Phản ứng Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O
1. Phương trình phản ứng Cu tác dụng HNO3
4Cu + 10HNO3 → 4Cu(NO3)2 + N2O + 5H2O
2. Điều kiện phản ứng Cu tác dụng với dung dịch HNO3
Không có
3. Cách cân bằng phản ứng oxi hóa khử Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O
Cu0 + HN+5O3 → Cu+2(NO3)2 + N+12O + H2O
|
4x 1x |
Cu0 → Cu+2 + 2e 2N+5 + 2.4e → 2N+1(N2O) |
Phương trình phản ứng: 4Cu + 10HNO3→ 4Cu(NO3)2+ N2O + 5H2O
4. Cách tiến hành phản ứng cho Cu tác dụng với dung dịch HNO3
Cho vào ống nghiệm 1,2 lá đồng, nhỏ từ từ vừa đủ dung dịch HNO3.
5. Hiện tượng Hóa học
Lá đồng màu đỏ Đồng (Cu) tan dần trong dung dịch axit HNO3 và sinh ra khí đinito oxit N2O.
6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
6.1. 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.
6.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
– Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
– Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
7. Tính chất hoá học của Cu
Là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.
7.1. Tác dụng với phi kim
– Cu phản ứng với oxi khi đun nóng tạo CuO bảo vệ nên Cu không bị oxi hoá tiếp tục.
– Khi tiếp tục đun nóng tới (800-1000oC)
– Tác dụng với Cl2, Br2, S…
7.2. Tác dụng với axit
– Cu không tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 loãng.
– Khi có mặt oxi, Cu tác dụng với dung dịch HCl, nơi tiếp xúc giữa dung dịch axit với 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
7.3. Tác dụng với dung dịch muối
– Khử được ion kim loại đứng sau nó trong dung dịch muối.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
7.4. Điều chế Cu
– 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
8. Tính chất hóa học của HNO3
– Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.
– Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
– Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
– Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
– Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
– Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
– Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
– Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
– Tác dụng với hợp chất:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
– Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.
9. Bài tập vận dụng minh họa
Câu 1. Cho ba kim loại là Al, Fe, Cu và bốn dung dịch muối riêng biệt là ZnSO4, AgNO3, CuCl2, MgSO4. Kim loại nào tác dụng được với cả bốn dung dịch muối đã cho?
A. Al.
B. Fe.
C. Cu.
D. Không kim loại nào.
Lời giải:
Không kim loại nào vì cả 3 kim loại đều đứng sau Mg trong dãy điện hóa → Cả 3 kim loại đều không khử được ion Mg2+ trong muối.
Câu 2. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và MgO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm :
A. Cu, Al, Mg.
B. Cu, Al, MgO.
C. Cu, Al2O3, Mg.
D. Cu, Al2O3, MgO.
Lời giải:
CO khử được các oxit kim loại của kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa thành kim loại và khí CO2.
→ CO chỉ khử được CuO thành Cu; Al2O3 và MgO không bị khử.
Câu 3. Trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành thí nghiệm của kim loại Cu với HNO3 đặc. Biện pháp xử lí tốt nhất để khí tạo thành khi thoát ra ngoài ít gây ô nhiễm môi trường nhất là
A. nút ống nghiệm bằng bông tẩm dung dịch Ca(OH)2
B. nút ống nghiệm bằng bông tẩm nước
C. nút ống nghiệm bằng bông khô
D. nút ống nghiệm bằng bông tẩm cồn.
Lời giải:
Câu 4. Nguyên tử kim loại khi tham gia phản ứng hoá học có tính chất nào sau đây?
A. Nhường electron và tạo thành ion âm.
B. Nhường electron và tạo thành ion dương.
C. Nhận electron để trở thành ion âm.
D. Nhận electron để trở thành ion dương.
Lời giải:
Câu 5. Cặp chất không xảy ra phản ứng là
A. Fe + Cu(NO3)2.
B. Cu + AgNO3.
C. Zn + Fe(NO3)2.
D. Ag + Cu(NO3)2.
Lời giải:
Ag đứng sau Cu trong dãy điện hóa → Ag không thể khử ion Cu2+.
Câu 6. Để loại bỏ kim loại Cu ra khỏi hỗn hợp bột gồm Ag và Cu, người ta ngâm hỗn hợp kim loại trên vào lượng dư dung dịch
A. AgNO3.
B. HNO3.
C. Cu(NO3)2.
D. Fe(NO3)2.
Lời giải:
Ta ngâm vào lượng dư dung dịch AgNO3 vì Cu phản ứng với AgNO3 tạo thành dung dịch muối và đẩy kim loại Ag ra khỏi muối.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag.
Câu 7. 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:
nCu(NO3)2 ban đầu = 0,035 mol.
Gọi nCu(NO3)2 phản ứng = x mol
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
x → x → 2x → 0,5x
Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng khí bay đi
=> mNO2 + mO2 = 2x.46 + 0,5x.32 = 6,58 – 4,96
=> x = 0,015 mol
Hấp thụ X vào nước :
4NO2+ O2 + 2H2O → 4HNO3
0,03 → 0,0075 → 0,03
=> [ H+ ] = 0,030,3 = 0,1M => pH = 1
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO+ H2O
Cu+ H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O
Cu + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag
CuO + HCl → CuCl2 + H2O
CuO + H2SO4 → CuSO4 + 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.
