Cho viên Na vào dung dịch CuSO4, hiện tượng quan sát được là?
1. Khi cho kim loại Na vào dung dịch CuSO4 thì sẽ xảy ra hiện tượng?
A. Ban đầu có xuất hiện kết tủa xanh, sau đó kết tủa tan ra, dung dịch trong suốt.
B. Ban đầu có sủi bọt khí, sau đó xuất hiện kết tủa xanh.
C. Ban đầu có sủi bọt khí, sau đó có tạo kết tủa xanh, rồi kết tủa tan ra, dung dịch trong suốt.
D. Bề mặt kim loại có màu đỏ, dung dịch nhạt màu
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết: Chọn B.
Khi cho kim loại Na vào dung dịch CuSO4 thì sẽ xảy ra hiện tượng:
Ban đầu, Na sẽ tác dụng với nước trước tạo NaOH và sủi bọt khí, sau đó có kết tủa xanh và không tan Phương trình hóa học 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
2. Tìm hiểu thêm về CuSO4
- CuSO4 là công thức hóa học của một hợp chất có tên đồng sunfat, có thể tồn tại dưới dạng khan và ngậm
nước. Trong hợp chất CuSO4, Cu có hóa trị II và lưu huỳnh có số oxy hóa là 6+. - Tính chất vật lý:
+ Dạng khan: có dạng bột trắng và chuyển thành dung dịch có màu xanh khi tan trong nước
+ Dạng ngậm 5 nước: tinh thể màu lam
+ Dạng ngậm 7 nước: tinh thể có màu xanh dương - Tính chất hóa học:
+ Là một chất điện li mạnh, khi tan trong nước các phân tử của CuSO4 sẽ phân li hoàn toàn. Đồng thời, hợp
chất này cũng có khả năng dẫn điện.
+ Không khiến quỳ tím đổi màu
+ Tác dụng với kim loại đứng trước đồng trong bảng tuần hoàn hóa học + Tác dụng với nước
+ Tác dụng với dung dịch NH3
+ Phản ứng ngậm nước bị nhiệt phân
3. Bài tập vận dụng liên quan đến CuSO4
Câu 1: Liệt kê các ứng dụng của đồng sunphat trong ngành công nghiệp, nông nghiệp, và trong
cuộc sống hàng ngày. Lời giải chi tiết:
Đồng sunphat (CuSO4) có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ ngành công
nghiệp đến nông nghiệp và cuộc sống hàng ngày: - Ngành công nghiệp:
+ Mạ điện: Đồng sunphat được sử dụng trong quá trình mạ điện để tạo ra lớp phủ bảo vệ bề mặt kim loại,
giúp chống ăn mòn và tạo độ bóng, đặc biệt là trong việc mạ điện kim loại như đồng và kẽm.
+ Sản xuất hóa chất: Nó được sử dụng như một nguyên liệu để sản xuất các hợp chất đồng khác, ví dụ như
đồng clorua, đồng nitrat và một số hợp chất hữu cơ.
+ Xử lý nước: Trong các quá trình xử lý nước, đồng sunphat được sử dụng để xử lý nước cấp và nước thải,
loại bỏ các chất gây ô nhiễm như các ion phosphat và hữu cơ hóa. - Ngành nông nghiệp:
+ Thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm: Đồng sunphat được sử dụng trong sản xuất các loại thuốc trừ sâu và
thuốc diệt nấm. Nó có tác dụng chống nấm và vi khuẩn, đặc biệt là trong việc kiểm soát sâu bệnh trong nông nghiệp hữu cơ.
+ Phân bón: Đồng sunphat cũng được sử dụng như một thành phần trong một số loại phân bón, giúp cung
cấp đồng cho cây trồng. - Cuộc sống hàng ngày:
+ Y học và y học thú y: Đồng sunphat được sử dụng trong y học và y học thú y làm chất khử trùng và chất
xử lý vết thương, đặc biệt là trong các sản phẩm thuốc y tế và thuốc thú y.
+ Sản xuất thức ăn chăn nuôi: Nó được sử dụng như một phụ gia trong thức ăn chăn nuôi để cung cấp
đồng và cân bằng dinh dưỡng cho động vật.
Đồng sunphat có nhiều ứng dụng đa dạng và quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, từ công nghiệp đến
nông nghiệp và cuộc sống hàng ngày, đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì và phát triển các ngành này.
Câu 2: Giải thích quá trình tạo kết tủa khi dung dịch đồng sunphat phản ứng với các dung dịch khác,
như NaOH (hidroxit natri) hoặc BaCl2 (cloua bari). Lời giải chi tiết:
Quá trình tạo kết tủa khi dung dịch đồng sunphat (CuSO4) phản ứng với các dung dịch khác như NaOH
(hidroxit natri) hoặc BaCl2 (cloua bari) liên quan đến sự hình thành các chất kết tủa không tan. Dưới đây là
mô tả chi tiết cho mỗi trường hợp:
Phản ứng với NaOH (hidroxit natri):
- Phương trình hóa học: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4.
- Giải thích: Giải thích: Khi dung dịch đồng sunphat phản ứng với dung dịch hidroxit natri, ion đồng (II) trong
dung dịch tương tác với ion hydroxide để tạo thành kết tủa đồng hydroxide, một chất không tan trong nước.
Kết tủa này thường có màu xanh đậm.
Phản ứng với BaCl2 (Clorua bari)
- Phương trình hóa học: CuSO4 + BaCl2 → CuCl2 + BaSO4
- Giải thích: Trong trường hợp này, khi dung dịch đồng sunphat phản ứng với dung dịch cloua bari, ion đồng
(II) ương tác với ion clorua để tạo thành kết tủa đồng clorua. Đồng thời, ion sulfate trong đồng sunphat
tương tác với ion bari để tạo thành kết tủa sunfat bari. Cả hai kết tủa này là chất không tan và sẽ xuất hiện
dưới dạng kết tủa trắng trong dung dịch.
Trong cả hai trường hợp, sự tạo thành kết tủa là do sự kết hợp của ion kim loại với các ion của chất kết tủa,
tạo ra chất không tan màu sắc khác nhau. Phản ứng này có thể được sử dụng để phát hiện và tách biệt các
kim loại trong mẫu hóa học và phân tích hóa học.
Câu 3: Trình bày về các phương pháp tổng hợp đồng sunphat từ nguyên liệu đơn giản, ví dụ như từ đồng kim loại. Lời giải chi tiết:
Có một số phương pháp tổng hợp đồng sunphat từ nguyên liệu đơn giản như đồng kim loại. Dưới đây là hai phương pháp phổ biến:
Phản ứng trực tiếp giữa đồng kim loại và axit sunfuric:
- Phương trình hóa học: Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2
- Giải thích: Phương pháp này liên quan đến việc đồng kim loại (ví dụ như lá đồng) phản ứng trực tiếp với
axit sunfuric để tạo ra đồng sunphat. Trong quá trình này, đồng reagiert với axit sunfuric tạo thành dung dịch
đồng sunphat và khí hydro. Quá trình này thường được thực hiện dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cụ thể
để tạo ra sản phẩm với hiệu suất cao hơn.
Quá trình oxi hóa của đồng kim loại:
- Phương trình hóa học: 4Cu + O2 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2O
- Giải thích: Đây là quá trình oxit hóa của đồng kim loại (đồng trong dạng tinh khiết hoặc hợp kim) trong môi
trường axit sunfuric với sự có mặt của không khí. Trong quá trình này, đồng được oxit hóa thành đồng
sunphat và nước. Phương pháp này thường được sử dụng trong quá trình công nghiệp để sản xuất lớn
lượng đồng sunphat từ nguyên liệu đồng tinh khiết hoặc từ quá trình tái chế đồng từ các loại nguyên liệu có chứa đồng.
Cả hai phương pháp này đều tạo ra đồng sunphat từ đồng kim loại thông qua phản ứng với axit sunfuric, và
chúng có thể được điều chỉnh về điều kiện và quy trình để đảm bảo hiệu suất sản xuất cao nhất.
Câu 4: Diễn đạt về các quá trình sản xuất đồng sunphat trong ngành công nghiệp và các phương
pháp tinh lọc và chiết tách. Lời giải chi tiết:
Quá trình sản xuất đồng sunphat trong ngành công nghiệp thường bắt đầu từ nguyên liệu đồng tinh khiết
hoặc từ các nguồn đồng chứa trong quặng.
- Phương pháp điện phân:
Trong phương pháp này, quặng đồng được nghiền và xay nhỏ, sau đó hòa tan trong axit sunfuric để tạo ra dung dịch đồng sunphat.
Dung dịch đồng sunphat sau đó được đưa vào hệ thống điện phân, trong đó điện phân dung dịch này để tạo
ra đồng sunphat rắn ở cực âm (cathode).
Đồng sunphat được tách ra từ dung dịch, rửa sạch và sau đó được chế biến thành các sản phẩm cuối cùng,
như hóa chất, phân bón hoặc sử dụng trong ngành công nghiệp khác.
- Phương pháp hoá học:
Quặng đồng được xử lý bằng axit sunfuric để hòa tan đồng và tạo ra dung dịch đồng sunphat.
Dung dịch này sau đó được xử lý với các phương pháp chiết tách hoặc kết tủa để tách đồng sunphat ra khỏi dung dịch.
Đồng sunphat rắn sau đó được tinh lọc, lọc bỏ các tạp chất và được tiếp tục xử lý để sản xuất các sản phẩm cuối cùng.
- Phương pháp tinh lọc và chiết tách: + Chiết tách:
Trong các bước sản xuất và xử lý, các phương pháp chiết tách có thể được sử dụng để tách riêng các
thành phần khác nhau trong dung dịch hoặc hỗn hợp.
Đối với sản xuất đồng sunphat, chiết tách có thể được sử dụng để tách đồng sunphat từ các chất cặn, chất
tạp hoặc các kim loại khác có thể có trong dung dịch. + Tinh lọc:
Sau khi tạo ra đồng sunphat, quá trình tinh lọc là cần thiết để loại bỏ các tạp chất, các hạt không mong
muốn, và các chất cặn khác trong sản phẩm.
Các phương pháp tinh lọc có thể bao gồm sử dụng các bộ lọc, quá trình lắng đọng, hay các phương pháp
khác để tách riêng chất tinh khiết và loại bỏ các chất phụ trợ.
Cả hai phương pháp tinh lọc và chiết tách đều đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất đồng sunphat từ
nguyên liệu đồng, giúp sản phẩm cuối cùng đạt được độ tinh khiết cao và đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng.