Đồng (Cu, copper) là một trong số ít các kim loại xuất hiện trong tự nhiên ở dạng kim loại

Đồng (Cu, copper) là một trong số ít các kim loại xuất hiện trong tự nhiên ở dạng kim loại mà có thể sử dụng trực tiếp thay vì khai thác từ các khoáng vật. Tuy nhiên, trong tự nhiên đồng không tồn tại nhiều ở dạng đơn chất mà chủ yếu tồn tại ở dạng hợp chất trong các khoáng vật.
Một khoáng vật (X) của đồng là chất rắn, có màu xanh, không tan trong nước. Thực hiện các thí nghiệm sau với (X):
• Thí nghiệm 1: Tiến hành phân tích nhiệt phân tích nhiệt 2,82 gam (X) trong điều kiện không có O₂ đến khối lượng không đổi thu được 1,92 gam chất rắn (Y) (màu đen).
• Thí nghiệm 2: Hòa tan hoàn toàn 2,82 gam (X) trong dung dịch HCl lấy dư thu được dung dịch (T) chỉ chứa một muối và HCl dư, đồng thời thấy tạo ra 446,22 mL khí (Z) (đkc) duy nhất.
a) Xác định công thức của (X) (biết M_(X) < 690).
b) Copper(II) sulfate pentahydrate (CuSO₄.5H₂O) có khả năng kháng nấm, chống sâu bệnh cho hoa, diệt tảo, rong rêu trong nước,…
i) CuSO₄.5H2O được sản xuất từ khoáng vật (X) theo sơ đồ:
X(s) → CuO(s) → CuSO4(aq) → CuSO4.5H2O(s)
Một ao nuôi thủy sản dạng hình hộp chữ nhật có diện tích mặt nước là 2000 m², độ sâu trung bình của nước trong ao là 0,73 m. Để xử lý tảo xanh trong ao, người ta cho CuSO₄.5H₂O vào ao trong 3 đợt, mỗi đợt 0,25 gam/m³ nước.
Tính khối lượng khoáng vật (X) cần dùng để điều chế đủ lượng CuSO₄.5H₂O dùng để xử lý ao nuôi thủy sản trên. Biết hao hụt của cả quá trình điều chế là 20%.
ii) Trong công nghiệp, copper(II) sulfate thường được sản xuất bằng 2 cách:
• Cách 1: Ngâm đồng phế liệu trong dung dịch sulfuric acid loãng và sục không khí:
2Cu + O₂ + 2H₂SO₄ (loãng) → 2CuSO₄ + 2H₂O
• Cách 2: Cho đồng phế liệu tác dụng với sulfuric acid đặc, nóng:
Cu + 2H₂SO₄ (đặc) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Trong 2 cách trên, để tạo ra cùng một lượng copper(II) sulfate thì cách nào sử dụng ít sulfuric acid hơn. Cách nào ít gây ô nhiễm môi trường hơn. Giải thích.