Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O: Phương trình, hiện tượng, bài tập
Lớp 9Hóa học

Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O: Phương trình, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O. Đây là phản ứng trung hoà (cũng là phản ứng trao đổi) giữa bazơ không tan và axit. Hiện tượng: kết tủa xanh lơ Cu(OH)2 tan dần, thu được dung dịch màu xanh lam của muối đồng(II) sunfat. Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường.

Phương trình hoá học Cu(OH)2 + H2SO4

Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O

  • Chất tham gia: đồng(II) hiđroxit (kết tủa xanh lơ, không tan trong nước) và axit sunfuric.
  • Sản phẩm: đồng(II) sunfat (tan, dung dịch xanh lam) và nước.
  • Điều kiện: nhiệt độ thường, không cần xúc tác. Có thể đun nhẹ để tan nhanh hơn.
  • Loại phản ứng: trung hoà; không phải oxi hoá – khử vì số oxi hoá của Cu (+2), S (+6), O, H đều không đổi.

Hiện tượng nhận biết

  1. Ban đầu trong ống nghiệm có kết tủa Cu(OH)2 màu xanh lơ (xanh da trời nhạt).
  2. Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 loãng vào, kết tủa tan dần.
  3. Cuối cùng thu được dung dịch trong suốt, màu xanh lam đặc trưng của ion Cu2+ hiện diện trong nước.

Nếu cho dư Cu(OH)2 thì còn kết tủa xanh; nếu cho dư axit thì dung dịch sau phản ứng vẫn trong và có tính axit.

Phương trình ion và bản chất phản ứng

Cu(OH)2 không tan nên viết nguyên dạng phân tử, H2SO4 và CuSO4 phân li hoàn toàn trong nước:

  • Phương trình ion đầy đủ: Cu(OH)2 + 2H+ + SO42− → Cu2+ + SO42− + 2H2O
  • Phương trình ion thu gọn: Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O

Bản chất: ion H+ của axit kéo nhóm OH− ra khỏi mạng tinh thể hiđroxit, tạo nước là chất điện li rất yếu. Nhờ vậy cân bằng chuyển dịch hết về phía tạo muối tan. Ion SO42− là “người đứng xem”, không tham gia biến đổi.

Cách tiến hành thí nghiệm

  1. Cho vào ống nghiệm khoảng 2 mL dung dịch CuSO4, nhỏ thêm dung dịch NaOH đến khi xuất hiện kết tủa xanh lơ: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4.
  2. Nhỏ từng giọt dung dịch H2SO4 loãng, lắc nhẹ ống nghiệm.
  3. Quan sát kết tủa tan và dung dịch chuyển xanh lam.

Lưu ý an toàn: axit và muối đồng đều gây hại nếu dính da, mắt; cần đeo kính, găng tay và làm theo hướng dẫn của thầy cô.

Ví dụ tính toán (ví dụ tự đặt)

Đề: Hoà tan hoàn toàn 9,8 gam Cu(OH)2 vào dung dịch H2SO4 20% vừa đủ. Tính khối lượng CuSO4 và nồng độ phần trăm dung dịch thu được.

  1. M(Cu(OH)2) = 64 + 2·17 = 98 g/mol, nên n = 9,8 : 98 = 0,1 mol.
  2. Theo phương trình, tỉ lệ 1 : 1 : 1 nên n(H2SO4) = n(CuSO4) = 0,1 mol.
  3. m(CuSO4) = 0,1 · 160 = 16 g.
  4. m(H2SO4) = 0,1 · 98 = 9,8 g, nên khối lượng dung dịch axit = 9,8 : 0,20 = 49 g.
  5. Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 49 + 9,8 = 58,8 g (kết tủa tan hết nên không có chất rắn hay khí thoát ra).
  6. C% CuSO4 = 16 : 58,8 · 100% ≈ 27,21%.

Lỗi sai thường gặp

  • Quên hệ số 2 trước H2O: Cu(OH)2 có hai nhóm OH nên tạo hai phân tử nước. Kiểm tra: vế trái có 4 H ở hiđroxit cộng 2 H ở axit là 6 H? Chú ý: 2 H (Cu(OH)2) + 2 H (axit) = 4 H, bằng 2H2O ở vế phải; O: 2 + 4 = 6 = 4 (CuSO4) + 2 (nước).
  • Viết Cu(OH)2 thành ion khi thu gọn: chất kết tủa phải giữ nguyên dạng phân tử.
  • Nhầm với H2SO4 đặc nóng tạo SO2: khí SO2 chỉ sinh ra khi axit oxi hoá kim loại Cu; còn Cu(OH)2 chứa Cu đã ở mức +2 nên chỉ xảy ra trung hoà.
  • Cho rằng sản phẩm có kết tủa: CuSO4 là muối tan.

Mẹo nhớ

“Bazơ + axit → muối + nước”. Cu(OH)2 gốc axit sunfat hoá trị II, kim loại đồng hoá trị II nên muối là CuSO4 (không cần chéo hệ số). Số phân tử nước bằng số nhóm OH của bazơ.

Phản ứng liên quan

  • Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O
  • Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O
  • Cu(OH)2 → CuO + H2O (nhiệt độ cao, kết tủa xanh chuyển thành chất rắn đen)
  • CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (chất rắn đen tan, dung dịch xanh lam)

Bài luyện tập

  1. Viết phương trình ion thu gọn khi cho Cu(OH)2 tác dụng với dung dịch HCl.
    Đáp án: Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O (giống với H2SO4 loãng).
  2. Cần bao nhiêu mL dung dịch H2SO4 1M để hoà tan vừa hết 4,9 gam Cu(OH)2?
    Đáp án: n(Cu(OH)2) = 0,05 mol, nên n(H2SO4) = 0,05 mol, V = 0,05 : 1 = 0,05 L = 50 mL.
  3. Trình bày cách phân biệt hai ống nghiệm chứa kết tủa Cu(OH)2 và Mg(OH)2 bằng H2SO4 loãng.
    Đáp án: Cả hai đều tan nhưng Cu(OH)2 tan tạo dung dịch xanh lam, còn Mg(OH)2 (kết tủa trắng) tan tạo dung dịch không màu.

Câu hỏi thường gặp

Cu(OH)2 + H2SO4 thuộc loại phản ứng gì?

Là phản ứng trung hoà, đồng thời là phản ứng trao đổi giữa bazơ không tan và axit. Không có sự thay đổi số oxi hoá nên không phải phản ứng oxi hoá – khử.

Hiện tượng khi cho Cu(OH)2 vào dung dịch H2SO4 là gì?

Kết tủa xanh lơ Cu(OH)2 tan dần và tạo dung dịch màu xanh lam của CuSO4. Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường.

Cu(OH)2 có tác dụng với H2SO4 đặc nóng tạo SO2 không?

Không. Đồng trong Cu(OH)2 đã ở số oxi hoá +2 nên không bị axit oxi hoá thêm. Sản phẩm vẫn là CuSO4 và H2O như phản ứng trung hoà.

Phương trình ion thu gọn của Cu(OH)2 + H2SO4 viết thế nào?

Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O. Cu(OH)2 là chất kết tủa nên giữ nguyên dạng phân tử.

Bài học liên quan