Bài 3 trang 213 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Bài 3

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.

Hướng dẫn giải

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 $Cu$.

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