Câu 7. Copper (II) sulfate được dùng để diệt tảo, rong rêu trong nước bể bơi; dùng để pha chế thuốc Bordaux (trừ bệnh mốc sương trên cây cà chua, khoai tây; bệnh thối thân trên cây ăn quả, cây công ngh...

(a)
Xác định số oxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi trong phản ứng (1):
$Cu^0 + O_2^0 + H_2S^{+6}O_4 \rightarrow Cu^{+2}S^{+6}O_4 + H_2^{+1}O^{-2}$

Chất khử là $Cu$ (do số oxi hóa của $Cu$ tăng từ $0$ lên $+2$).
Chất oxi hóa là $O_2$ (do số oxi hóa của $O$ giảm từ $0$ xuống $-2$).

Quá trình oxi hóa:
$Cu^0 \rightarrow Cu^{+2} + 2e$

Quá trình khử:
$O_2^0 + 4e \rightarrow 2O^{-2}$

Thăng bằng electron: Nhân 2 vào quá trình oxi hóa, nhân 1 vào quá trình khử.
$2 \times (Cu^0 \rightarrow Cu^{+2} + 2e)$
$1 \times (O_2^0 + 4e \rightarrow 2O^{-2})$

Phương trình hóa học của phản ứng (1):
$2Cu + O_2 + 2H_2SO_4 \rightarrow 2CuSO_4 + 2H_2O$

(b)
Cân bằng phương trình hóa học của phản ứng (2) theo phương pháp thăng bằng electron:
$Cu^0 + H_2S^{+6}O_4 \rightarrow Cu^{+2}SO_4 + S^{+4}O_2 + H_2O$

Quá trình oxi hóa:
$Cu^0 \rightarrow Cu^{+2} + 2e$

Quá trình khử:
$S^{+6} + 2e \rightarrow S^{+4}$

Thăng bằng electron: Nhân 1 vào quá trình oxi hóa, nhân 1 vào quá trình khử.
$1 \times (Cu^0 \rightarrow Cu^{+2} + 2e)$
$1 \times (S^{+6} + 2e \rightarrow S^{+4})$

Phương trình hóa học của phản ứng (2):
$Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O$

Xét tỉ lệ lượng $H_2SO_4$ tiêu tốn để điều chế cùng một lượng $CuSO_4$:
Theo phản ứng (1): Cần 2 mol $H_2SO_4$ để tạo ra 2 mol $CuSO_4$, tỉ lệ là 1 : 1.
Theo phản ứng (2): Cần 2 mol $H_2SO_4$ để tạo ra 1 mol $CuSO_4$, tỉ lệ là 2 : 1.

Do đó, cách (1) sử dụng ít $H_2SO_4$ hơn cách (2) một nửa lượng acid cần dùng.

Xét về mức độ gây ô nhiễm môi trường:
Phản ứng (1) sản phẩm phụ chỉ sinh ra nước ($H_2O$), không gây độc hại cho môi trường.
Phản ứng (2) sản phẩm phụ sinh ra khí sulfur dioxide ($SO_2$), đây là một khí độc, mùi hắc và là một trong những nguyên nhân chính gây ra mưa acid.

Do đó, cách (1) ít gây ô nhiễm môi trường hơn cách (2).