Phản ứng Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng với CuSO4
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
2. Điều kiện phản ứng Zn tác dụng với CuSO4
Nhiệt độ thường
3. Cách tiến hành phản ứng Zn tác dụng CuSO4
Nhúng đinh sắt vào ống nghiệm đựng sẵn dung dịch CuSO4
4. Ngâm dây kẽm trong dung dịch CuSO4 hiện tượng quan sát được
Dây kẽm bị hòa tan dần, màu xanh của dung dịch đồng sunfat (CuSO4) nhạt dần. Sau một thời gian lấy dây kẽm ra thì thấy 1 lớp kim loại màu đỏ gạch bám ngoài (đó chính là đồng).
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Zn (Kẽm)
– Trong phản ứng trên Zn là chất khử.
– Zn đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối của chúng.
5.2. Bản chất của CuSO4 (Đồng sunfat)
Trong phản ứng trên CuSO4 là chất oxi hoá.
6. Tính chất hoá học của Zn
Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
6.1. Tác dụng với phi kim
Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
6.2. Tác dụng với axit
– Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
– Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đ → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
6.3. Tác dụng với H2O
Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
6.4. Tác dụng với bazơ
Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2….
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
6.5. Điều chế
Kẽm là nguyên tố được sử dụng phổ biến thứ 4, sau sắt, đồng, nhôm. Khoảng 70% lượng kẽm hiện nay đến từ việc khai thác quặng kẽm, phần còn lại sẽ từ hoạt động tái chế. 95% kẽm khai thác từ quặng sulfit. Trên thế giới các mỏ quặng kẽm tập trung nhiều tại Trung Quốc, Peru và Australia.
Quặng kẽm sẽ được nghiền nhỏ và trải qua nhiều công đoạn xử lý, tinh chế để thu được kim loại kẽm tinh khiết:
Chuyển kẽm sulfit thành kẽm oxit: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2.
Khử kẽm oxit với cacbon hoặc CO ở 950 °C tạo kim loại kẽm ở dạng hơi. Hơi kẽm được thu hồi trong bình ngưng tụ:
2 ZnO + C → 2 Zn + CO2
2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO2.
Ngoài ra có thể khử ZnO bằng phương pháp sử dụng dung dịch H2SO4 sau đó điện phân thu kẽm kim loại:
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2 H2SO4 + O2
7. Mở rộng kiến thức về CuSO4
7.1. Tính chất vật lí và nhận biết
Tính chất vật lí:
– Đồng (II) sulfat CuSO4 là chất bột màu trắng, hút mạnh hơi ẩm của không khí để tạo thành hiđrat CuSO4.5H2O màu lam. Lợi dụng tính chất này, người ta dùng CuSO4 khan để phát hiện nước ở lẫn trong hợp chất hữu cơ.
– Tan tốt trong nước.
Nhận biết: Khi có mặt nước, CuSO4 tan dần, chuyển từ chất bột màu trắng sang dung dịch có màu xanh.
7.2. Tính chất hóa học
Có tính chất hóa học của muối.
a. Tác dụng với dung dịch bazo:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
CuSO4 + Ba(OH)2 → Cu(OH)2 + BaSO4
b. Tác dụng với muối:
BaCl2 + CuSO4 → CuCl2 + BaSO4
7.3. Điều chế
– Cho đồng (II) oxit tác dụng với H2SO4
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2
– Cho đồng phản ứng với H4SO4 đặc nóng
Cu + 2H2SO4 
CuSO4 + SO2 +2H2O
7.4. Ứng dụng
Hidrat CuSO4.5H2O là hóa chất thông dụng nhất của đồng. Nó được dùng vào việc tinh chế đồng kim loại bằng phương pháp điện phân, dùng làm thuốc trừ sâu trong công nghiệp và dùng để điều chế nhiều hợp chất của đồng.
8. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cặp chất không xảy ra phản ứng là
A. Fe + CuSO4.
B. Cu + AgNO3.
C. Al + Fe(NO3)2.
D. Ag + Cu(NO3)2.
Lời giải:
Câu 2. Ngâm đinh sắt trong dung dịch CuSO4 hiện tượng quan sát được là:
A. Đồng bám vào đinh sắt, đinh sắt nguyên vẹn
B. Không có hiện tượng gì xảy ra
C. Đinh sắt bị hòa tan phần, màu xanh lam của dung dịch nhạt dần, kim loại đồng màu đỏ sinh ra bám vào đinh sắt
D. Đinh sắt tan dần, màu xanh lam nhạt của dung dịch nhạt dần, không có chất mới sinh ra.
Lời giải:
Câu 3. Cho a gam Fe tác dụng hết với dung dịch CuSO4 dư, thu được 28,8 gam Cu. Giá trị của a là
A. 50,4.
B. 12,6.
C. 16,8.
D. 25,2.
Lời giải:
Câu 4. Để loại bỏ kim loại Cu ra khỏi hỗn hợp bột gồm Ag và Cu, người ta ngâm hỗn hợp kim loại trên vào lượng dư dung dịch
A. AgNO3.
B. HNO3.
C. Cu(NO3)2.
D. Fe(NO3)2.
Lời giải:
Câu 5. Nhúng thanh kim loại kẽm vào một dung dịch chứa hỗn hợp 3,2 gam CuSO4 và 6,4 gam CdSO4. Hỏi sau khi Cu và Cd bị đẩy hoàn toàn khỏi dung dịch thì khối lượng thanh kẽm tăng hay giảm bao nhiêu?
A. 1,39
B. 2,78
C. 4,17
D. 5,56
Lời giải:
Ta có: nCuSO4= 3,2160 = 0,02 (mol);
nCdSO4= 6,24208 = 0,03(mol)
Phương trình hóa học
CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu (1)
0,02 → 0,02 → 0,02 (mol)
CdSO4 + Zn → ZnSO4+ Cd (2)
0,03 → 0,03 → 0,03 (mol)
Từ (1) và (2) ⇒ ∑mCu + Cd = (0,02.64) + (0,03.112) = 4,64 (gam)
Và mZntham gia phản ứng = (0,02 + 0,03).65 = 3,25(gam)
Vậy khối lượng thanh Zn tăng: 4,64 – 3,25 = 1,39 (gam)
Câu 6. Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 10 gam trong 250 gam dung dịch AgNO3 4%. Khi lấy vật ra thì lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 17%. Vậy khối lượng của vật sau phản ứng là:
A. 10,5 gam
B. 10,76 gam
C. 11,2 gam
D. 12,8 gam
Lời giải:
Khối lượng AgNO3 = 250.4100 = 10 (g)
Khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 17% = khối lượng AgNO3 phản ứng = 1,7 (g)
Số mol AgNO3 = 0,01 mol
Phương trình phản ứng:
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
0,005 0,01 0,01 (mol)
Khối lượng vật bằng Cu = 10 – 0,005.64 + 0,01.108 = 10,76 (g)
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Zn + NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
ZnO + NaOH → Na2ZnO2 + H2O
Zn(OH)2 + HCl → ZnCl2 + H2O
Zn(OH)2 + NaOH → Na2ZnO2 + H2O
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết tại Giải Bài Tập. Mời các bạn cùng xem các nội dung giải trí học tập và các kiến thức thú vị khác tại đây.
