Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau phân tích một thí nghiệm rất quen thuộc và quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 9, đó là cho kẽm tác dụng với dung dịch đồng(II) sunfat. Đây là một ví dụ điển hình cho phản ứng của kim loại với dung dịch muối. Chúng ta hãy cùng giải bài tập này một cách chi tiết nhé.

BÀI GIẢI CHI TIẾT

Bước 1: Phân tích bản chất của phản ứng
Để biết phản ứng có xảy ra hay không và xảy ra như thế nào, chúng ta cần dựa vào Dãy hoạt động hóa học của kim loại. Các em hãy nhớ lại dãy này nhé:
K – Na – Mg – Al – Zn – Fe – Pb – (H) – Cu – Ag – Au…

Theo quy tắc “kim loại mạnh đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của nó”, ta thấy rằng Kẽm (Zn) đứng trước Đồng (Cu) trong dãy hoạt động hóa học. Điều này có nghĩa là Kẽm hoạt động hóa học mạnh hơn Đồng.

• Lý do: Vì Zn mạnh hơn Cu, nên Zn có khả năng đẩy Cu ra khỏi dung dịch muối CuSO₄.

Bước 2: Mô tả hiện tượng quan sát được (Trả lời câu hỏi “Hiện tượng”)
Khi cho một thanh kẽm (màu xám) vào dung dịch đồng(II) sunfat (có màu xanh lam đặc trưng), chúng ta sẽ quan sát thấy các hiện tượng sau:

• Trên bề mặt thanh kẽm, xuất hiện một lớp chất rắn màu đỏ (hoặc đỏ nâu).
• Màu xanh lam của dung dịch đồng(II) sunfat nhạt dần. Nếu để phản ứng xảy ra trong thời gian đủ dài và lượng kẽm đủ dư, dung dịch có thể trở nên không màu.
• Thanh kẽm tan dần.

Bước 3: Giải thích hiện tượng (Trả lời câu hỏi “Nhận xét”)
Bây giờ, chúng ta sẽ giải thích tại sao lại có những hiện tượng trên:

• Chất rắn màu đỏ xuất hiện: Do Kẽm (Zn) đã đẩy Đồng (Cu) ra khỏi dung dịch muối CuSO₄. Đồng được giải phóng ra là một kim loại, bám vào bề mặt thanh kẽm, có màu đỏ đặc trưng.
• Màu xanh của dung dịch nhạt dần: Màu xanh lam của dung dịch là do ion Đồng(II) (Cu²⁺) gây ra. Trong quá trình phản ứng, ion Cu²⁺ đã bị khử thành kim loại Cu, đồng thời nguyên tử Zn tan vào dung dịch tạo thành ion Kẽm (Zn²⁺). Ion Zn²⁺ trong dung dịch muối kẽm sunfat (ZnSO₄) thì không có màu. Vì vậy, nồng độ ion Cu²⁺ giảm xuống làm dung dịch nhạt màu dần.
• Thanh kẽm tan dần: Nguyên tử kẽm đã tham gia phản ứng, chuyển thành ion Zn²⁺ tan vào dung dịch, làm cho khối lượng thanh kẽm giảm đi.

Kết luận: Đây là phản ứng thế, trong đó nguyên tử của đơn chất (Zn) đã thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác (Cu) trong hợp chất (CuSO₄).

Bước 4: Viết phương trình hóa học (Trả lời câu hỏi “Phương trình hóa học”)
Dựa trên phân tích ở trên, chúng ta có thể viết phương trình hóa học biểu diễn cho phản ứng này như sau:

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Đọc tên các chất:

• Zn: Kẽm (chất rắn, màu xám)
• CuSO₄: Đồng(II) sunfat (dung dịch, màu xanh lam)
• ZnSO₄: Kẽm sunfat (dung dịch, không màu)
• Cu: Đồng (chất rắn, màu đỏ)

TỔNG KẾT LẠI CÂU TRẢ LỜI

– Hiện tượng: Có chất rắn màu đỏ bám bên ngoài thanh kẽm, màu xanh lam của dung dịch nhạt dần. Thanh kẽm tan dần.

– Nhận xét: Kẽm đã phản ứng với dung dịch đồng(II) sunfat. Do kẽm hoạt động hóa học mạnh hơn đồng nên đã đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối, tạo ra kim loại đồng màu đỏ và dung dịch muối kẽm sunfat không màu.

– Phương trình hóa học: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Đây là một phản ứng rất điển hình và quan trọng, giúp các em củng cố kiến thức về dãy hoạt động hóa học và tính chất hóa học của kim loại. Các em hãy ghi nhớ quy tắc này để áp dụng cho các bài tập tương tự nhé. Chúc các em học tốt