Cu + Cl2 → CuCl2 | Cu ra CuCl2

Phản ứng Cu + Cl₂ → CuCl₂

1. Phương trình hoá học của phản ứng Cu tác dụng với Cl₂

Cu + Cl₂ $\stackrel{t^{°}}{\to }$ CuCl₂

Cách lập phương trình hoá học theo phương pháp thăng bằng electron:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:

$\stackrel{0}{Cu}+{\stackrel{0}{Cl}}_2\stackrel{t^{°}}{\to }\stackrel{+2}{Cu}{\stackrel{-1}{Cl}}_2$

Chất khử: Cu; chất oxi hoá: Cl₂.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+\text{2}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{0}{{\text{Cl}}_2}+\text{2}e\to \stackrel{-1}{2Cl}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}1\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+\text{2}e\\ \stackrel{0}{{\text{Cl}}_2}+\text{2}e\to \stackrel{-1}{2Cl}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Cu + Cl₂ $\stackrel{t^{°}}{\to }$CuCl₂

2. Điều kiện để Cu tác dụng với Cl₂

Phản ứng giữa nhôm và Cl₂ diễn ra ở điều kiện đun nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Đốt cháy dây Cu trong không khí rồi vào trong lọ chứa khí clo.

4. Hiện tượng phản ứng

Dây Cu khi đốt chuyển thành màu đen, khi cho vào bình khí clo chuyển sang màu trắng là CuCl₂.

5. Tính chất hóa học của đồng

Đồng là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.

5.1. Tác dụng với phi kim

- Ở nhiệt độ thường, đồng có thể tác dụng với clo, brom nhưng tác dụng rất yếu với oxi. Ví dụ:

Cu + Cl₂ → CuCl₂

- Khi đun nóng, đồng tác dụng được với một số phi kim như oxi, lưu huỳnh. Ví dụ:

2Cu + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CuO

- Chú ý: đồng không tác dụng được với hiđro, nitơ, cacbon.

5.2. Tác dụng với axit

- Đồng không khử được nước và ion H⁺ trong các dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng.

- Với các dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng và HNO₃, đồng khử $\stackrel{+6}{S}$ xuống $\stackrel{+4}{S}$và $\stackrel{+5}{N}$ xuống $\stackrel{+4}{N}$hoặc $\stackrel{+2}{N}$:

Cu + 2H₂SO₄đặc $\stackrel{t^o}{\to }$CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃ đặc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃ loãng → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

6. Tính chất hoá học của clo (Cl₂)

- Nguyên tử clo có độ âm điện lớn (3,16) chỉ sau F (3,98) và O (3,44). Vì vậy trong các hợp chất với các nguyên tố này clo có số oxi hóa dương (+1; +3; +5; +7), còn trong các trường hợp khác clo có số oxi hóa âm (-1).

- Khi tham gia phản ứng hóa học clo dễ dàng nhận thêm 1 electron:

Cl + 1e → Cl^-

⇒ Tính chất hóa học cơ bản của clo là tính oxi hóa mạnh.

6.1. Tác dụng với kim loại

- Khí clo oxi hóa trực tiếp được hầu hết các kim loại tạo thành muối clorua. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường hoặc không cao lắm, phản ứng xảy ra nhanh, tỏa nhiều nhiệt.

- Ví dụ:

2Na + Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$2NaCl

2Fe + 3Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$2FeCl₃

Cu + Cl₂ $\stackrel{t^o}{\to }$CuCl₂

- Trong phản ứng với kim loại clo thể hiện tính oxi hóa.

6.2. Tác dụng với hiđro

- Ở nhiệt độ thường và trong bóng tối, khí clo hầu như không phản ứng với khí hiđro.

- Khi chiếu sáng hỗn hợp bởi ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy, phản ứng xảy ra và có thể nổ. Hỗn hợp nổ mạnh nhất khi tỉ lệ số mol giữa hiđro và clo là 1 : 1.

- Phương trình hóa học:

H₂ + Cl₂ $\stackrel{as}{\to }$ 2HCl

- Trong phản ứng với H₂, clo thể hiện tính oxi hóa.

6.3. Tác dụng với nước

- Khi tan trong nước, một phần khí clo tác dụng với nước tạo ra hỗn hợp axit clohiđric và axit hipoclozơ.

- Phương trình hóa học:

${\stackrel{0}{Cl}}_2+H_{2}O\rightleftarrows H\stackrel{-1}{Cl}+H\stackrel{+1}{Cl}O$

Trong phản ứng trên clo vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

- Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch do HClO là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa HCl thành Cl₂ và H₂O. Cũng do HClO có tính oxi hóa mạnh nên nước clo có tính tẩy màu.

- Chú ý: Thành phần của nước clo gồm: Cl₂; HCl; HClO; H₂O

Mở rộng:

Ngoài ra, clo có thể tham gia một số phản ứng hóa học khác như:

- Tác dụng với dung dịch bazơ:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

3Cl₂ + 6KOH $\stackrel{t^0}{\to }$KClO₃ + 5KCl + 3H₂O

- Tác dụng với muối của các halogen khác

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2FeCl₂ → 2FeCl₃

- Tác dụng với chất khử khác

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

Cl₂ + SO₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Để nhận biết ion nitrat, thường dùng Cu và dung dịch axit sufuric loãng đun nóng là vì

A.phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh.

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. phản ứng tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu hóa nâu trong không khí.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Xảy ra phản ứng:

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

Dung dịch Cu²⁺ có màu xanh; khí NO không màu nhưng hóa nâu trong không khí.

Câu 2: Cho Cu (Z = 29), vị trí của Cu trong bảng tuần hoàn là

A. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IB. B. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IA.

C. ô 29, chu kỳ 4, nhóm VIIIB. D. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IIB.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Cấu hình electron của Cu là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Vậy Cu ở ô 29 (Z = 29), chu kỳ 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IB (1 electron hóa trị, nguyên tố d).

Câu 3: Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là

A. +1. B. +2. C. -2. D. +1 và +2.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

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

Câu 4: Hợp kim Cu – Zn (45% Zn) được gọi là

A. đồng thau. B. đồng thanh. C. đồng bạch. D. đuy ra.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Đồng thau là hợp kim Cu – Zn (45% Zn).

Câu 5: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp (HNO₃ 0,8M + H₂SO₄ 0,2M), sản phẩm khử duy nhất của HNO₃ là NO. Thể tích khí NO (đktc) là

A. 0,672 lít. B. 0,336 lít.

C. 0,747 lít. D. 1,792 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_Cu = 3,2 : 64 = 0,05 mol

$n_{H^{+}}$= 0,8.0,1 + 2.0,2.0,1 = 0,12 mol

$n_{N{O_3}^{-}}$= 0,8.0,1 = 0,08 mol

3Cu+ 8H⁺+ 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

→ Sau phản ứng H⁺ hết đầu tiên

→ n_NO =$\frac{2.n_{H^{+}}}{8}$=$\frac{\mathrm{2.0,12}}{8}$= 0,03 mol

→ V_NO = 0,03.22,4 = 0,672 lít.

Câu 6: Đồng thuộc ô 29 trong bảng tuần hoàn, vậy cấu hình electron của Cu⁺ và Cu²⁺ lần lượt là

A. [Ar]3d¹⁰; [Ar]3d⁹. B. [Ar]3d⁹4s¹; [Ar]3d⁸4s¹.

C. [Ar]3d⁹4s¹; [Ar]3d⁹. D. [Ar]3d⁸4s²; [Ar]3d⁸4s¹.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Đồng có cấu hình electron là [Ar]3d¹⁰4s¹

→ Cấu hình electron của Cu⁺ và Cu²⁺ lần lượt là:[Ar]3d¹⁰; [Ar]3d⁹.

Câu 7: Tổng hệ số là các số nguyên, tối giản của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO₃ đặc, nóng là

A. 8. B. 10. C. 11. D. 9.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Cu + 4HNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Tổng hệ số = 1 + 4 + 1 + 2 + 2 = 10.

Câu 8: Nhận định nào sau đây là sai?

A. Đồng dẻo, dễ kéo sợi .

B. Đồng là kim loại có màu đen.

C. Đồng có thể dát mỏng hơn giấy viết từ 5 đến 6 lần.

D. Đồng dẫn nhiệt, điện tốt.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Đồng là kim loại có màu đỏ.

Câu 9: 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 khí mùi khai thoát ra. Chất X là

A. amophot. B. ure.

C. natri nitrat. D. amoni nitrat.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Amoni nitrat NH₄NO₃

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

NH₄⁺ + OH^- → NH₃↑ + H₂O

Câu 10: Nhúng một thanh Cu vào dung dịch AgNO₃, sau một thời gian lấy ra, rửa sạch, sấy khô, đem cân thì khối lượng thanh đồng thay đổi thế nào ?

A. Tăng. B. Giảm.

C. Không thay đổi. D. không xác định được.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Giả sử có 1 mol Cu tham gia phản ứng

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag↓

n_Ag = 2n_Cu = 2 mol

→ Khối lượng thanh đồng tăng = 2.108 - 64 = 152 gam.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Cu + O2 → 2CuO
• Cu + S → CuS
• Cu + Br2 → CuBr2