Phản ứng Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2

Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

1. Phương trình hoá học của phản ứng Cu tác dụng với FeCl₃

Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

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:

$\stackrel{0}{Cu}+\stackrel{+3}{Fe}C{l}_3\to \stackrel{+2}{Cu}C{l}_2+\stackrel{+2}{Fe}C{l}_2$

Chất khử: Cu; chất oxi hoá: FeCl₃.

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:$\stackrel{+3}{\text{Fe}}+\text{1}e\to \stackrel{+2}{Fe}$

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

$\begin{array}{c}1\times \\ 2\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+\text{2}e\\ \stackrel{+3}{\text{Fe}}+\text{1}e\to \stackrel{+2}{Fe}\end{array}\right)$

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 + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

2. Điều kiện để Cu tác dụng với FeCl₃

Phản ứng giữa đồng và FeCl₃ diễn ra ngay điều kiện thường.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa dung dịch FeCl₃.

4. Hiện tượng phản ứng

Cu tan dần và dung dịch chuyển sang màu xanh.

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. Muối sắt (III)

- Đa số muối sắt(III) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước.

Ví dụ: FeCl₃.6H₂O; Fe₂(SO₄)₃.9H₂O.

- Các muối sắt(III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt(II). Ví dụ:

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂

Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂

- Muối FeCl₃ được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ.

7. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Cho Cu tác dụng với từng dung dịch sau: HCl (1), HNO₃ (2), AgNO₃ (3), Fe(NO₃)₂ (4), Fe(NO₃)₃ (5), Na₂S (6). Cu phản ứng được với

A. 2, 3, 5, 6. B. 2, 3, 5. C. 1, 2, 3. D. 2, 3.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

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

(3) Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

(5) Cu + 2Fe(NO₃)₃ → 2Fe(NO₃)₂ + Cu(NO₃)₂

Câu 2: Hòa tan hết 3,04 gam hỗn hợp bột Fe và Cu trong dung dịch HNO₃ loãng thu được 0,896 lít khí NO (đktc). Phần trăm của Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là

A. 63,2% và 36,8%. B. 36,8% và 63,2%.

C. 50% và 50%. D. 36,2% và 63,8%.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Gọi số mol của Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là x và y mol

→ m_hh = 3,04 → 56x + 64y = 3,04. (1)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.n_NO → 3x + 2y = 0,12 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) được x = 0,02 và y = 0,03

→ %m_Fe = $\frac{\mathrm{0,02.56}}{\mathrm{3,04}}.100$= 36,8%

%m_Cu = 100 – 36,8 = 63,2%.

Câu 3: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl dư, sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào lượng dư axit nitric đặc, nguội, sinh ra 6,72 lít khí NO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là

A. 10,5. B. 11,5. C. 12,3. D. 15,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi số mol Al và Cu trong m gam hỗn hợp X lần lượt là a và b mol

Trường hợp 1: Cho X vào HCl dư, chỉ có Al phản ứng

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (0,15 mol)

→ n_Al =$\frac{2}{3}{n}_{H_2}$ = $\frac{2}{3}\mathrm{.0,15}$= 0,1 mol

Trường hợp 2: Cho X vào HNO₃ đặc, nguội Al bị thụ động, chỉ có Cu phản ứng

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ (0,3 mol) + 2H₂O

→ n_Cu = $\frac{1}{2}{n}_{N{O}_2}=\frac{1}{2}\mathrm{.0,3}$= 0,15 mol→ m = m_Al + m_Cu = 0,1.27 + 0,15.64 = 12,3 gam.

Câu 4: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị ⁶⁵Cu là

A. 73%. B. 27%. C. 54%. D. 50%.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Gọi phần trăm số nguyên tử của 2 đồng vị ⁶³Cu và ⁶⁵Cu lần lượt là x và y (%)

→ x + y = 100 (1)

Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54

→$\frac{63x+65y}{100}$= 63,54 (2)

Từ (1) và (2) ta đượcx = 73 và y = 27.

Câu 5: Kim loại Cu phản ứng được với dung dịch:

A. FeSO₄. B. AgNO₃ C. KNO₃. D. HCl.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Kim loại Cu chỉ phản ứng với dung dịch AgNO₃

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Câu 6: Cho 4,32 g hỗn hợp X gồm Zn, Fe và Cu vào cốc đựng dung dịch chứa 0,082 mol CuSO₄. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và kết tủa Z. Kết tủa Z là

A. Cu, Zn. B. Cu, Fe. C. Cu, Fe, Zn. D. Cu.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

$\frac{\mathrm{4,32}}{65}<n_{Fe,Zn}<\frac{\mathrm{4,32}}{56}$

→ 0,0664 < n_{Fe, Zn} < 0,077

Ta thấy chỉ có Zn và Fe phản ứng hết với CuSO₄ mà n_{Fe, Zn} < $n_{CuS{O}_4}$ nên Zn và Fe phản ứng hết.

→ CuSO₄ dư → Kết tủa chỉ có Cu

Câu 7: Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2 vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe₂(SO₄)₃. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là:

A. 12,80 B. 12,00 C. 6,40 D. 16,53

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Theo bài ra có n_Zn = 0,1 mol; n_Cu = 0,2 mol; $n_{F{e}^{3+}}$ = 0,4 mol

$\begin{array}{c}Zn+2F{e}^{3+}\to Z{n}^{2+}+2F{e}^{2+}\\ \mathrm{0,1}\to \mathrm{0,2}\mathrm{0,2}mol\end{array}$

$\begin{array}{c}Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}\\ \mathrm{0,1}\leftarrow (\mathrm{0,4}-\mathrm{0,2})mol\end{array}$

→ n_{Cu dư} = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol

→ m_Cu = 0,1.64 = 6,4 gam

Câu 8: Cho hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch chứa AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ được dung dịch X và chất rắn Y gồm 3 kim loại. Vậy chất rắn Y gồm:

A. Al, Fe, Cu B. Fe, Cu, Ag

C. Al, Cu, Ag D. Al, Fe, Ag

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Kim loại nào có tính khử yếu nhất sẽ bị đẩy ra trước.

→ Chất rắn Y gồm: Ag, Cu, Fe (dư).

Câu 9: Cho a mol hỗn hợp Fe, Cu tác dụng hết với a mol khí clo, sau phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn X. Cho X vào nước thu được dung dịch Y. Thành phần chất tan có trong dung dịch Y là:

A. CuCl₂, FeCl₂ và FeCl₃ B. FeCl₂ và FeCl₃

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Cu + O₂ → 2CuO
• Cu + Cl₂ → CuCl₂
• Cu + S → CuS
• Cu + Br₂ → CuBr₂