S1, S2, S3 là ba hợp chất của kim loại đồng, trong đó S1, S3 là khoáng chất

Câu hỏi số 851874:

Vận dụng

S₁, S₂, S₃ là ba hợp chất của kim loại đồng, trong đó S₁, S₃ là khoáng chất tự nhiên được biết đến từ lâu, có thành phần hóa học gần giống nhau. S₂ có thành phần hóa học khá đơn giản nhưng kém bền, mãi tới năm 1973 người ta mới tổng hợp được hợp chất này. Cho dung dịch CuSO₄ tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu được kết tủa S₁ (phản ứng 1). Nung S₁ ở 500°C trong khí quyển CO₂ ở áp suất rất cao (~ 20000atm ) thu được chất S₂ (phản ứng 2). Trong không khí khô, S₂ bị phân hủy chậm ngay ở nhiệt độ thường (phản ứng 3), còn trong không khí ẩm nó chuyển hóa thành chất S₃ (phản ứng 4). Nung 1,00 gam mỗi chất S₁, S₂, S₃ ở 300°C đến khối lượng không. Hợp chất đổi thu được m₁ gam chất rắn màu đen và sản phẩm khí. Dẫn sản phẩm khí này vào dung dịch nước vôi trong dư thu được m₂ gam két S₂ tủa trắng. Các kết quả thí nghiệm cho trong bảng bên.

a) Xác định công thức hóa học của S₁, S₂, S₃. Cho biết tất cả các chất đều không chứa nước kết tinh.

b) Viết phương trình hóa học của các phản ứng 1 đến 4.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:851874

Phương pháp giải

a) Xác định công thức hóa học của S₁, S₂, S₃.

Cho dung dịch CuSO₄ tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu được kết tủa S₁ ⟹ S₁, S₂, S₃ có dạng Cu_x(CO₃)_y(OH)_z

+ Xét phản ứng nung S₁, S₂, S₃: Cu_x(CO₃)_y(OH)_z ⟶ CuO, CO₂ và H₂O.

$\left. m_{CuO}\Rightarrow n_{CuO} \right.$

Sản phẩm khí CO₂ tác dụng với nược vôi trong kết tủa là CaCO₃ (tương ứng m₂ gam).

$n_{CO_{2}} = n_{CaCO_{3}}$

Bảo toàn khối lượng S₁: $\left. m_{S_{1}} = m_{CuO} + m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O}\Rightarrow m_{H_{2}O} \right.$

$n_{H_{2}O} = \dfrac{0,081}{18} = 0,0045(mol)$

⟹ Công thức cấu tạo S₁, S₂, S₃

b) Viết phương trình phản ứng

Giải chi tiết

a) Cho dung dịch CuSO₄ tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu được kết tủa S₁

⟹ S₁, S₂, S₃ có dạng Cu_x(CO₃)_y(OH)_z

+ Xét phản ứng nung S₁: Cu_x(CO₃)_y(OH)_z ⟶ CuO, CO₂ và H₂O.

$\left. m_{CuO} = 0,721\Rightarrow n_{CuO} = \dfrac{0,721}{80} = 0,009(mol) \right.$

Sản phẩm khí CO₂ tác dụng với nược vôi trong kết tủa là CaCO₃ (tương ứng m₂ gam).

$n_{CO_{2}} = n_{CaCO_{3}} = \dfrac{0,45}{100} = 0,0045(mol)$

Bảo toàn khối lượng S₁: $\left. m_{S_{1}} = m_{CuO} + m_{CO_{2}} + m_{H_{2}O}\Rightarrow m_{H_{2}O} = 1 - 0,721 - 0,0045.44 = 0,081(g) \right.$

$n_{H_{2}O} = \dfrac{0,081}{18} = 0,0045(mol)$

⟹ Công thức cấu tạo S₁: Cu(OH)₂.CuCO₃

+ Xét phản ứng nung S₂ cùng dạng S₁ thu được CuO, CO₂ và H₂O. Sản phẩm khí CO₂ tác dụng $\begin{array}{l} \left. \left\{ \begin{array}{l} {n_{CuO} = \dfrac{0,654}{80} = 8,175.10^{- 3}} \\ {n_{CO_{2}} = n_{CaCO_{3}} = \dfrac{0,806}{100} = 8,06.10^{- 3}} \end{array} \right.\Rightarrow m_{H_{2}O} = 1 - 0,654 - 8,06.10^{- 3} = 0 \right. \\ \left. \Rightarrow S2:CuCO_{3} \right. \end{array}$

+ Xét phản ứng nung S₃ cùng dạng S₁ thu được CuO, CO₂ và H₂O. Sản phẩm khí CO₂ tác dụng Conversion failed

b) Phản ứng 1: Cho dung dịch CuSO₄ tác dụng với dung dịch Na₂CO₃ thu được kết tủa S₁: Cu(OH)₂.CuCO₃.

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O → Cu(OH)₂.CuCO₃ + 2Na₂SO₄ + CO₂

Phản ứng 2: Nung Cu₂(CO₃)(OH)₂ ở 500°C trong khí quyển CO₂ ở áp suất rất cao (~ 20000 atm) thu được chất S₂: CuCO₃.

Cu(OH)₂.CuCO₃ + CO₂ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2CuCO₃ + H₂O

Phản ứng 3: Trong không khí khô, S₂: CuCO₃ bị phân hủy chậm ngay ở nhiệt độ thường.

CuCO₃ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CuO + CO₂

Phản ứng 4: Trong không khí ẩm S₂: CuCO₃ chuyển hóa thành chất S₃: Cu(OH)₂.2CuCO₃.

3CuCO₃ + H₂O $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Cu(OH)₂.2CuCO₃ + CO₂

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