Để nghiên cứu khả năng chịu ăn mòn của kim loại đồng, thức hiện các thí nghiệm sau: - Thí

Câu hỏi số 421062:

Vận dụng cao

Để nghiên cứu khả năng chịu ăn mòn của kim loại đồng, thức hiện các thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Nhúng thanh đồng thứ nhất vào cốc 1 đựng dung dịch axit X, thấy dung dịch chuyển sang màu xanh của muối A, có khí không màu bay lên, hóa nâu trong không khí.

- Thí nghiệm 2: Nhúng thanh đồng thứ hai vào cốc 2 đựng dung dịch axit Y, không thấy có hiện tượng xảy ra.

- Thí nghiệm 3: Nhúng thanh đồng thứ ba vào cốc 3 đựng dung dịch axit Z loãng, không thấy có hiện tượng xảy ra.

Tiếp theo, thổi không khí vào thanh đồng trong dung dịch ở cốc 2 và 3 trong vài giờ, thấy cả hai dung dịch hóa xanh, khối lượng thành đồng trong cốc 2 giảm 1,28 gam, còn trong cốc 3 giảm 0,96 gam.

+ Nếu cô cạn toàn bộ phần dung dịch ở cốc 2 (sau khi thổi không khí) thì thu được 3,42 gam tinh thể hidrat B; còn nếu cho tác dụng với dung dịch AgNO₃ vừa đủ thì thu được kết tủa trắng C, lọc tách C, cô cạn phần dung dịch còn lại thu được 4,84 gam tinh thể hidrat D.

+ Nếu cô cạn toàn bộ phần dung dịch ở cốc 3 (sau khi thổi không khí) thì thu được 3,75 gam tinh thể hidrat E; còn nếu cho tác dụng với dung dịch BaCl₂ vừa đủ thì thu được kết tủa trắng F.

a) Viết công thức của các axit X,Y,Z và gọi tên chúng.

b) Viết công thức các chất A, B, D và E. Viết phản ứng tạo thành C,F.

c) Tại sao đồng bắt đầu bị ăn mòn hóa học khi thổi không khí vào các dung dịch Y, Z? Viết các phương trình phản ứng xảy ra.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:421062

Phương pháp giải

TN₁: Khí màu nâu đỏ là NO₂ từ đó suy ra có NO ⟹ axit X là dd HNO₃

TN₂: Từ dữ kiện cho dd thu được tác dụng với dd AgNO₃ vừa đủ thu được kết tủa trắng C ⟹ kết tủa trắng C là AgCl

⟹ Y là dd HCl: axit clohiđric

TN₃: Từ dữ kiện cho dd thu được tác dụng với dd BaCl₂ vừa đủ thu được kết tủa trắng F ⟹ kết tủa trắng F là BaSO₄

⟹ Z là dd H₂SO₄: axit sunfuric

Khối lượng giảm ở mỗi thí nghiệm chính là số gam Cu pư, từ đó tính được số mol Cu

Đặt B: CuCl₂.nH₂O ; D: Cu(NO₃)₂.mH₂O ; E: CuSO₄.xH₂O

Bảo toàn nguyên tố Cu tìm được số mol chất B, D,E. Sau đó có khối lượng và số mol ta sẽ tìm được phân tử khối của các chất, từ đó tìm được n, m, x =?

Giải chi tiết

a) TN₁: Cu có pư với dd axit X tạo khí không màu là NO (vì khí này hóa thành NO₂) có màu nâu đỏ trong không khí

⟹ X là dd HNO₃: axit nitric

PTHH: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O ; 2NO + O₂ → 2NO₂

TN₂: Cu không tan trong dd Y, khi thổi không khí vài thấy dung dịch hóa xanh. Từ dữ kiện cho dd thu được tác dụng với dd AgNO₃ vừa đủ thu được kết tủa trắng C ⟹ kết tủa trắng C là AgCl

⟹ Y là dd HCl: axit clohiđric

PTHH: 2Cu + 4HCl + O₂ → 2CuCl₂ + 2H₂O

TN₃: Cu không tan trong dd Z, khi thổi không khí vài thấy dung dịch hóa xanh. Từ dữ kiện cho dd thu được tác dụng với dd BaCl₂ vừa đủ thu được kết tủa trắng F ⟹ kết tủa trắng F là BaSO₄

⟹ Z là dd H₂SO₄: axit sunfuric.

PTHH: 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂ → 2CuSO₄ + 2H₂O

TN₁: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O (1)

⟹ Muối A là Cu(NO₃)₂

TN₂: Khối lượng thanh Cu trong cốc 2 giảm chính là khối lượng Cu pư

⟹ m_Cu pư = 1,28 (g) ⟹ n_{Cu pư} = 1,28/64 = 0,02 (mol)

Đặt công thức tinh thể hiđrat B: CuCl₂.nH₂O

BTNT “Cu”: n_CuCl2.nH2O = n_Cu = 0,02 (mol)

⟹ M_CuCl2.nH2O = m/n = 3,42/0,02 = 171 (g/mol)

⟹ 64 + 2.35,5 + 18n = 171

⟹ n = 2

⟹ CTPT B: CuCl₂.2H₂O.

Xét dd CuCl₂ tác dụng với dd AgNO₃ vừa đủ

PTHH: CuCl₂ + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Kết tủa trắng C là AgCl, lọc bỏ kết tủa ta thu được dd chỉ chứa Cu(NO₃)₂

Cô cạn dd Cu(NO₃)₂ thu được 4,84 gam tinh tinh thể hiđrat D

Đặt công thức D: Cu(NO₃)₂.mH₂O

BTNT “Cu”: \({n_{Cu{{(N{O_3})}_2}.m{H_2}O}} = {n_{Cu}} = 0,02\,(mol)\)

\( \Rightarrow {M_{Cu{{(N{O_3})}_2}.m{H_2}O}} = \frac{m}{n} = \frac{{4,84}}{{0,02}}\, = 242(g/mol)\)

Ta có: 64 + 2.62 + 18m = 242

⟹ 188 + 18n = 242

⟹ n = 3

⟹ CTPT D: Cu(NO₃)₂.3H₂O

TN₃: Khối lượng thanh Cu trong cốc 3 giảm chính là khối lượng Cu pư

⟹ m_Cu pư = 0,96 (g) ⟹ n_{Cu pư} = 0,96/64 = 0,015 (mol)

Đặt công thức tinh thể hiđrat E: CuSO₄.xH₂O

BTNT “Cu”: n_CuSO4.xH2O = n_Cu = 0,015 (mol)

⟹ M_CuSO4.xH2O = m/n = 3,75/0,015 = 250 (g/mol)

⟹ 64+ 96 + 18x = 250

⟹ 160 + 18x = 250

⟹ x = 5

⟹ CTPT F: CuSO₄.5H₂O

PTHH tạo C: CuCl₂ + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓ (C)

PTHH tạo F: CuSO₄ + BaCl₂ → CuCl₂ + BaSO₄↓ (F)

c) Khi thổi không khí vào các dd Y, Z thì Cu bắt đầu bị ăn mòn hóa học do Cu tác dụng với O₂ có trong không khí sinh ra đồng(II) oxit (CuO). Sau đó CuO sẽ tác dụng với các dd HCl và H₂SO₄ tạo ra muối đồng có màu xanh.

PTHH: Cu + O₂ → CuO

CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link