D. khơng có quy luật
b) Phản ứng (3) hoàn nguyên lại một lượng MnO2, vì vậy hiệu suất phản ứng (tính theo MnO
hay KClO3) đều không thể đạt 100%.
Bài 14. Clorua đồng (I) là nguyên liệu dùng điều chế thuốc trừ nấm cho cây trồng (đồng(II)
oxycloride) và bột màu xanh đồng Phtalocyanin dùng nhiều trong sơn và vật liệu xây dựng. Một quy trình sản xuất clorua đồng (I) như sau: Trộn 1 phần (khối lượng) CuSO4.5H2O, 2 phần NaCl, 1 phần Cu kim loại và 10 phần nước. Đun hỗn hợp trên trong bình kín cho đến
khi dung dịch từ màu xanh biển trở nên khơng có màu (dung dịch A). Tách dung dịch A khỏi phần cặn, pha loãng dung dịch A bằng nước, CuCl kết tinh.
a) Viết các phản ứng chính có trong quy trình (phương trình đầy đủ và phương trình ion - phân tử). Giải thích cơ sở của quy trình sản xuất trên.
b) NaCl đóng vai trị gì trong phản ứng điều chế CuCl ? Có thể sử dụng muối nào khác thay cho muối ăn ? Cho ví dụ.
c) Tính nồng độ đồng (II) sulfat khi hệ phản ứng đạt đến cân bằng. Cho biết: Tích số tan của CuCl: T = 10-5,92.
Hằng số không bền của phức triclorocuprat (I) [CuCl3]2-: K = 10-5,63 Phức [CuCl3]2 khơng có màu.
Phức tetraaqua đồng(II) [Cu(H2O)6]2+ có màu xanh biển. Các giá trị thế khử:
Quá trình khử o(V) Cu2+ + 2e = Cu +0,337 Cu+ + e = Cu +0,521 Cu2+ + e = Cu+ +0,153
a) Khi đun nóng hỗn hợp gồm dung dịch CuSO4, NaCl và đồng kim loại, phản ứng xảy ra:
CuSO4 + 6NaCl + Cu = 2Na2[CuCl3] + Na2SO4 (1)
Phương trình ion – phân tử:
Cu2+ + 6Cl- + Cu = 2[CuCl3]2- (1*)
Giải thích:
Phản ứng này diễn ra được vì có mặt ion cloride ở nồng độ đủ lớn tạo phức tricloridocuprat(I) tan. Khi khơng có ion Cloride phản ứng (2) bên dưới không xảy ra:
Cu2+ + Cu = 2Cu+ (2) Do: o =Cuo 2+/Cu+ −Cuo +/Cu =0,153 0, 521− = −0, 368 V0.
Tuy nhiên khi có mặt ion Cloride, tính oxy hóa của ion Cu2+ tăng rõ rệt vì ion Cl- tạo phức bền với ion Cu+.
Cu2+ + 3Cl- + e = CuCl32- CuCl32- + e = Cu + 3Cl-
Phản ứng: Cu2+ + 6Cl- + Cu = 2[CuCl3]2- có thể xảy ra. Do lúc này:
2 23 3 2 3 2 2 3 3 / / 1 0,153 0, 059 log 0, 485 V 0,521 0, 059 log 0,189 V o Cu CuCl CuCl o CuCl Cu CuCl K K + − − − − = + = = + = 2 2 2 3 3 / / 0, 485 0,189 0, 292 V 0 o o o pu Cu CuCl CuCl Cu + − − → = − = − = ,298 1 96500 0, 292 28,178 kJ/mol o o pu pu G nF → = − = − = −
Khi pha loãng dung dịch thu được sau phản ứng, nồng độ ion cloride giảm xuống, cân bằng chuyển dịch về phía phân ly phức giúp cho kết tủa CuCl xuất hiện:
Na2[CuCl3] ⎯ →H⎯2O
2NaCl + CuCl(r) Phương trình ion – phân tử:
[CuCl3]2- ⎯ →H⎯2O
CuCl(r) + 2Cl-