Phản ứng: Cu + Cl2 → CuCl2 | Cu ra CuCl2 | Cl2 ra CuCl2

1. Phản ứng: Cu + Cl2 → CuCl2:

Quá trình hóa học Cu + Cl2 → CuCl2 là một phản ứng tổng hợp, trong đó đồng (Cu) tác động với clo (Cl2) để hình thành đồng(II) clorua (CuCl2). Quá trình diễn ra theo các bước sau:

Tính toán số mol của Cu và Cl2: Đầu tiên, ta xác định số mol của cả đồng (Cu) và clo (Cl2) tham gia trong phản ứng.

Xác định tỉ lệ mol của Cu và Cl2 trong phản ứng: Dựa vào số mol tính được ở bước 1, xác định tỉ lệ mol giữa đồng và clo.

Viết phương trình hóa học thông qua việc cân bằng số mol của Cu và Cl2: Sử dụng tỉ lệ mol từ bước 2 để cân bằng số mol của cả hai chất tham gia phản ứng trong phương trình hóa học.

Biểu diễn phản ứng hóa học: Cu + Cl2 → CuCl2. Ví dụ cụ thể: Nếu có 1 mol Cu và 1 mol Cl2, phương trình hóa học sẽ được biểu diễn như sau: Cu + Cl2​ → CuCl2​

Qua đó, ta có thể mô tả quá trình phản ứng hóa học giữa đồng và clo một cách chi tiết và chính xác.

Hãy chú ý rằng hiệu quả của phản ứng được mô tả chỉ khi các điều kiện cần thiết được đáp ứng, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất và môi trường phản ứng.

Phản ứng giữa đồng (Cu) và clo (Cl2) để tạo thành đồng(II) clorua (CuCl2) là một phản ứng oxi-hoá khử. Trong quá trình này, ion đồng dương (Cu2+) trong Cu trải qua quá trình khử thành đồng kim loại, trong khi clo phân tử (Cl2) trải qua quá trình oxi hóa thành ion clo âm (Cl-). Kết quả của phản ứng là sự hình thành hợp chất CuCl2, trong đó có cation Cu2+ và anion Cl-.

Phản ứng cân bằng Cu+Cl2​→CuCl2​ diễn ra dưới điều kiện nhiệt độ cao và có sự hiện diện của chất xúc tác như nhôm (Al) hoặc sắt (Fe). Phản ứng thường được thực hiện dưới dạng phản ứng trao đổi, trong đó nguyên tử đồng tương tác với phân tử Cl2 để tạo thành hợp chất CuCl2. Đại diện cho phản ứng này là phương trình:

Cu + Cl2 ​→ CuCl2​

Ở đây, mỗi hai nguyên tử Cu tương ứng với một phân tử Cl2 để tạo ra hai phân tử CuCl2. Quá trình cân bằng này thường xảy ra ở nhiệt độ cao, vì nhiệt độ cao sẽ tăng cường va chạm giữa các phân tử, gia tăng tốc độ phản ứng và đạt đến sự cân bằng nhanh hơn.

Cần lưu ý rằng, đây là một phản ứng oxi-hoá khử, trong đó Cl2 bị khử thành Cl- và Cu trải qua quá trình oxi hóa từ Cu(0) thành Cu(II).

4. Bài tập vận dụng:

Câu 1: Để nhận biết ion nitrat, thường dùng Cu và dung dịch axit sufuric loãng đun nóng là vì

A.phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh.

B. phản ứng tạo ra dung dịch có màu xanh và khí không mùi làm xanh giấy quỳ ẩm.

C. phản ứng tạo ra kết tủa màu xanh.

D. phản ứng tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu hóa nâu trong không khí.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Xảy ra phản ứng:

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

Dung dịch Cu²⁺ có màu xanh; khí NO không màu nhưng hóa nâu trong không khí.

Câu 2: Cho Cu (Z = 29), vị trí của Cu trong bảng tuần hoàn là

A. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IB. B. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IA.

C. ô 29, chu kỳ 4, nhóm VIIIB. D. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IIB.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Cấu hình electron của Cu là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Vậy Cu ở ô 29 (Z = 29), chu kỳ 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IB (1 electron hóa trị, nguyên tố d).

Câu 3: Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là

A. +1. B. +2. C. -2. D. +1 và +2.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là +1 và +2.

Câu 4: Hợp kim Cu – Zn (45% Zn) được gọi là

A. đồng thau. B. đồng thanh. C. đồng bạch. D. đuy ra.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Đồng thau là hợp kim Cu – Zn (45% Zn).

Câu 5: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp (HNO₃ 0,8M + H₂SO₄ 0,2M), sản phẩm khử duy nhất của HNO₃ là NO. Thể tích khí NO (đktc) là

A. 0,672 lít. B. 0,336 lít.

C. 0,747 lít. D. 1,792 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Câu 6: Đồng thuộc ô 29 trong bảng tuần hoàn, vậy cấu hình electron của Cu⁺ và Cu²⁺ lần lượt là

A. [Ar]3d¹⁰; [Ar]3d⁹. B. [Ar]3d⁹4s¹; [Ar]3d⁸4s¹.

C. [Ar]3d⁹4s¹; [Ar]3d⁹. D. [Ar]3d⁸4s²; [Ar]3d⁸4s¹.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Đồng có cấu hình electron là [Ar]3d¹⁰4s¹

→ Cấu hình electron của Cu⁺ và Cu²⁺ lần lượt là:[Ar]3d¹⁰; [Ar]3d⁹.

Câu 7: Tổng hệ số là các số nguyên, tối giản của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO₃ đặc, nóng là

A. 8. B. 10. C. 11. D. 9.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Câu 8: Nhận định nào sau đây là sai?

A. Đồng dẻo, dễ kéo sợi .

B. Đồng là kim loại có màu đen.

C. Đồng có thể dát mỏng hơn giấy viết từ 5 đến 6 lần.

D. Đồng dẫn nhiệt, điện tốt.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Đồng là kim loại có màu đỏ.

Câu 9: Cho Cu và dung dịch H₂SO₄ loãng tác dụng với chất X (một loại phân bón hóa học),

thấy thoát ra khí không màu hóa nâu trong không khí. Mặt khác, khi X tác dụng với dung dịch NaOH thì có khí mùi khai thoát ra. Chất X là

A. amophot. B. ure.

C. natri nitrat. D. amoni nitrat.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Amoni nitrat NH₄NO₃

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

NH₄⁺ + OH^– → NH₃↑ + H₂O

Câu 10: Nhúng một thanh Cu vào dung dịch AgNO₃, sau một thời gian lấy ra, rửa sạch, sấy khô, đem cân thì khối lượng thanh đồng thay đổi thế nào ?

A. Tăng. B. Giảm.

C. Không thay đổi. D. không xác định được.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Giả sử có 1 mol Cu tham gia phản ứng

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag↓

n_Ag = 2n_Cu = 2 mol

→ Khối lượng thanh đồng tăng = 2.108 – 64 = 152 gam.

Câu 11: Điện phân dung dịch CuCl₂ với điện cực trơ sau 1 thời gian thu được 0,32g Cu ở catot và khí X ở anot. Hấp thụ hoàn toàn khí X trên vào 200 ml dung dịch NaOH ở nhiệt độ thường, sau phản ứng nồng độ còn lại của NaOH là 0,005M. Nồng độ ban đầu của dung dịch NaOH là:

A. 0,05M      B. 0,1M

C. 0,15M      D. 0,2M

Đáp án B

Hướng dẫn giải:

n_Cu = 0,005 mol ⇒ n_Cl2 = 0,005 mol

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

0,005   →   0,01

n_{NaOH ban đầu} = n_{NaOH pư} + n_{NaOH dư} = 0,01 + 0,2. 0,005 = 0,02 mol

⇒ C_{M (NaOH)} = 0,1M

Câu 12: Khi điện phân dung dịch CuCl₂ bằng điện cực trơ trong một giờ với cường độ dòng điện 5 ampe. Khối lượng kim loại đồng giải phóng ở catot là

A. 5,97g      B. 2,98g

C. 11,94g     D. 5g

Đáp án A

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức: m = AIt/nF ⇒ m_Cu = (64.3600.5)/(96500.2) = 5,97g

Câu 13: Trong quá trình điện phân dung dịch CuCl₂ với điện cực trơ thì

A. Nồng độ của dung dịch CuCl₂ không đổi.

B. Nồng độ của dung dịch CuCl₂ giảm dần.

C. Nồng độ của dung dịch CuCl₂ tăng dần.

D. Màu xanh của dung dịch CuCl₂ chuyển sang màu đỏ.

Đáp án B