Bài 3 trang 213 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

a) Từ \(Cu\) và những hóa chất cần thiết khác, hãy giới thiệu các phương pháp điều chế dung dịch \(CuC{l_2}\). Viết các phương trình hóa học.

b) Từ hỗn hợp các kim loại \(Ag\) và \(Cu\), hãy trình bày 3 phương pháp hóa học tách riêng hai chất trên. Viết các phương trình hóa học.

Lời giải chi tiết

a) Các phương trình điều chế \(CuC{l_2}\):

- Cách 1: Cho \(Cu\) tác dụng với \(C{l_2}\). Hòa tan \(CuC{l_2}\) vào nước thu được dung dịch \(CuC{l_2}\)

\(Cu + C{l_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow CuC{l_2}\)

_Cách 2: Cho \(Cu\) tác dụng với dung dịch \(HCl\) có mặt \(O_2\)

\(2Cu + 4HCl + {O_2}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2CuC{l_2} + 2{H_2}O.\)

b)

+ Phương pháp 1:

- Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch \(HN{O_3}\) loãng dư, thu được dung dịch.

\(\eqalign{
& 3Cu + 8HN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO \uparrow + 4{H_2}O \cr 
& 3Ag + 4HN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 3AgN{O_3} + NO \uparrow + 2{H_2}O \cr} \)

- Cô cạn dung dịch, nhiệt phân hỗn hợp muối thu được chất rắn

\(\eqalign{
& 2AgN{O_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2Ag + {O_2} \uparrow + 2N{O_2} \uparrow \cr 
& 2Cu{(N{O_3})_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2CuO + {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow \cr} \)

- Hòa tan chất rắn thu được \((CuO, Ag)\) vào dung dịch \(HCl\) dư, lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuC{l_2}\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuC{l_2}\) thu được \(Cu\).

\(\eqalign{
& CuO + 2HCl\buildrel {} \over
\longrightarrow CuC{l_2} + 2{H_2}O \cr 
& CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2} \cr} \)

+ Phương pháp 2

- Đốt hỗn hợp bằng \(O_2, Cu\) phản ứng còn \(Ag\) thì không

\(Cu + {O_2}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2CuO\) 

- Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng vào dung dịch \(HCl\) dư, lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\).

\(\eqalign{
& CuO + 2HCl\buildrel {} \over
\longrightarrow CuC{l_2} + 2{H_2}O \cr 
& CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2} \cr} \)

+ Phương pháp 3:

- Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch \(FeC{l_3}\) dư, \(Cu\) tan, dư lọc thu chất rắn \(Ag\) và dung dịch chứa \(CuCl_2, FeCl_2\) và \(FeCl_3\) dư.

\(Cu + 2FeC{l_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow 2FeC{l_2} + CuC{l_2}\)

- Cho từ từ dung dịch \(NH_3\) vào dung dịch thu được ở trên cho đến khi kết tủa không còn thay đổi nữa, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch chứa phức đồng

\(\eqalign{
& FeC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr 
& FeC{l_3} + 3N{H_3} + 3{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Fe{(OH)_3} \downarrow + 3N{H_4}Cl. \cr 
& CuC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O\buildrel {} \over
\longrightarrow Cu{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr 
& Cu{(OH)_2} + 4N{H_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow \left[ {Cu{{(N{H_3})}_4}} \right](OH)_2^{} \cr} \)

- Cho phức đồng tác dụng với dung dịch \(HCl\), thu dung dịch, tiến hành điện phân dung dịch thu được \(Cu\).

\(CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}\)