₉Cu: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ⇔ ⌊Ar⌋ 3d¹⁰4s¹
• Vị trí: ô 29, chu kỳ 4, nhóm IB.
• Cấu hình e của các ion:

Cu⁺ : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

Cu²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹

II. Tính chất vật lý

Đồng có mạng tinh thể lập phương tâm diện, màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi, dát mỏng. Dẫn điện và nhiệt tốt chỉ kém bạc, t^o_nc = 1083⁰C, D = 8,98 g/cm³.

III. Tính chất hóa học của đồng

Đồng có tính khử yếu:

Cu → Cu²⁺ + 2e

1. Tác dụng với phi kim

– Khi (Cu) phản ứng với Oxi đun nóng sẽ tạo thành CuO bảo vệ do đó (Cu) sẽ không bị oxi hoá.

2Cu + O₂ →   CuO

– Khi ta đun nóng đến nhiệt độ từ (800-1000^oC)

CuO  +  Cu  →  Cu₂O  (đỏ)

– Khi tác dụng trực tiếp với khí Cl₂, Br₂, S…

Cu  +  Cl₂ →  CuCl₂

Cu  +  S →  CuS

2. Tác dụng với axit

– (Cu) không thể tác dụng với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng.

– Khi có oxi, (Cu) có thể tác dụng với dung dịch HCl, có tiếp xúc giữa axit và không khí.

2 Cu  +  4HCl + O₂  →  2 CuCl₂  +  2 H₂O

– Đối với HNO3, H2SO4 đặc thì:

Cu + 2 H₂SO₄ đ →  CuSO4  + SO₂ +  H₂O

Cu   + 4HNO_3(đặc) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3. Tác dụng với dung dịch muối

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Cu + 2Fe³⁺  → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

• Chú ý với muối nitrat trong môi trường axit:

3Cu + 8H⁺+ 2NO^3- → 3Cu²⁺+2NO + 4H₂O

B- HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG

I. Hợp chất đồng (I)

1. Cu₂O

- Là chất rắn màu đỏ gạch, không tan trong nước.

- Tính chất hoá học:

+) Tác dụng với axit:

Cu₂O + 2HCl → CuCl₂ + H₂O + Cu

+) Dễ bị khử:

Cu₂O  + H₂ → 2Cu + H₂O

2. Cu(OH)

- Là chất kết tủa màu vàng.

- Tính chất hoá học: Dễ bị phân hủy:

2CuOH → Cu₂O + H₂O

II. Hợp chất đồng (II) 

1. Đồng(II) oxit (CuO)

- Là chất rắn màu đen, không tan trong nước.

- Là oxit bazơ, tác dụng dễ dàng với axit và oxit axit.

- Khi đun nóng, CuO dễ bị H₂, CO, C khử thành đồng kim loại.

2. Đồng(II) hiđroxit (Cu(OH)2)

 - Là chất rắn màu xanh, không tan trong nước.

 - Có tính bazơ, dễ dàng tan trong các dung dịch axit.

 - Dễ bị nhiệt phân.

3. Muối đồng(II)

- Có màu xanh, thường gặp là muối đồng(II), như CuCl₂, CuSO₄, Cu(NO₃)₂,...

- Muối đồng(II) sunfat kết tinh ở dạng ngậm nước CuSO₄.5H₂O có màu xanh, dạng khan có màu trắng.

+) Phản ứng của tính oxi hóa

Fe + Cu²⁺  →  Fe²⁺  + Cu↓

+) Tác dụng với kiềm:

CuSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

+) Tác dụng với dung dịch NH₃:

CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

+) CuSO₄ hấp thụ nước thường dùng phát hiện vết nước trong chất lỏng:

CuSO₄ + 5H₂O → CuSO₄.5H₂O (màu xanh)

III. Ứng dụng của đồng và hợp chất của đồng

- Dựa vào tính dẻo, tính dẫn điện, tính bền và khả năng tạo ra nhiều hợp kim mà đồng được ứng dụng rộng rãi. Đồng là kim loại màu quan trọng nhất đối với công nghiệp và kĩ thuật. Trên 50% sản lượng đồng dùng làm dây dẫn điện và trên 30% làm hợp kim. Hợp kim đồng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống như dùng để chế tạo các chi tiết máy, chế tạo các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển.

- Hợp chất của đồng cũng có nhiều ứng dụng. Dung dịch CuSO₄ dùng trong nông nghiệp để chữa bệnh mốc sương cho cà chua, khoai tây. CuSO₄ khan dùng để phát hiện dấu vết của nước trong các chất lỏng. Đồng cacbonat bazơ CuCO₃.Cu(OH)₂ được dùng để pha chế sơn vô cơ màu xanh, màu lục.