Bài 35. Đồng và hợp chất của đồng

TRƯỜNG THPT CHUYÊN TRẦN ĐẠI NGHĨA


Bài Thuyết Trình Nhóm III
Lớp 12A5

Bài 43
Đồng &
Một số hợp chất
của Đồng
Nội dung bài học
Đồng và hợp chất của đồng
Hợp chất của Đồng
Đồng
Đồng (I)
Đồng (II)
Phần A:
ĐỒNG


Vị trí và cấu tạo
Tính chất vật lý
Tính chất hoá học
Ứng dụng của đồng.
Điều chế đồng kim loại

PHẦN A: ĐỒNG
I. Vị trí và cấu tạo
1) Vị trí của đồng trong bảng tuần hoàn.
Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số nguyên tử bằng 29.
2) Cấu tạo của đồng
a) Cấu hình electron
- Cu có 29e, phân thành 4 lớp
- Là nguyên tố d
- Nguyên tử đồng Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1
viết gọn là: [Ar]3d104s1
- Các ion : Cu+ : [Ar]3d10
Cu2+:[Ar]3d9
- Số hiệu nguyên tử 29 - Chu kì IV- Nhóm IB



b) Cấu tạo của đơn chất
- RCu = 0,128 (nm)
- So với nhóm IA, đồng có bán kính nguyên tử nhỏ hơn và ion đồng có điện tích lớn hơn .
- Kiểu mạng tinh thể : Lập phương tâm diện đặc khít nên liên kết trong đơn chất đồng bền vững.
3) Một số tính chất khác của Đồng
RCu = 0,128 (nm)
RCu+ = 0,095 (nm)
RCu2+ = 0,076 (nm)
Eo Cu2+/Cu = +0,34 (V)
Độ âm điện : 1,9
Năng lượng ion hóa I1,I2: 744 (kJ/mol) ; 1956 (kJ/mol)

II. Tính chất vật lí

- Đồng là kim loại màu đỏ, dễ kéo sợi và dát mỏng.
- Độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao, chỉ nhỏ hơn Ag
(độ dẫn điện giảm nhanh nếu lẫn tạp chất).
- D=8,98g/cm3 ( là kim loại nặng ).
- Nhiệt độ nóng chảy cao 1083oC.
- Độ dẫn điện của đồng giảm nhanh nếu có tạp chất.
Một số thứ tự cần lưu ý
1) Thứ tự dẫn điện của kim loại :
Ag > Cu > Au > Zn > Fe > Pb > Hg
2) Thứ tự tính dẻo của kim loại :
Au > Ag > Al > Cu > Sn
3) Thứ tự tính cứng của kim loại :
Kim cương > Cr > W > Fe > Cu = Al
III. Tính chất hóa học
Trong dãy điện hóa :
- EoCu2+/Cu = +0,34V
- Là kim loại kém hoạt động, khử yếu.
 Tính khử yếu được chứng minh qua các phản ứng sau:
1. Tác dụng với phi kim
-Khi đốt nóng, Cu cháy trong không khí, tạo màng CuO màu đen bảo vệ Cu không bị oxi hóa tiếp :
2Cu + O2 2CuO ( đen )
- Nếu tiếp tục nung ở 800 – 1000oC, CuO sẽ oxi hóa Cu thành Cu2O :
CuO + Cu Cu2O (đỏ gạch)
- Khi đốt nóng trong không khí hay oxi, đồng bị oxi hóa thành đồng (II) :
2Cu +O2 2CuO
- Khi đốt nóng trong điều kiện thiếu không khí (oxi) sẽ tạo đồng (I) oxit:
4Cu + O2 2Cu2O
Trong không khí ẩm có mặt CO2, Cu tác dụng chậm với không khí tạo ra màng cacbonat bazơ CuCO3.Cu(OH)2 màu xanh phủ lên bề mặt ( gỉ đồng ).
Dây điện đồng để lâu trong kk cũng bị oxi hoá thành một lớp phủ đồng cacbonat bazo có màu xanh lá.
-Phản ứng với halogen Cl2, Br2, hay lưu huỳnh khi cho xúc tác nhiệt :
Cu + Cl2 CuCl2
Cu + S CuS

2. Tác dụng với axit
Cu đứng sau H+ trong dãy điện hóa  không tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 loãng

Khi có mặt oxi trong không khí, Cu bị oxi hóa thành muối Cu(II) :
2Cu + 4HCl + O2  2CuCl2 + 2H2O

Cu dễ dàng bị oxi hóa trong H2SO4 đặc nóng và HNO3 :
Cu + 2H2SO4(đặc)  CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3(đặc)  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Cu + 8HNO3(loãng)  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3. Tác dụng với dung dịch muối
Đồng khử được ion của những kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa :
Cu – 2e  Cu 2+
2Ag+ + 2e  2Ag
Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag

IV. Ứng dụng của đồng
Những ứng dụng của đồng chủ yếu dựa vào :
Tính dẻo.
Tính dẫn điện.
Tính bền và khả năng tạo hợp kim
Hợp kim đồng có nhiều ứng dụng trong công nghiệp
và đời sống là :
Đồng thau: Hợp kim Cu-Zn(45% Zn) cứng và bền hơn đồng, dùng để chế tạo chi tiết máy,các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển
Đồng bạch : Là hợp kim của Cu-Ni(25% Ni), bền, đẹp, không bị ăn mòn trong nước biển, được dùng trong công nghiệp tàu thủy, đúc tiền….
Đồng thanh: Là hợp kim Cu-Sn, dùng để chế tạo máy móc, thiết bị,…
Hợp kim Cu-Au: trong đó có 2/3 Cu, 1/3 Au ( là vàng 9 cara) dùng để đúc tiền vàng , vật trang trí,…
Một số ngành kinh tế trên thế giới sử dụng đồng:

V. Điều chế kim loại đồng
Dùng phương pháp nhiệt luyện quặng cancopyrit:
2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 2Cu +2FeSiO3 +4SO2
 Đồng thu được bằng pp này chứa 95-98% đồng nguyên chất
Cũng có thể dùng pp thủy luyện để điều chế đồng nhờ dd H2SO4 loãng hay nước amoniac
PHẦN B:
HỢP CHẤT
CỦA ĐỒNG
OXIT KIM LOẠI
HIDROXIT
MUỐI
ĐIỀU CHẾ
A. HỢP CHẤT ĐỒNG (I)
I. Đồng (I) oxit Cu2O
-Là chất rắn màu đỏ gạch, không tan trong nước, bền với nhiệt.
-Có tính bazo và tính khử:
Cu2O + 2HCl 2CuCl2 + H2O
Cu2O + H2SO4 loãng Cu  + CuSO4 + H2O
3Cu2O + 8HNO3 3Cu(NO3)2 +2NO +4H2O
PHẦN B: HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG
Cu2O tan được trong dd kiềm tạo thành cuprit:
Cu2O + 2NaOH +H2O  2Na[Cu(OH)2]
natri hidroxocuprit
Tạo phức amoniacat với amoniac đậm đặc:
Cu2O +4NH3 + H2O  2[Cu(NH3)2]OH
II. Đồng (I) hidroxit

Lý tính :
Là chất kết tủa màu vàng, dễ bị loại nước tạo Cu2O
Hoá tính :
Có tính khử :
CuOH + 3HNO3(đ) Cu(NO3)2 +NO2 + 2H2O
-Có tính bazo : CuOH + HCl CuCl  +H2O
-Tan được trong NH3 do tạo phức : [Cu(NH3)2]OH
CuOH + 2NH3  [Cu(NH3)2]OH

Sản xuất
- Dùng khí CO khử CuO:
2CuO+ CO Cu2O + CO2
Dùng phản ứng đặc trưng của nhóm andehit: RCHO
CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH3COONa + Cu2O + 3H2O
Đốt đồng trong môi trường thiếu khí:
4Cu+ O2 2Cu2O
III. MUỐI ĐỒNG (I)
CuCl là chất rắn dạng tinh thể màu trắng, bền với nhiệt, ít tan trong nước, cấu tạo mạng lập phương tâm diện.

Dễ tan trong dung dịch NH3 do tạo phức:
CuCl + 2NH3  [Cu(NH3)2]Cl
Dung dịch của phức chất dễ bị biến đổi màu vì bị oxi của không khí oxi hóa:
4[Cu(NH3)2]+ + O2 + 2H2O +8NH3 
4 [Cu(NH3)4]2+ + 4OH-
Dung dịch CuCl trong NH3 có khả năng kết tủa màu đỏ với axetilen hay hợp chất hữu cơ:
HCCH + 2CuCl +2NH3  Cu2C2 + 2NH4Cl

RCCH + 2CuCl +2NH3  RCCCu + 2NH4Cl
Điều chế
Cu2O + 2HCl  2CuCl + H2O
2CuCl2 + SO2 + 2H2O  2CuCl + H2SO4 + 2HCl
Các muối đồng (I) khác nói chung không tồn tại.
Tinh thể muối CuCl
B. HỢP CHẤT ĐỒNG (II)
I. Đồng (II) oxit - CuO
CuO là chất rắn màu đen, không tan trong nước.
Nhiệt độ nóng chảy 1148oC.
Tỉ trọng 6,31 g/cm3
Không tan trong nước nhưng tan trong NH3



Ô mạng cơ sở của CuO
M?ng tinh th? CuO
Ở 1000oC thì bị nhiệt phân :
4CuO 2Cu2O + O2 
CuO có tính bazo, thể hiện qua các phản ứng :
CuO +SO3 CuSO4
CuO +H2SO4 CuSO4 + H2O
CuO có tính oxi hoá :

CuO +H2 Cu + H2O
( đen ) ( đỏ )
 Phản ứng nhận biết khí H2
+2
0
0
+1
3CuO + 2NH3 N2↑ + 3Cu + 3H2O
Điều chế :
Cu(OH)2 CuO +H2O

2Cu(NO3)2 CuO + 4NO2↑ + O2↑

CuCO3.Cu(OH)2 2CuO + CO2↑+ H2O↑
II. ĐỒNG (II) HIDROXIT
Lý tính: Cu(OH)2 là chất kết tủa keo màu xanh. Khi đun nóng dễ bị loại nước thu được oxit.
Là chất rắn màu xanh , M = 97,561g/mol
Tỉ khối : 3,368g / cm3
Nhiệt độ sôi : 80oC ( trở thành CuO )
Hóa tính:
Có tính bazo, ko tan trong nước, nhưng dễ dàng tan trong dung dịch axit:
Cu(OH)2 + HCl  CuCl2 + H2O
Thể hiện tính axit yếu, phản ứng khó khăn với dung dịch kiềm đặc nóng :
Cu(OH)2 + 2NaOH ( đ)  Na2CuO2 + 2H2O
(natri cuprit)
Tan dễ dàng trong dung dịch NH3 ( tương tự như Zn(OH)2 ) tạo dung dịch màu xanh thẫm gọi là nước Svayde có khả năng hòa tan xenlulozo:
Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2
Điều chế: Được điều chế từ muối đồng (II) và dung dịch bazo:
Cu2+ + OH-  Cu(OH)2
( kết tủa xanh)
iii. Muối đồng (II)
Điển hình là muối CuSO4.
Đặc biệt: CuS màu đen, rất ít tan, chỉ tan trong HNO3 nóng.
 Muối đồng (II) kết tinh từ dd thường ở dạng tinh thể hidrat, trừ một số muối như CuS
Xét muối đồng sunfat
Là chất rắn khan, khi hút ẩm chuyển thành pentahidrat có màu xanh  dùng làm nhận biết hơi nước trong hợp chất hữu cơ hay dấu vết của nước trong các chất lỏng.
CuSO4 + 5 H2O  CuSO4.5H2O
(trắng) (xanh)

Dd của CuSO4 và kali natri tactrat trong dd NaOH 10% là nước Felinh, dùng làm nhận biết andehit hay monosaccarit.
Ngoài ra Felinh còn dùng để xác định lượng đường trong nước tiểu người bệnh tiểu đường.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 3.Dung dịch nào sau đây không hoà tan được đồng :
A. FeCl3 hay AgNO3
B. NaNO3 + HCl
C. HCl hay Fe(NO3)2
D.HNO3 hay H2SO4 đ
Thêm từ từ đến dư dung dịch NH3 vào dung dịch CuSO4 thì:
Có kết tủa xanh không tan
Không xuất hiện kết tủa dung dịch có màu xanh đậm
Có kết tủa xanh lam xuất hiện tăng dần sau đó tan dần đến hết tạo dung dịch xanh thẫm
Thu được dung dịch không màu trong suốt
Nhóm kim loại tác dụng với HNO3, H2SO4đ,t0 và sản phẩm khử có thể là:
A) Al, Fe, Au và NO, SO2, NO2
B) Cu, Fe, Al và NO2, H2, SO2
C) Zn, Fe, Cu và NO, NO2, SO2
D) Al, Cr, Cu và NO, CO2, H2
TN1:Nhúng dây đồng vào dung dịch HCl
TN2: Đốt dây đồng trong không khí,sau đó nhúng vào dd HCl.
 Thí nghiệm nào thu được dung dịch có màu xanh

D. Không có TN nào
C. TN 2
B. 2 TN
A. TN 1
Cho các hóa chất sau:(1) FeSO4 (2) HCl (3) HNO3 đặc nguội (4) NaOH
 Hóa chất nào dùng có thể dùng để nhận biết 3 kim loại Al, Fe, Cu đựng trong 3 lọ riêng biệt mất nhãn
D. (2) hoặc (4)
C. (3) và (4)
B. (2) và (3)
A. (1) hoặc (4)
Cho 100 ml dd hỗn hợp gồm Al2(SO4)3 1M và CuSO4 1M tác dụng với dung dịch NaOH dư. Kết tủa thu được đem nung nóng đến khối lượng không đổi thu được chất rắn có khối lượng là:
D. 10 gam
C. 8 gam
B. 6 gam
A. 4gam
Thành Viên
Ngô Quốc Cường (04)
Võ Kha Quốc Hoàng (07)
Trần Quang Khang (10)
Lê Tuấn Kiệt (11)
Phạm Thị Bích Thuần (26)
Vũ Lộng Đức Tín (29)
Đậu Xuân Trường (33)
Nguyễn Thanh Vy (38)
Cám ơn cô
và các bạn
đã theo dõi.