Khi thả một cây đinh sắt sạch vào dung dịch CuSO4 loãng có hiện tượng

Khi thả một cây đinh sắt sạch vào dung dịch
CuSO4 loãng có hiện tượng
1. Hiện tượng gì xảy ra khi thả cây đinh sắt vào dung dịch CuSO4
Câu hỏi: Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu như bạn thả một cây đinh sắt sạch vào dung dịch CuSO4 loãng.
A. Xuất hiện sủi bọt khí, màu xanh của dung dịch nhạt dần
B. Có một lớp đồng màu đỏ phủ lên đinh sắt, màu xanh của dung dịch đậm dần
C. Xuất hiện một lớp đồng màu đỏ phủ lên đinh sắt, dung dịch không đổi màu
D. Xuất hiện một lớp đồng màu đỏ phủ lên đinh sắt, màu xanh của dung dịch nhạt dần Hướng dẫn giải:
Ta có phương trình hóa học như sau: CuSO4 + Fe -> FeSO4 + Cu
Kết quả của phản ứng này là sắt thay thế đồng từ dung dịch, và nguyên chất
đồng kết tủa ra khỏi dung dịch dưới dạng mảnh nhỏ màu đỏ. Dung dịch sắt(II)
sulfate hình thành cùng với đồng kết tủa.
Như chúng ta đã biết thì Fe là một kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn Cu
nen đẩy được Cu ra khỏi dung dịch muối CuSO4
Sau phản ứng thì có lớp kim loại Cu màu đỏ bám lên đinh sắt và dung dịch
CuSO4 màu xanh bị nhạt dần do phản ứng
Như vậy thì đáp án đúng là đáp án D
2. Tính chất của các chất có trong phản ứng trên là? 2.1. Tính chất của FeSO4
Về tính chất vật lý của FeSO4 được thể hiện như sau:
+ Tan hoàn toàn trong nước: FeSO4 là một muối hòa tan trong nước. Điều
này có nghĩa là nó có khả năng hoà tan một cách đầy đủ trong nước để tạo thành một dung dịch.
+ Tính hút ẩm cao: FeSO4 có khả năng hút ẩm từ không khí, do đó nó có thể
hấp thụ độ ẩm từ môi trường xung quanh nếu không được bảo quản đúng
cách. Điều này làm tăng khả năng hình thành các phần tử nước trong sản
phẩm, làm tăng trọng lượng của nó.
+ Bảo quản ở nơi khô ráo và mát mẻ: Để tránh tình trạng hút ẩm và giữ cho
FeSO4 không bị ổn định, nó cần được bảo quản ở nơi khô ráo và mát mẻ,
tránh ánh nắng trực tiếp và nhiệt độ quá cao.
Về tính chất hóa học của FeSO4
+ Quá trình với axit sulfuric: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Trong quá trình này, sắt từ tấm thép phản ứng với axit sulfuric để tạo ra
FeSO4 và khí hiđro ( H2 ). Đây là phương pháp phổ biến để sản xuất FeSO4.
Quá trình oxy hóa pyrit: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4
Trong phản ứng này, pyrit ( FeS2 ), một loại khoáng chất có thể chứa sắt,
được oxy hóa bởi O2 và nước để tạo ra FeSO4 và axit sulfuric (H2SO4 ).
Quá trình này có thể xảy ra tự nhiên trong môi trường có pyrit và điều kiện oxy hóa.
2.2. Tính chất của CuSO4 Tính chất vật lý: Màu sắc: Màu xanh lam.
Dạng: Tinh thể rắn hoặc bột.
Độ tan: Hòa tan trong nước và methanol. Không tan trong ethanol.
Khối lượng mol: 159.62 g/mol (không có nước). 249.70 g/mol (ngậm 5 nước).
Khối lượng riêng: 3.603 g/cm³ (không có nước). 2.284 g/cm³ (ngậm 5 nước).
Điểm nóng chảy: 150 °C (423 K) (ngậm 5 nước).
Độ hòa tan trong nước: Dạng ngậm 5 nước: 316 g/L (0 °C) và 2033 g/L (100 °C). Tính chất hóa học:
Phản ứng với kiềm: CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2
​ Phản ứng với dung dịch NH₃: CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2 + (NH4)2SO
Hấp thụ nước: CuSO4 + 5H2O → CuSO4 ⋅ 5H2O(màu xanh).
Phản ứng với các kim loạI khác: Phản ứng với các kim loại như Mg, Fe, Zn, Al, Sn, Pb..
Thông qua các phản ứng hóa học này, CuSO4 thường tham gia trong các thí
nghiệm và ứng dụng phân tích hóa học.
3. Bài tập vận dụng
Câu hỏi 1: Ngâm một chiếc đinh sắt vào dung dịch CuCl2 thì hiện tượng nào sau đây là đúng
A. Xuất hiện chất rắn màu đỏ bám ngoài đinh sắt, màu xanh dung dịch nhạt dần
B. Có chất rắn màu đỏ bám ở ngoài đinh sắt, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu
C. Xuất hiện bọt khí không màu bay lên
D. Không có hiện tượng gì xảy ra Đáp án:
Ta có phương trình hóa học như sau: Fe + CuCl2 -> FeCl2 + Cu
Trong phản ứng này, sắt thay thế đồng trong dung dịch copper(II) chloride để
tạo ra dung dịch ferrous chloride ( FeCl2 ​
) và đồng nguyên chất (Cu(s)).
Màu đỏ bám ngoài đinh sắt có thể là do các phần tử đồng màu đỏ tạo thành
khi sắt thay thế đồng. Dung dịch chuyển sang màu vàng nâu có thể là do có
sự hình thành của ion ferrous ( Fe2+ ) trong dung dịch ferrous chloride. Màu
vàng nâu này có thể xuất hiện khi ion Fe^{2+} tác động với môi trường dung dịch.
Tóm lại, hiện tượng của bạn có thể được giải thích bằng cách sắt thay thế
đồng trong dung dịch, tạo ra một dung dịch chứa ion ferrous và một lớp mảng
đồng màu đỏ bám ngoài đinh sắt.
Câu hỏi 2: Bạn tiến hành ngâm một cây đinh sắt sạch vào dung dịch bạc
nitrat. Hiện tượng xảy ra là
A.Hiện tượng xảy ra là sắt bị hòa tan một phần, bạc được giải phóng.
B.Xuất hiện hiện tượng bạc được giải phóng nhưng sắt không biến đổi.
C. Không có chất nào sinh ra, chỉ có sắt bị hòa tan.
D. Không xảy ra hiện tượng gì. Hướng dẫn giải:
Khi bạn ngâm một cây đinh sắt vào dung dịch bạc nitrat, xảy ra một phản ứng
redox. Phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:
Fe + 2 AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2 Ag↓
Trong đó: Fe là sắt nguyên chất.
AgNO3 là dung dịch bạc nitrat.
Fe(NO3)2 là dung dịch nitrat sắt(II).
Ag↓ là bạc nguyên chất kết tủa. Sắt bị oxi hóa và hòa tan để tạo ra dung dịch
nitrat sắt(II), và trong quá trình này, ion bạc từ dung dịch bạc nitrat nhận
electron và được giải phóng dưới dạng bạc nguyên chất kết tủa. Đáp án A là đúng
Câu hỏi 3: Thí nghiệm nào sau đây là thí nghiệm tạo ra muối sắt (III) sunfat là
A. Sắt phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng.
B. Sắt phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng.
C. Sắt phản ứng với dung dịch CuSO4.
D. Sắt phản ứng với dung dịch Al2(SO4)3. Hướng dẫn giải:
Muối sắt (III) sulfate Fe2(SO4)3 có thể được tạo ra thông qua phản ứng sắt
(Fe) với dung dịch axit sunfuric ( H2SO4 ​ ). Cụ thể:
Fe(s)+2H2SO4(aq)→Fe2(SO4)3(aq)+ 2H2 ​ (g)
Vì vậy, câu trả lời là: A. Sắt phản ứng với dung dịch H2SO4 ​ đặc nóng.
Do đó, phản ứng này giúp tạo ra muối sắt (III) sulfate trong dung dịch.
Câu hỏi 4: Bạn hãy cho chúng tôi biết có thể điều chế Cu từ CuS như thế nào?
Việc điều chế đồng (Cu) từ sulfide đồng (CuS) thường được thực hiện thông
qua quá trình phân hủy nhiệt độ (hoặc nung chảy) của CuS để tạo ra đồng
nguyên chất và khí sunfua. Dưới đây là một mô tả cơ bản về quá trình này:
CuS (nhiệt độ)→ Cu + SO 2↑
Trong phản ứng này, sulfide đồng (CuS) bị phân hủy thành đồng nguyên chất
(Cu) và khí sunfua ( SO2 ​ ) dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao.
Quá trình này thường được thực hiện trong lò nung có nhiệt độ cao và không
khí ít, để tránh sự oxi hóa của đồng nguyên chất bởi không khí.
Lưu ý rằng quá trình này được thực hiện thường xuyên trong lĩnh vực công
nghiệp để sản xuất đồng từ các khoáng chất sulfide như chalcopyrite
(CuFeS2 ​ ) và bornit ( Cu5FeS4 ​ ).
Câu hỏi 5: Hoà tan 16,8g kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl dư, sau phản
ứng thu được 6,72 lít khí H2 (đktc). Kim loại đem hoà tan là:
Vấn đề yêu cầu giải quyết là tìm kim loại A dựa trên thông tin về lượng khí
hiđro (H₂) phát sinh trong phản ứng với dung dịch axit clohidric (HCl) và khối
lượng kim loại hoá trị II đã hòa tan. Gọi kim loại cần tìm là A, và phương trình
phản ứng có thể được viết như sau: A+2HCl→ACl2 +H2 ​
Lượng khí hiđro phát sinh được đo bằng thể tích (VH₂) là 6,72 lít, ở điều kiện
tiêu chuẩn (đktc) nên nH₂ (số mol H₂) có thể được tính bằng cách chia thể tích
cho thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn (22,4 lít/mol): nH2= = =0.3 mol
Dựa theo phương trình phản ứng trên thì số mol kim loại A(nA) cũng bằng với số mol H2 nA= nH2= 0.3 mol
Sau đó thì khối lượng mol của kim loại A (MA) có thể được tính bằng cách
chia khối lượng kim loại mA cho số mol tương ứng MA= = = 56g/mol
Như vậy thì kim loại A có khối lượng mol là 56g/mol , A được xác định là sắt Fe
Document Outline

• Khi thả một cây đinh sắt sạch vào dung dịch CuSO4
  • 1. Hiện tượng gì xảy ra khi thả cây đinh sắt vào d
  • 2. Tính chất của các chất có trong phản ứng trên l
    • 2.1. Tính chất của FeSO4
    • 2.2. Tính chất của CuSO4
  • 3. Bài tập vận dụng