Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 38: Luyện tập: TCHH của crom, đồng và hợp chất của chúng

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

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

Phương pháp giải

Để viết phương trình phản ứng hóa học của các phản ứng trong dãy chuyển đổi cần nắm vững lý thuyết về tính chất hóa hoc của đồng và hợp chất của đồng.

Hướng dẫn giải

Phương trình phản ứng hóa học của các phản ứng:

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 \(\overset{dpdd}{\rightarrow}\)Cu +Cl₂

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

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi số mol Fe, Cr lần lượt là x, y (mol)

Khi cho tác dụng với dd NaOH chỉ có Al phản ứng 

2Al + 2NaOH + 2H₂O  → 2NaAlO₂ + 3H₂ ↑ 

=>  n_Al =  2/3n_H2 =? ⇒ mAl ⇒ %mAl 

• Bước 2: => m_Cr + m_Fe = m_hh – m_Al =?
• Bước 3: Phần rắn thu được là Cr, Fe + HCl 

Fe + 2HCl →  FeCl₂ + H₂                          (2)

   x                                x(mol)

Cr + 2HCl → CrCl₂ + H₂                         (3)

  y                                y (mol)

Giải hệ phương trình với số mol H₂ và khối lượng Cr + Fe 

=> x, y =?

• Bước 4: Khối lượng Cr và Fe ⇒ %Cr và %Fe

Hướng dẫn giải

Ta thấy chỉ có Al phản ứng với NaOH theo phương trình hóa học sau:

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2

0,2                                                0,3

⇒ mAl = 27.0,2 = 5,4 (gam) ⇒ %mAl = 5,4 %

Gọi số mol của Fe và Cr trong hỗn hợp là x và y

   Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

   x                              x(mol)

  Cr + 2HCl → CrCl2 + H2

   y                             y

Ta có các phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l} x{\rm{ }} + {\rm{ }}y{\rm{ }} = \;\;\frac{{38,08}}{{22,4}} = {\rm{ }}1,7{\rm{ }}\;{\rm{ }}\\ 56x{\rm{ }} + {\rm{ }}52y{\rm{ }} = {\rm{ }}94,6{\rm{ }}\; \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 1,55\\ y = 0,15 \end{array} \right.\)

⇒ mFe = 56.1,55 = 86,8 gam; %mFe = 86,8%

mCr = 52.0,15 = 7,8 (gam); %mCr = 7,8 %

Vậy phần trăm khối lượng của Fe, Cr và Al lần lượt là 86,8%; 7,8% và 5,4%.

Hỗn hợp X gồm Cu và Fe, trong đó Cu chiếm 43,24% khối lượng. Cho 14,8 gam X tác dụng hết 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.

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính khối lượng của Cu 

=> m_Fe = m_X – m_Cu = ?

=> n_Fe = ?

• Bước 2: PTHH: Fe + 2HCl  → FeCl₂ + H₂ ↑

Tính theo PTHH: 

n_H2 = n_Fe =? 

• Bước 3: => V_H2 = ?

Hướng dẫn giải

\({m_{Cu}} = \frac{{14,8.43,24}}{{100}} = 6,4\) (gam)

⇒ mFe = 14,8 – 6,4 = 8,4 (gam)

Chỉ có Fe tác dụng với HCl theo phương trình hóa học sau:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

\({n_{{H_2}}} = {n_{Fe}} = \frac{{8,4}}{{56}} = 0,15\)

⇒ V = 0,15.22,4 = 3,36 (lít)

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 khí NO duy nhất (đktc). Hiệu suất của phản ứng khử CuO là

A. 70%.

B. 75%.

C. 80%.

D. 85%.

Phương pháp giải

Để tính hiệu suất của phản ứng khử CuO ta viết phương trình hóa học và tính toán theo phương trình.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học của phản ứng:

CuO + H₂ → Cu + H₂O                    (1)​

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

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO  + 4H₂O            (3)

Ta có: n_NO = 0,2 mol

Theo (2): 

\({n_{Cu}} = \frac{3}{2}{n_{NO}} = 1,5.0,2 = 0,3(mol)\)

\({n_{HN{O_3}}} = \frac{8}{2}{n_{NO}} = \frac{8}{2}.0,2 = 0,8(mol)\)

Theo (3): 

\({n_{CuO}} = \frac{1}{2}.{n_{HN{O_3}}} = \frac{1}{2}.(1 - 0,8) = 0,1\) (mol)

⇒ n_{CuO ban đầu} = 0,1 + 0,3 = 0,4 (mol)

Hiệu suất của quá trình khử CuO là: \(H\%  = \frac{{0,3}}{{0,4}}.100\%  = 75\% \) 

Vậy đáp án đúng là B.

Nhúng thanh sắt vào dung dịch CuSO₄, sau một thời gian lấy thanh sắt ra rửa sạch, sấy khô thì thấy khối lượng tăng 1,2 gam. Khối lượng Cu đã bám vào thanh sắt là

A. 9,3 gam.

B. 9,4 gam.

C. 9,5 gam.

D. 9,6 gam.

Phương pháp giải

• Bước 1: Gọi số mol của Fe phản ứng là x (mol)

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

x                                   → x      (mol)

• Bước 2: Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:

Khối lượng kim loại tăng bằng khối lượng đồng sinh ra bám vào sắt trừ đi khối lượng sắt phản ứng.

=> 64x – 56x = 1,2 => x = ?

• Bước 3: => m_Cu = ?

Hướng dẫn giải

Gọi x là số mol Fe phản ứng

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng:

Khối lượng kim loại tăng bằng khối lượng đồng sinh ra bám vào sắt trừ đi khối lượng sắt phản ứng

Ta có: 1,2 = 64x – 56x → x = 0,15

Khối lượng Cu là: m_Cu = 0,15 x 64 = 9,6 (g)

Vậy đáp án đúng là D.

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

A. NO₂.

B. NO.

C. N₂O.

D. NH₃.

Phương pháp giải

Để chọn phương án đúng cần ghi nhớ ion NO₃^- trong môi trường H⁺ thể hiện tính oxi hóa giống hệt HNO₃

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học như sau:

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

Bản chất của phản ứng là Cu + H⁺ + NO₃^- giải phóng khí NO

Vậy đáp án cần chọn là B.