Lý thuyết và ứng dụng: Đồng và Hợp chất của Đồng

Đồng và hợp chất của đồng là gì? Công thức hợp chất của đồng? Các dạng bài tập điển hình về đồng và hợp chất của đồng?… Để giúp giải đáp những thắc mắc này của các bạn liên quan đến lý thuyết của đồng. Hãy cùng DINHNGHIA.com.vn tìm hiểu chuyên đề lý thuyết về đồng và hợp chất của đồng cũng như những nội dung liên quan qua bài viết dưới đây nhé!

Đồng là gì?

Vị trí và cấu tạo của đồng

Đồng là một kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, có chu kỳ 4 và số hiệu nguyên tử là 29. Kí hiệu của đồng là Cu.

Cấu hình e của đồng: 3d¹⁰ 4s¹

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

• Cấu hình e của:

• Ion Cu+: 3d¹⁰
• Ion Cu²⁺: 3d⁹

Cấu tạo của đơn chất

• Đơn chất đồng có bán kính nguyên tử nhỏ hơn kim loại nhóm IA và Ion đồng có điện tích lớn hơn kim loại nhóm IA.
• Liên kết trong đơn chất đồng bền vững hơn vì kim loại đồng có cấu tạo kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện là tinh thể đặc chắc.

Một số tính chất của đồng

Tính chất vật lí

Đồng có tính chất vật lý của kim loại dẻo, có màu đỏ, dễ kéo sợi và tráng mỏng. Ngoài ra, nó còn dẫn điện và nhiệt rất cao (chỉ kém hơn bạc). Bán kính nguyên tử của nó là 0,128nm và độ âm điện là 1,9.

Tính chất hóa học

Tác dụng với phi kim

Đồng là kim loại kém hoạt động và có tính khử yếu, khi phản ứng với phi kim đốt nóng và nhiệt độ thường sẽ có phản ứng sau:

• Khi đốt nóng: 2Cu + O₂ ${\to }^{}$ 2CuO
• Tác dụng với Cl₂, Br₂, S,… ở nhiệt độ thường hoặc đun nóng: Cu + Cl₂ → CuCl₂ (đồng clorua).

Tác dụng với axit

• Tác dụng với HCl, H₂SO₄ loãng: Không phản ứng nhưng nếu có mặt O₂ thì Cu bị oxi hóa thành Cu²⁺

2Cu + 4HCl +O₂  → 2CuCl₂ + 2H₂O

Một số hợp chất của đồng

Đồng (I) oxit

Đây là một hợp chất có màu đỏ gạch, không tan trong nước. Nó có thể tác dụng với axit và dễ bị khử. Phương trình hóa học:

• Tác dụng với axit: Cu₂O + 2HCl → CuCl₂+ Cu + H₂O

• Khi bị khử: Cu₂O + H₂ → 2Cu + H₂O

Đồng (I) hiđroxit

Hợp chất này tạo ra chất kết tủa màu vàng và dễ bị phân hủy.

• Phương trình: 2CuOH → Cu₂O + H₂O

Đồng (II) oxit

Nó là một chất rắn, không thể hòa tan có màu đen đặc trưng. Có tính chất của một oxit bazơ và dễ bị oxi hóa. Phương trình:

• Oxit bazơ: CuO + 2HCl → CuCl₂ + H₂O

• Khi oxi hóa: CuO + H₂ → Cu + H₂O; CuO + C₂H₅OH → CH₃CHO + Cu + H₂O; 3 CuO + 2NH₃ → 3Cu + N₂ + 3H₂O

Đồng (II) hiđroxit

Đồng (II) hidroxit là một bazo không tan, là một chất kết tủa màu xanh. Nó dễ bị nhiệt phân và tạo phức, có thể bị oxi hóa đồng thời có thể tác dụng với axit. Phương trình:

• Tác dụng với axit: Cu(OH)₂ + 2HCl → CuCl₂ + 2H₂O

• Dễ bị nhiệt phân: Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

Muối đồng (II)

Đặc điểm của các dung dịch muối đồng (II) có màu xanh, có tính chất hóa học là tác dụng được với kiềm cũng như dung dịch NH₃. Phương trình:

• Tác dụng với kiềm: CuSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

• Tác dụng với dung dịch NH₃: CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂ + NH₄2SO₄; Cu(OH)₂ + 4NH₃ → CuNH₃4OH₂

• Bên cạnh đó, CuSO₄ hấp thụ nước thường dùng phát hiện vết nước trong chất lỏng: CuSO₄ + 5H₂O → CuSO₄5H₂O (màu xanh).

Ứng dụng của đồng và hợp chất của đồng

Do có các tính chất vật lý như dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và tính bền mà đồng và hợp kim của nó được ứng dụng rất nhiều trong đời sống.

Ngành điện

Nhờ vào tính dẫn điện tốt, đồng chủ yếu được ứng dụng nhiều trong ngành điện với sản lượng lên đến 65%. Bên cạnh đó, giá thành của đồng còn rất rẻ, bởi vậy nó được sử dụng để làm dây điện, các mạch hay dây dẫn, mạch điện tử,…

Ngành xây dựng

Không riêng gì ngành điện, nhờ tính mềm dẻo và bền mà đồng cũng góp phần nhiều trong ngành xây dựng. Sản lượng của nó trong ngành này lên đến 25% trên toàn cầu, ta sẽ dễ dàng bắt gặp đồng trong các công trình, đặc biệt là các hệ thống ống dẫn, cống thoát nước,…

Ngành giao thông, vận tải

Nhờ vào tính chất dẫn điện và dẫn nhiệt, đồng góp mặt nhiều trong các ứng dụng của ngành giao thông vận tải. Nó thường thấy trong các bộ phận cấu tạo của máy móc như đinh ốc, chân vịt xe, linh kiện của tàu hỏa, các hệ thống ghế ngồi trên các phương tiện công cộng,…

Ngành khác

Ngoài các ngành nghề trên, đồng còn được ứng dụng nhiều trong đời sống như các vật dụng nhà bếp: Ống dẫn gas, tản nhiệt điều hòa, nhạc cụ, nồi, chảo,…

Một số dạng bài tập về đồng và hợp chất của đồng

Bài 1: Cho kim loại M tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng dư thu được 4,48 lít khí duy nhất NO (đktc). Tìm kim loại M biết khối lượng nó khi tác dụng là 19,2g.

Đáp án:

Số mol NO:

• nNO = 4,48 / 22,4 = 0,2, (mol))

Ta có:

• 3M + 4HNO₃ → 3M(NO₃)_n + nNO + 2H₂O
• nM = 0,6 / n => n = 2
• Vậy M là Cu

Bài 2: Hòa tan 58g muối CuSO₄.5H₂O vào nước được 500ml dung dịch A.

1. Xác định nồng độ mol của dung dịch A.
2. Cho dần dần bột sắt vào 50ml dung dịch A, khuấy nhẹ cho tới khi dung dịch hết màu xanh. Tính lượng sắt đã tham gia phản ứng.

Đáp án:

Ta có:

1. nCuSO₄ = nCuSO₄.5H₂O = 0,232 (mol)

2. CMCuSO₄ = 0,464M

• Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
• nFe = nCuSO₄ = 0,232, (mol)
• mFe = 0,232.56 = 12,992 (gam)

Bài 3: Có 100ml HNO₃ 0,8M và 100ml H₂SO₄ 0,2M tác dụng với 3,2g Cu cho ra NO. Tính thể tích NO (điều kiện tiêu chuẩn)

Đáp án:

Ta có: 3Cu + 8H(+) + 2NO₃(-) → 3Cu(2+) + 2NO + 4H₂O

0,05 → 0,12 (mol)

Sau phản ứng: nNO = 2nH(+) / 8 = 0,03

Suy ra: V_NO = 0,03 * 22,4 = 0,672 lít

Xem thêm:

• Công thức hóa học là gì? Ý nghĩa và Bài tập về công thức hóa học
• Kim loại nhóm B là gì? Vị trí, Cấu tạo, Đặc điểm và Tính chất hóa học
• Đơn chất là gì, hợp chất là gì và phân tử là gì?

Trên đây là những kiến thức hữu ích về đồng và hợp chất của đồng cũng như các dạng bài tập điển hình. Mong rằng bài viết của DINHNGHIA.com.vn đã cung cấp những thông tin cần thiết cho các bạn trong quá trình học tập.