Bài tập Đồng (Cu), hợp chất của đồng tác dụng với axit hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Bài tập Đồng (Cu), hợp chất của đồng tác dụng với axit hay, chi tiết

Với Bài tập Đồng (Cu), hợp chất của đồng tác dụng với axit hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Đồng (Cu), hợp chất của đồng tác dụng với axit từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

I. Lý thuyết cần nhớ

Cu không tác dụng với axit HCl và H₂SO₄ loãng

Với các axit có tính oxi hoá mạnh (HNO₃ và H₂SO₄ đặc nóng)

Cu + 2H₂SO_{4 đặc} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO_{3 đặc} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_{3 loãng} → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Các hợp chất của Cu tác dụng với axit:

Cu₂O + 2HCl → CuCl₂ + H₂O + Cu

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O

Thường áp dụng phương pháp bảo toàn electron: ∑ ne cho = ∑ ne nhận và bảo toàn nguyên tố.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Khi hòa tan 30 gam hỗn hợp Cu và CuO trong dung dịch HNO₃ 1M lấy dư, thấy thoát ra 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Khối lượng của CuO trong hỗn hợp ban đầu là:

Lời giải:

Giải thích:

n_NO = 0,3 mol

Bảo toàn e: 2n_Cu = 3n_NO

→ n_Cu = 0,45 mol → m_Cu = 0,45. 64 = 28,8 gam

→ m_CuO = 1,2 gam.

Ví dụ 2: Cho 1 lượng bột Cu dư vào 200ml hỗn hợp HNO₃ 1M và H₂SO₄ 0,5M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X và sản phẩm khử duy nhất là NO. Cô cạn dung dịch C, khối lượng muối khan thu được là:

Lời giải:

Giải thích:

Vì chỉ sinh ra khí NO nên ta có:

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

           0,4      0,1             0,15

Nên sau khi cô cạn dung dịch X ta có: 0,15 mol Cu²⁺; 0,1 mol NO₃^-; 0,1 mol SO₄^2-

→ m_{muối khan} = 25,4 gam

Ví dụ 3: Hòa tan 3,36 gam hỗn hợp A gồm Cu và CuO bằng dung dịch HNO₃ vừa đủ thu được dung dịch B và 0,896 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO₂ có tỉ khối so với H₂ là 19. Cho thêm 4,8 gam Cu vào dung dịch B rồi thêm tiếp 50 ml dung dịch H₂SO₄ 1M, sau phản ứng thấy có V lít khí NO (đkc) thoát ra. Tính V?

Lời giải:

Giải thích:

Sử dụng sơ đồ đường chéo tính được n_NO = 0,02 mol và n_NO2 = 0,02 mol

Bảo toàn electron: 2n_Cu = 3n_NO + n_NO2 → n_Cu = 0,04 mol

→ n_CuO = 0,01

→ B chứa Cu(NO₃)₂ (0,05 mol)

Thêm vào B: n_Cu = 0,075 mol và n_H2SO4 = 0,05 mol

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

0,075   0,1      0,1                     → 0,025

→ V = 0,56 lít

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Khi lấy cùng số mol H₂SO₄ tác dụng hoàn toàn với mỗi chất sau đây thì trường hợp thu được lượng CuSO₄ ít nhất là:

   A. H₂SO_{4 đặc} + Cu →

   B. H₂SO₄ + CuCO₃ →

   C. H₂SO₄ + CuO →

   D. H₂SO₄ + Cu(OH)₂ →

Lời giải:

Chọn đáp án: A

Giải thích:

Ta dùng BTNT lưu huỳnh. Sau các phản ứng thì S sẽ đi vào muối hoặc khí (SO₂)

A. H₂SO_{4 đặc} + Cu → Có SO₂ bay ra nên CuSO₄ ít nhất.

B. H₂SO₄ + CuCO₃ → Không có SO₂ bay ra

C. H₂SO₄ + CuO → Không có SO₂ bay ra

D. H₂SO₄ + Cu(OH)₂ → Không SO₂ bay ra

Câu 2: Khi cho Cu₂O vào dung dịch HCl dư thì:

   A. có kết tủa màu đỏ gạch, dung dịch màu xanh lam

   B. không có kết tủa, dung dịch màu xanh lam

   C. có kết tủa màu đỏ, dung dịch màu xanh lam

   D. có kết tủa đen, dung dịch không màu

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích: Phản ứng: Cu₂O + 2HCl → 2CuCl (dung dịch màu xanh lam) + H₂O

Câu 3: Cho 39,2 gam hỗn hợp Cu và CuO vào dung dịch HNO₃ loãng, vừa đủ có 4,48 lít (đktc) khí không màu hóa nâu trong không khí bay ra. Tính % khối lượng Cu trong hỗn hợp ban đầu?

   A. 52,57%

   B. 32,65%

   C. 64,52%

   D. 76,25%

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

n_NO = 0,2 mol

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

0,3    0,8                            0,3       0,2

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

m_Cu = 64. 0,2 = 12,8 g

→ %m_Cu = 32,65%

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Cu, CuO, Cu(NO₃)₂ (trong đó số mol Cu bằng số mol CuO) vào 350 ml dung dịch H₂SO₄ 2M loãng, thu được dung dịch X chỉ chứa một chất tan duy nhất, và có khí NO thoát ra. Phần trăm khối lượng Cu trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

   A. 23,80%

   B. 26,90%.

   C. 19,28%.

   D. 30,97%.

Lời giải:

Chọn đáp án: D

Giải thích:

n_Cu = n_CuO = a mol và n_Cu(NO3)2 = b mol

→ n_CuSO4 = 2a + b = 0,7 mol

Bảo toàn N → n_NO = 2b mol

Bảo toàn electron → 2a = 3. 2b

→ a = 0,3 mol và b = 0,1 mol

→ %m_Cu = 30,97%

Câu 5: Nung m gam bột Cu trong oxi thu được 37,6 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu₂O. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư) thấy thoát ra 3,36 lít khí (ở đktc). Giá trị của m là

   A. 25,6 gam

   B. 32 gam

   C. 19,2 gam

   D. 22,4 gam

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Quy hỗn hợp X gồm Cu: x mol và O: y mol

Ta có hệ: m_hh = 64x + 16y = 37,6 gam

Bảo toàn e: 2x – 2y = 0,15. 2 mol

→ x = 0,5 mol; y = 0,35 mol

→ m = 0,5. 64 = 32 gam.

Câu 6: Cho 31,6 gam hỗn hợp gồm Cu và Cu(NO₃)₂ vào một bình kín, không chứa không khí rồi nung bình ở nhiệt độ cao để các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn có khối lượng giảm 9,2 gam so với ban đầu. Cho lượng chất rắn này tác dụng với dung dịch HNO₃ dư thấy có khí NO thoát ra. Khối lượng Cu trong hỗn hợp ban đầu là:

   A. 18,8 gam

   B. 12,8 gam

   C. 11,6 gam

   D. 6,4 gam

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Chất rắn + HNO₃ → NO nên trong chất rắn có Cu dư.

→ O₂ đã phản ứng hết, khí thoát ra chỉ có NO₂.

→ n_NO2 = 0,2 mol

Bảo toàn N → n_Cu(NO3)2 = 0,1 mol → m_Cu(NO3)2 = 188.0,1 = 18,8g

→ m_Cu = 12,8 gam

Câu 7: Cho 6,4 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch X gồm HNO₃ 1M và H₂SO₄ 0,5M, thu được V lít khí NO ( là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là:

   A. 1,344.

   B. 0,896.

   C. 14,933.

   D. 0,672.

Lời giải:

Chọn đáp án: A

Giải thích:

n_Cu = 0,1 mol;

∑n_H⁺ = 0,24 mol; n_NO3^- = 0,12 mol.

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

→ H⁺ hết → n_NO = 0,06 mol → V = 1,344 lít

Câu 8: Cho 20,8 g hỗn hợp Cu, CuO tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng dư thì thu được 4,48 lít khí (đktc). Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp. Tính phần trăm khối lượng CuO trong hỗn hợp ban đầu?

   A. 62,35%

   B. 28,5%

   C. 42,21%

   D. 22,71%

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Ta có: n_SO2 = 0,2 mol

Bảo toàn e → n_Cu = 0,2 mol

→ m_Cu =12,8g

→ %m_CuO =38,5%