Cân bằng phương trình hóa học CuO + HCl → CuCl2 + H2O

Cân bằng phương trình hóa học CuO + HCl → CuCl2 + H2O
1. Khái quát về tính chất vật lý, hoá học của CuO
Copper(II) oxide (CuO), còn gọi là oxit đồng(II), là một hợp chất vô cơ quan trọng. Dưới
đây là một khái quát về tính chất vật lý và hoá học của CuO:
Tính chất vật lý của CuO:
 Trạng thái tồn tại: CuO tồn tại dưới dạng bột màu đen hoặc viên màu đen. Nó
là một chất rắn ở nhiệt độ phòng.
 Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy của CuO là khoảng 1,326 độ C (2,419
độ F), là một điểm nóng chảy cao.
 Dẫn điện: CuO là một chất bán dẫn điện, tức là nó có khả năng dẫn điện, nhưng
không phải là một dẫn điện tốt như đồng (Cu) chất nguyên tố. Điều này là do sự hiện
diện của các nguyên tố oxi.
 Tính chất từ tính: CuO có tính từ tính, tức là nó có khả năng tương tác với từ trường.
Tính chất hoá học của CuO:
 Tính oxi hóa: CuO là một hợp chất của đồng với cường độ oxi hóa +2, nghĩa là
nguyên tử đồng có hai electron bị mất. CuO có khả năng tác động với chất khử và tạo
thành các sản phẩm oxi hóa.
 Tính chất trong quá trình làm sạch đồng: CuO thường được sử dụng trong quá
trình làm sạch đồng (đặc biệt là đồng phế liệu) bằng cách tạo ra phản ứng oxi hóa với tác nhân làm sạch.
 Tính chất trong quá trình tổng hợp hợp chất khác: CuO thường được sử dụng
trong quá trình tổng hợp các hợp chất khác, chẳng hạn như việc tạo ra các chất hữu cơ,
oxit khác, và các hợp chất vô cơ khác.
 Tính chất trong điện hóa học: CuO có thể được sử dụng trong các ứng dụng điện
hóa học, chẳng hạn như trong các điện cực để tạo ra dòng điện từ các phản ứng điện hóa học.
 Tính chất trong xử lý nước: CuO cũng có thể được sử dụng trong xử lý nước để
loại bỏ các chất hữu cơ và cải thiện chất lượng nước.
CuO là một hợp chất hóa học quan trọng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và nghiên
cứu khoa học, và tính chất của nó có thể được tận dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
2. Cách Cân bằng phương trình hóa học CuO + HCl → CuCl2 + H2O
Phương trình hóa học cho phản ứng giữa đồng oxi (CuO) và axit clohydric (HCl) để tạo ra
clorua đồng (CuCl2) và nước (H2O) có thể được cân bằng bằng cách điều chỉnh hệ số trước
các chất tham gia (hệ số stoichiometry) sao cho số nguyên tố và số nguyên tử của mỗi loại
nguyên tử bên trái và bên phải của biểu thức phản ứng là bằng nhau. Dưới đây là cách cân bằng phương trình này:
Phương trình ban đầu: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bước 1: Điều chỉnh số hạt CuCl2 (số nguyên tử đồng bên phải) bằng cách đặt hệ số 1 trước
CuCl2: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bước 2: Điều chỉnh số hạt HCl (số nguyên tử clo và hydrogen bên trái) bằng cách đặt hệ
số 2 trước HCl: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bước 3: Đảm bảo rằng số hạt oxy (O) bên trái và bên phải cũng cân bằng. Hiện tại, có một
hạt oxy bên trái (trong CuO) và một hạt oxy bên phải (trong H2O). Để cân bằng chúng, thêm
một hạt oxy bên phải (cho CuO) bằng cách sử dụng một hệ số 1/2: CuO + 2HCl → CuCl2 + 1/2H2O
Bước 4: Điều chỉnh số hạt hydrogen (H) bên trái và bên phải để cân bằng. Hiện tại, có 2
hạt hydrogen bên trái (2 trong HCl) và 1/2 hạt hydrogen bên phải (1/2 trong H2O). Để cân bằng
chúng, thêm một hạt hydrogen bên trái (cho H2O) bằng cách sử dụng hệ số 1: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bây giờ phương trình đã được cân bằng:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Phương trình này mô tả phản ứng hoá học giữa đồng oxi (CuO) và axit clohydric (HCl) để
tạo ra clorua đồng (CuCl2) và nước (H2O) và đáp ứng nguyên tắc bảo toàn nguyên tử và nguyên tố.
3. Bài tập áp dụng phản ứng hoá học CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bài tập 1: Tính khối lượng clorua đồng (CuCl2) được tạo ra khi 50 g đồng oxi (CuO)
tác động với axit clohydric (HCl).
Đáp án 1: Theo phương trình phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Có thể thấy rằng một mol đồng oxi (CuO) tạo ra một mol clorua đồng (CuCl2). Vậy, số
mol CuCl2 tạo ra sẽ bằng số mol CuO.
Đầu tiên, tính số mol đồng oxi:
Khối lượng mol CuO = Khối lượng CuO / Khối lượng mol CuO = 50 g / 79.55 g/mol ≈ 0.628 mol CuO
Số mol CuCl2 cũng là 0.628 mol.
Tiếp theo, tính khối lượng clorua đồng:
Khối lượng mol CuCl2 = Số mol x Khối lượng mol CuCl2 = 0.628 mol x 63.46 g/mol ≈ 39.88 g CuCl2
Bài tập 2: Tính khối lượng axit clohydric (HCl) cần để tạo ra 20 g nước (H2O) từ đồng oxi (CuO).
Đáp án 2: Theo phương trình phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Một mol đồng oxi (CuO) tạo ra một mol nước (H2O) và cần 2 mol axit clohydric (HCl).
Vậy, số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol CuO.
Đầu tiên, tính số mol đồng oxi:
Khối lượng mol CuO = Khối lượng CuO / Khối lượng mol CuO = 20 g / 79.55 g/mol ≈ 0.251 mol CuO
Số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol CuO, tức là 0.502 mol.
Tiếp theo, tính khối lượng axit clohydric:
Khối lượng mol HCl = Số mol x Khối lượng mol HCl = 0.502 mol x 36.46 g/mol ≈ 18.30 g HCl
Bài tập 3: Tính khối lượng đồng oxi (CuO) cần để tạo ra 10 g clorua đồng (CuCl2) từ axit clohydric (HCl).
Đáp án 3: Theo phương trình phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Một mol đồng oxi (CuO) tạo ra một mol clorua đồng (CuCl2) và cần 2 mol axit clohydric
(HCl). Vậy, số mol CuO cần sẽ là một nửa số mol CuCl2.
Đầu tiên, tính số mol CuCl2:
Khối lượng mol CuCl2 = Khối lượng CuCl2 / Khối lượng mol CuCl2 = 10 g / 63.46 g/mol ≈ 0.158 mol CuCl2
Số mol CuO cần sẽ là một nửa số mol CuCl2, tức là 0.079 mol.
Tiếp theo, tính khối lượng đồng oxi:
Khối lượng mol CuO = Số mol x Khối lượng mol CuO = 0.079 mol x 79.55 g/mol ≈ 6.28 g CuO
Bài tập 4: Tính khối lượng nước (H2O) được tạo ra khi 15 g đồng oxi (CuO) tác động
với axit clohydric (HCl).
Đáp án 4: Theo phương trình phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Một mol đồng oxi (CuO) tạo ra một mol nước (H2O). Vậy, số mol H2O sẽ bằng số mol CuO.
Đầu tiên, tính số mol đồng oxi:
Khối lượng mol CuO = Khối lượng CuO / Khối lượng mol CuO = 15 g / 79.55 g/mol ≈ 0.189 mol CuO
Số mol H2O cũng là 0.189 mol.
Tiếp theo, tính khối lượng nước:
Khối lượng mol H2O = Số mol x Khối lượng mol H2O = 0.189 mol x 18.02 g/mol ≈ 3.41 g H2O
Bài tập 5: Tính số mol axit clohydric (HCl) cần để tạo ra 40 g nước (H2O) từ đồng oxi (CuO).
Đáp án 5: Theo phương trình phản ứng: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Một mol đồng oxi (CuO) tạo ra một mol nước (H2O) và cần 2 mol axit clohydric (HCl).
Vậy, số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol CuO.
Đầu tiên, tính số mol đồng oxi:
Khối lượng mol CuO = Khối lượng CuO / Khối lượng mol CuO = 40 g / 79.55 g/mol ≈ 0.503 mol CuO
Số mol HCl cần sẽ là gấp đôi số mol CuO, tức là 1.006 mol.
Bài tập 6: Tính khối lượng đồng oxi (CuO) cần để tạo ra 25 g axit clohydric (HCl) từ
clorua đồng (CuCl2).
Đáp án 6: Để giải bài tập này, chúng ta cần sử dụng thông tin từ phản ứng ngược lại của phản ứng ban đầu: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Nếu chúng ta biết rằng 1 mol CuO tạo ra 2 mol HCl theo phản ứng ngược lại, thì để tạo ra
1 mol HCl, cần 1/2 mol CuO. Từ đó, để tạo ra khối lượng HCl, chúng ta cần tính số mol HCl
và sau đó tính số mol CuO tương ứng.
Bước 1: Tính số mol HCl trong 25 g HCl:
Khối lượng mol HCl = Khối lượng HCl / Khối lượng mol HCl = 25 g / 36.46 g/mol ≈ 0.686 mol HCl
Bước 2: Sử dụng hệ số stoichiometry từ phản ứng ngược lại để tính số mol CuO cần:
1 mol CuO tạo ra 2 mol HCl theo phản ứng ngược lại, vì vậy:
Số mol CuO cần = (0.686 mol HCl) / 2 = 0.343 mol CuO
Bước 3: Tính khối lượng đồng oxi (CuO) tương ứng:
Khối lượng mol CuO = Số mol x Khối lượng mol CuO = 0.343 mol x 79.55 g/mol ≈ 27.28 g CuO
Bài tập 7: Tính khối lượng clorua đồng (CuCl2) cần để tạo ra 15 g nước (H2O) từ đồng oxi (CuO).
Đáp án 7: Tương tự như bài tập trước, chúng ta cần sử dụng thông tin từ phản ứng ngược
lại của phản ứng ban đầu: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Bước 1: Tính số mol nước (H2O) trong 15 g H2O:
Khối lượng mol H2O = Khối lượng H2O / Khối lượng mol H2O = 15 g / 18.02 g/mol ≈ 0.833 mol H2O
Bước 2: Sử dụng hệ số stoichiometry từ phản ứng ngược lại để tính số mol CuO cần:
1 mol CuO tạo ra 1 mol H2O theo phản ứng ngược lại, vì vậy:
Số mol CuO cần = 0.833 mol H2O
Bước 3: Tính khối lượng clorua đồng (CuCl2) tương ứng:
Khối lượng mol CuCl2 = Số mol x Khối lượng mol CuCl2 = 0.833 mol x 63.46 g/mol ≈ 52.87 g CuCl2