Phản ứng Cu+ H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng Cu tác dụng H2SO4 đặc
Cu + 2H2SO4 → CuSO4+ SO2↑ + 2H2O
2. Điều kiện phản ứng Cu tác dụng với dung dịch H2SO4
Phản ứng Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 có nhiệt độ.
3. Cách tiến hành phản ứng cho Cu tác dụng với dung dịch H2SO4
Cho vào ống nghiệm 1,2 lá đồng, nhỏ từ từ vừa đủ dung dịch H2SO4 đặc, sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm.
4. Hiện tượng xảy ra khi cho Cu tác dụng H2SO4
Lá đồng màu đỏ Đồng (Cu) tan dần trong dung dịch axit H2SO4 đặc dung dịch chuyển thành màu xanh và thấy hiện tượng sủi bọt khí mùi hắc do lưu huỳnh đioxit (SO2) sinh ra.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Cu (Đồng)
– Trong phản ứng trên Cu là chất khử.
– Cu là kim loại phản ứng được với các axit oxi hoá mạnh như axit HNO3 và H2SO4 đặc, nóng.
5.2. Bản chất của H2SO4 (Axit sunfuric)
– Trong phản ứng trên H2SO4 là chất oxi hoá.
– Trong H2SO4 thì S có mức oxi hoá +6 cao nhất nên H2SO4 đặc có tính axit mạnh, oxi hoá mạnh và háo nước.
6. Tính chất hóa học của Cu
– Là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.
6.1. Tác dụng với phi kim
6.2. Tác dụng với axit
– Cu không tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng.
– Khi có mặt nguyên tố oxi, Cu tác dụng với dung dịch HCl loãng, nơi tiếp xúc giữa dung dịch axit và không khí.
2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2 H2O
– Với HNO3, H2SO4 đặc :
Cu + 2H2SO4 đ → CuSO4 + SO2 + H2O
Cu + 4HNO3 đ → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6.3. Tác dụng với dung dịch muối
– Khử được các ion kim loại đứng sau nó và trong dung dịch muối.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
6.4. Điều chế
– Hầu hết quặng thương mại là các loại đồng sulfua, đặc biệt là chalcopyrit (CuFeS2) và ít hơn là chalcocit (Cu2S). Các khoáng này được tách ra từ các quặng được nghiền để nâng hàm lượng lên 10–15% đồng bằng froth flotation hay bioleaching. Nung vật liệu này với silica trong flash smelting để loại sắt ở dạng xỉ. Quá trình này khai thác dễ dàng chuyển sắt sulfua thành dạng ôxit của nó, sau đó các ôxit này phản ứng với silica để tạo ra xỉ silicat nổi lên trên khối nóng chảy. Sản phẩm tạo ra copper matte chứa Cu2S sau đó được roasted để chuyển tất cả các sulfua thành ôxit.
2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2
– Ôxit đồng được chuyển thành đồng blister theo phản ứng nung
2 Cu2O → 4 Cu + O2
7. Tính chất hoá học của H2SO4
7.1. H2SO4 loãng
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
- Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
- Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
- Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
- H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
7.2. H2SO4 đặc
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
- Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2.
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
- Tác dụng với các chất khử khác.
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
- H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
8. Bài tập vận dụng minh họa
Câu 1. Cho vào ống nghiệm 1,2 lá đồng, nhỏ từ từ vừa đủ dung dịch HNO3 đặc, sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch HNO3 đặc là
A. Dung dịch chuyển sang màu vàng và có khí màu nâu đỏ thoát ra
B. Dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ và có khí màu xanh thoát ra
C. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu thoát ra
D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí màu nâu đỏ thoát ra
Lời giải:
Phương trình ion thu gọn
3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
=> Cu tan ra tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu hóa nâu trong không khí.
Câu 2. Để nhận biết ion nitrat, thường dùng Cu và dung dịch axit sulfuric loãng đun nóng là vì
A. Phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh lam.
B. Phản ứng tạo ra dung dịch có màu xanh và khí không mùi làm xanh giấy quỳ ẩm.
C. Phản ứng tạo ra kết tủa màu xanh.
D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra
Lời giải:
Để nhận biết ion nitrat, thường dùng Cu và dung dịch axit sunfuric loãng đun nóng là vì phản ứng tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu sốc thoát ra.
Phương trình phản ứng hóa học
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Câu 3. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch H2SO4 đặc là
A. Dung dịch chuyển sang màu vàng và có khí màu nâu đỏ thoát ra
B. Dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ và có khí màu xanh thoát ra
C. Dung dịch không chuyển màu và có khí không màu thoát ra
D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra
Lời giải:
Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch H2SO4 đặc là
Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra
Phương trình phản ứng hóa học
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Câu 4. Hòa tan hoàn tàn 6,4 gam Cu và trong dung dịch H2SO4 đặc thu được V lít sản phẩm khử duy nhất khí SO2 ở điều kiện tiêu chuẩn
A. 2,24 lít
B. 3,36 lít
C. 4,48 lít
D. 8,96 lít
Lời giải:
nCu= 0,1 mol
Phương trình phản ứng hóa học
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
0,1 → 0,1 mol
nSO2 = 0,1 mol => VSO2 = 0,1.22,4 = 2,24 lít
Câu 5. Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO4, ta thấy:
A. Có kết tủa xanh, kết tủa không tan
B. Có kết tủa trắng và có khí bay ra
C. Tạo kết tủa trắng xanh sau chuyển thành kết tủa đỏ nâu.
D. Tạo kết tủa xanh sau đó kết tủa tan.
Lời giải:
Hiện tượng: Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO4, ta thấy có kết tủa xanh, kết tủa không tan
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra
2NaOH + CuSO4→ Na2SO4 + Cu(OH)2
Câu 6. Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch gồm HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là
A. 1,792
B. 0,746
C. 0,672
D. 0,448
Lời giải:
Ta có nCu= 0,05 mol, nHNO3 = 0,08 mol, nH2SO4 = 0,02 mol,
nH+ = 0,12 mol ,, nNO3– = 0,08 mol
3Cu + 8H+ + 2NO3– → Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,05 0,12 0,08 → 0,03
Ta có: 0,128 < 0,053< 0,082 => H + phản ứng hết => nNO = 28.nH+ = 0,03 mol
=> V = 0,672 lít
Câu 7. Dãy kim loại nào dưới đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội?
A. Al, Mg, Cu
B. Fe, Cr, Al
C. Fe, Cu, Mg
D. Zn, Fe, Cu
Lời giải:
Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình trên là:
A. 17
B. 18
C. 19
D. 20
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình = 2 + 6 + 1 + 3 + 6 = 18
Câu 9. Thứ tự một số cặp oxi hóa khử trong dãy điện hóa như sau: Fe2+/Fe; Cu2+/Cu; Fe3+/Fe2+. Cặp chất không phản ứng với nhau là
A. dung dịch FeCl3 và Cu.
B. Fe và dung dịch CuCl2.
C. Cu và dung dịch FeCl3.
D. dung dịch FeCl2 và dung dịch CuCl2.
Lời giải:
Câu 10. Phương trình hóa học nào sau đây không đúng?
A. Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
B. Fe + S 
FeS
C. 2Ag + O3 → Ag2O + O2
D. 2Fe + 3H2SO4 (loãng) → Fe2(SO4)3 + 3H2
Lời giải:
Câu 11. Tính chất hóa học đặc trưng của axit H2SO4 đặc nóng là gì?
A. Tác dụng với kim loại
B. Tính háo nước
C. Tính oxi hóa mạnh
D. Tác dụng với O2
Lời giải:
Câu 12. Cho các mô tả sau:
(1). Hoà tan Cu bằng dung dịch HCl đặc nóng giải phóng khí H2
(2). Ðồng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, chỉ thua Ag
(3). Ðồng kim loại có thể tan trong dung dịch FeCl3
(4). Có thể hoà tan Cu trong dung dịch HCl khi có mặt O2
(5). Ðồng thuộc nhóm kim loại nhẹ (d = 8,98 g/cm3)
(6). Không tồn tại Cu2O; Cu2S
Số mô tả đúng là:
A. 1.
B. 2.
C. 3 .
D. 4.
Lời giải:
1. Sai vì Cu không tác dụng với HCl đặc, nóng.
2. Đúng
3. Đúng,
4. Đúng,
5. Sai, đồng thuộc nhóm kim loại nặng
6. Sai, có tồn tại 2 chất trên.
Câu 13. Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian thu được 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để được 300 ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH bằng
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1 .
Lời giải:
Đáp án: C
Gọi a là nCu(NO3)2 nhiệt phân
Ta có:
nCu(NO3)2 ban đầu= 0,035 mol. Gọi nCu(NO3)2 phản ứng = a mol
Phương trình phản ứng hóa học
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
a → a → 2a → 0,5a
Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng khí bay đi => mNO2 + mO2 = 2a.46 + 0,5a.32 = 6,58 – 4,96
=> a = 0,015 mol
Hấp thụ X vào nước ta có:
Phương trình phản ứng hóa học
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
0,03 → 0,0075 → 0,03
[H+] = 0,030,3 = 0.1 M
pH = 1
=> Đáp án C
A. 2,16 gam.
B. 0,84 gam.
C. 1,72 gam.
D. 1,40 gam.
Lời giải:
Fe (0,01) + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (0,02 mol) (1)
mtăng (1) = 0,02.108 – 0,01.56 = 1,6 gam
Theo bài ra mKL tăng = 101,72 – 100 = 1,72 gam.
Tiếp tục có phản ứng:
Fe (a) + Cu2+ → Fe2+ (a mol) + Cu
mtăng (2) = 64a – 56a = 1,72 – 1,6 → a = 0,015 mol
→ mFe = (0,01 + 0,015).56 = 1,4 gam.
Câu 15. Cho các mệnh đề sau
(1) Cu2O vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.
(2) CuO vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
(3) Cu(OH)2 tan dễ dàng trong dung dịch NH3.
(4) CuSO4 khan có thể dùng để phát hiện nước lẫn trong dầu hoả hoặc xăng.
(5) CuSO4 có thể dùng làm khô khí NH3.
Số mô tả sai là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Lời giải:
(1) đúng, do trong Cu2O thì Cu có số oxi hóa +1 trung gian giữa 0 và +2
(2) sai, CuO chỉ có tính oxi hóa.
(3) đúng
(4) đúng,
(5) sai, CuSO4 cho vào khí NH3 ẩm sẽ có phản ứng xảy ra.
Câu 16. Cho Cu và dung dịch H2SO4 loãng tác dụng với chất X (một loại phân bón hóa học), thấy thoát ra khí không màu, hóa nâu trong không khí. Mặt khác, khi X tác dụng với dung dịch NaOH thì có mùi khai thoát ra. Chất X là
A. amophot.
B. ure
C. natri nitrat
D. amoni nitrat
Lời giải:
Cu và H2SO4 tác dụng với chất X có khí không màu, hóa nâu trong không khí là NO => Trong X có nhóm NO3–
Khi X tác dụng với dd NaOH → khí mùi khai → khí đó là NH3
Vậy công thức của X là NH4NO3: amoni nitrat
Phương trình hóa học
Cu + 4H2SO4 + 8NH4NO3 → 4(NH4)2SO4 + 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑
NaOH + NH4NO3 → NaNO3 + NH3↑(mùi khai) + H2O
Câu 17. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và ZnO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm :
A. Cu, Al, Zn.
B. Cu, Al, ZnO.
C. Cu, Al2O3, Zn.
D. Cu, Al2O3, ZnO.
Lời giải:
Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được các oxit của kim loại sau nhôm trong dãy điện hóa.
Vậy nên cho CO qua hỗn hợp CuO, Al2O3, ZnO (nung nóng) thì CO chỉ khử được CuO, không khử được Al2O3 và ZnO.
Phương trình hóa học: CO + CuO → Cu + CO2
Vậy chất rắn thu được sau phản ứng chứa: Cu, Al2O3 và ZnO.
Câu 18. Hòa tan hoàn toàn 33,1g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào trong dung dịch H2SO4 loãng dư thấy có 13,44 lít khí (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Tính giá trị của m.
A. 90,70 gam
B. 45,35 gam
C. 68,25 gam
D. 45,50 gam
Lời giải:
Ta có: nH2 = 13,4422,4=0,6 (mol)
Phương trình phản ứng hóa học
Mg + H2SO4→ MgSO4 + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4+ H2
Zn + H2SO4→ ZnSO4 + H2
Theo phương trình hóa học ta thấy: nH2SO4 p/ư = nH2 = 0,6 (mol)
=> mH2SO4 p/ư = 0,6. 98 = 58,8 (g ) ; mH2 = 0,6.2 = 1,2 (g)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mKL + maxit= mmuối + mhidro
=> mmuối = mKL + maxit – mhidro = 33,1 + 58,8 – 1,2 = 90,7 (g)
Câu 19. Nhận định nào sau đây là đúng?
A. Kim loại có khả năng nhường electron tốt hơn rất nhiều so với phi kim
B. Bán kính của nguyên tử kim loại bé hơn so với bán kính của nguyên tử phi kim trong cùng một chu kì
C. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim sẽ ít hơn số electron lớp ngoài cùng của kim loại
D. Độ âm điện của nguyên tử phi kim thường bé hơn nguyên tử kim loại
Lời giải:
Vì trong 1 chu kì, kim loại có độ âm điện nhỏ hơn phi kim => nguyên tử kim loại thường có khả năng nhường electron tốt hơn rất nhiều so với phi kim
Câu 20. Trong các kim loại sau: Mg, Cr, Zn, Cu. Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H2SO4 đặc nguội là:
A. 3.
B. 4.
C. 2.
D. 5.
Lời giải:
Cu không tan trong dung dịch HCl
Cr không tan trong dung dịch H2SO4 đặc nguội
=> Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H2SO4 đặc nguội là: Mg, Zn
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O
Câu 21. Cho các nhận định sau:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt(III) (Fe3+).
(c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.
Câu 22. Cho các nhận định sau:
(a) Để chống sự ăn mòn sắt, người ta tráng thiếc, kẽm lên sắt.
(b) Ngâm một lá sắt được quấn dây đồng trong dung dịch HCl loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn điện hóa.
(c) Ngâm một lá nhôm trong dung dịch NaOH loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn hóa học.
(d) Điện phân dung dịch NaCl bằng điện cực trơ, không màng ngăn xốp sẽ thu được khí Cl2 ở anot.
Số nhận định đúng là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Lời giải:
(a) Để chống sự ăn mòn sắt, người ta tráng thiếc, kẽm lên sắt.
(b) Ngâm một lá sắt được quấn dây đồng trong dung dịch HCl loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn điện hóa.
(c) Ngâm một lá nhôm trong dung dịch NaOH loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn hóa học.
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Cu + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag
CuO + HCl → CuCl2 + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
CuO + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết tại Giải Bài Tập. Mời các bạn cùng xem các nội dung giải trí học tập và các kiến thức thú vị khác tại đây.
