1. Tính chất phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O (có cân bằng):
Phương trình hóa học Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O (đã cân bằng) mô tả phản ứng giữa đồng (Cu) và axit sulfuric (H2SO4) để tạo ra đồng sunfat (CuSO4), điôxit lưu huỳnh (SO2) và nước (H2O). Phản ứng này là một phản ứng oxi-hoá khử, trong đó đồng bị oxi-hoá để tạo thành CuSO4, trong khi H2SO4 được khử thành SO2 và H2O.
Đồng sunfat (CuSO4) là một chất rắn màu xanh lá cây, được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như chất nhuộm, chất bảo quản, và chất xúc tác. Điôxit lưu huỳnh (SO2) là một khí không màu có mùi hắc ín, thường được sử dụng trong sản xuất axit sulfuric và là thành phần chính của khói ô nhiễm. Nước (H2O) là một chất lỏng quan trọng, không chỉ trong phản ứng hóa học mà còn trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.
Phản ứng này diễn ra theo quy tắc bảo toàn khối lượng, tức là khối lượng tổng các chất phản ứng bằng khối lượng tổng các chất sản phẩm. Điều này cho phép chúng ta cân bằng phương trình hóa học bằng cách điều chỉnh hệ số trước các chất để đảm bảo bảo toàn khối lượng.
2. Điều kiện xảy ra phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O:
Để xảy ra phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O (có cân bằng), cần đáp ứng một số điều kiện. Một trong số đó là sự có mặt của xúc tác hoặc tăng nhiệt độ phản ứng.
Sự có mặt của xúc tác là một yếu tố quan trọng để tăng tốc độ phản ứng. Xúc tác giúp giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo thành các sản phẩm. Ví dụ, có thể sử dụng xúc tác như CuSO4, FeSO4 hoặc Hg2SO4 để tăng cường phản ứng giữa đồng và axit sulfuric.
Ngoài ra, việc tăng nhiệt độ phản ứng cũng là một cách để đẩy nhanh quá trình phản ứng. Khi tăng nhiệt độ, các phân tử sẽ có động năng cao hơn, dẫn đến tăng cường va chạm và tăng khả năng phản ứng xảy ra. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc tăng nhiệt độ quá cao có thể gây cháy nổ hoặc phản ứng không mong muốn.
Vì vậy, để đạt được quá trình phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O (có cân bằng), cần thực hiện các điều kiện như có sự có mặt của xúc tác hoặc tăng nhiệt độ phản ứng.
3. Ứng dụng của phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O:
Ứng dụng của phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O (có cân bằng) rất đa dạng và phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của phản ứng này:
– Trong công nghiệp: Phản ứng này được sử dụng để sản xuất muối đồng(II) sunfat (CuSO4), một chất có nhiều ứng dụng quan trọng. Muối đồng(II) sunfat được sử dụng trong chế tạo pin điện, thuốc nhuộm, chất tẩy và các quá trình điện phân. Nó cũng được sử dụng trong sản xuất các hợp chất đồng khác. Ngoài ra, muối đồng(II) sunfat còn được sử dụng trong quá trình mạ điện đồng và trong việc xử lý nước thải.
– Trong phòng thí nghiệm: Phản ứng này thường được sử dụng để tạo ra khí SO2 và nước. Khí SO2 có thể được sử dụng trong các thí nghiệm hoá học khác nhau. Nó có tính chất khử mạnh và thường được sử dụng để khử chất oxy hóa trong các phản ứng hoá học. Ngoài ra, khí SO2 cũng có thể được sử dụng để sản xuất các hợp chất hữu cơ và các chất khử khác. Khí SO2 cũng được sử dụng trong quá trình xử lý nước và làm mát trong các ngành công nghiệp khác nhau.
– Trong quá trình giảng dạy: Phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O thường được sử dụng để giảng dạy về phản ứng oxi-hoá khử và cân bằng phương trình hóa học. Đây là một phản ứng đơn giản và dễ hiểu, nên thường được sử dụng trong các bài giảng về hóa học. Nó giúp học sinh hiểu về quá trình chuyển đổi các chất và quan hệ giữa các phân tử trong phản ứng. Ngoài ra, phản ứng này còn giúp rèn kỹ năng thực hành và làm việc trong phòng thí nghiệm.
– Trong nghiên cứu hóa học: Phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O cũng được sử dụng trong nghiên cứu hóa học để tạo ra các sản phẩm phụ và nhận biết các tác nhân hoá học khác nhau. Nó cung cấp thông tin về tính chất và đặc điểm của các chất tham gia và sản phẩm của phản ứng.
Trên đây là một số ứng dụng chính của phản ứng Cu + H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O. Phản ứng này không chỉ có ý nghĩa trong công nghiệp và phòng thí nghiệm mà còn đóng vai trò quan trọng trong giảng dạy và nghiên cứu hóa học. Hi vọng thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ứng dụng của phản ứng này.
4. Câu hỏi vận dụng liên quan:
Câu 1. Để nhận biết ion nitrat, thường dùng Cu và dung dịch axit sulfuric loãng đun nóng là vì
A. Phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh lam.
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. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra
Đáp án D
Câu 2. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch H2SO4 đặc là
A. Dung dịch chuyển sang màu vàng và có khí màu nâu đỏ thoát ra
B. Dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ và có khí màu xanh thoát ra
C. Dung dịch không chuyển màu và có khí không màu thoát ra
D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra
Đáp án D
Câu 3. Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO4, ta thấy:
A. Có kết tủa xanh, kết tủa không tan
B. Có kết tủa trắng và có khí bay ra
C. Tạo kết tủa trắng xanh sau chuyển thành kết tủa đỏ nâu.
D. Tạo kết tủa xanh sau đó kết tủa tan.
Đáp án A
Câu 4. Thêm NH3 đến dư vào dung dịch hỗn hợp chứa MgCl2, AlCl3, FeCl3 và CuCl2 thu được kết tủa X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, còn lại chất rắn không tan Z. Chất rắn Z là
A. Cu(OH)2, Fe(OH)3.
B. Mg(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3.
C.Fe(OH)3.
D. Mg(OH)2, Fe(OH)3.
Đáp án B
Câu 5. Để nhận biết ba axit đặc nguội HCl, H2SO4, HNO3 đựng riêng biệt trong ba lọ bị mất nhãn, ta dùng thuốc thử
A. Fe.
B. CuO.
C. Al.
D. Cu.
Đáp án D
Câu 6. Thứ tự một số cặp oxi hóa khử trong dãy điện hóa như sau: Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+. Cặp chất không phản ứng với nhau là
A. dung dịch FeCl3 và Cu.
B. Fe và dung dịch CuCl2.
C. Cu và dung dịch FeCl3.
D. dung dịch FeCl2 và dung dịch CuCl2.
Đáp án D
Câu 7. Phương trình hóa học nào sau đây không đúng?
A. Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
B. Fe + S → FeS
C. 2Ag + O3 → Ag2O + O2
D. 2Fe + 3H2SO4 (loãng) → Fe2(SO4)3 + 3H2
Đáp án D
Câu 8. Cho các dung dịch loãng: (1) FeCl3, (2) FeCl2, (3) H2SO4, (4) HNO3, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO3. Những dung dịch phản ứng được với Cu là
A. (1), (3), (5).
B. (1), (2), (3).
C. (1), (3), (4).
D. (1), (4), (5).
Đáp án D
Câu 9. Cho các mô tả sau:
(1). Hoà tan Cu bằng dung dịch HCl đặc nóng giải phóng khí H2
(2). Ðồng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, chỉ thua Ag
(3). Ðồng kim loại có thể tan trong dung dịch FeCl3
(4). Có thể hoà tan Cu trong dung dịch HCl khi có mặt O2
(5). Ðồng thuộc nhóm kim loại nhẹ (d = 8,98 g/cm3)
(6). Không tồn tại Cu2O; Cu2S
Số mô tả đúng là:
A. 1.
B. 2.
C. 3 .
D. 4.
Đáp án C
Câu 10. Cho các mệnh đề sau
(1) Cu2O vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.
(2) CuO vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
(3) Cu(OH)2 tan dễ dàng trong dung dịch NH3.
(4) CuSO4 khan có thể dùng để phát hiện nước lẫn trong dầu hoả hoặc xăng.
(5) CuSO4 có thể dùng làm khô khí NH3.
Số mô tả sai là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án B
Câu 11. 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 mùi khai thoát ra. Chất X là
A. amophot.
B. ure
C. natri nitrat
D. amoni nitrat
Đáp án D
Câu 12. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và ZnO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm :
A. Cu, Al, Zn.
B. Cu, Al, ZnO.
C. Cu, Al2O3, Zn.
D. Cu, Al2O3, ZnO.
Đáp án D
Câu 13. Nhận định nào sau đây là đúng?
A. Kim loại có khả năng nhường electron tốt hơn rất nhiều so với phi kim
B. Bán kính của nguyên tử kim loại bé hơn so với bán kính của nguyên tử phi kim trong cùng một chu kì
C. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim sẽ ít hơn số electron lớp ngoài cùng của kim loại
D. Độ âm điện của nguyên tử phi kim thường bé hơn nguyên tử kim loại
Đáp án A
Câu 14. Trong các kim loại sau: Mg, Cr, Zn, Cu. Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H2SO4 đặc nguội là:
A. 3.
B. 4.
C. 2.
D. 5.
Đáp án C
Câu 15. Cho các nhận định sau:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt(III) (Fe3+).
(c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Đáp án A
