Phản ứng Cu + HNO3 loãng (hay đồng tác dụng với HNO3 loãng) sinh ra NO thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử thường gặp trong các đề thi. Dưới đây là phản ứng hoá học đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Cu và HNO3 có lời giải, mời các bạn đón đọc.
3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
1. Phương trình hoá học phản ứng Cu tác dụng HNO3 loãng
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2. Cân bằng phương trình hoá học của phản ứng
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:
Cu0 + HN+5O3→ Cu+2NO32+ N+2O↑ + H2O
Chất khử: Cu; chất oxi hoá: HNO3.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử
– Quá trình oxi hoá: Cu0 → Cu+2 + 2e
– Quá trình khử: N +5+ 3e → N+2
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
3×2×Cu0 → Cu+2 + 2eN+5 + 3e → N+2
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
3. Điều kiện phản ứng Cu tác dụng với HNO3
Phản ứng giữa Cu và HNO3 loãng xảy ra ngay ở điều kiện thường.
4. Phương trình ion thu gọn của phản ứng Cu tác dụng HNO3 loãng
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
5. Cách tiến hành phản ứng cho Cu tác dụng HNO3
Nhỏ từ từ dung dịch axit HNO3 loãng vào ống nghiệm đã để sẵn lá đồng.
6. Hiện tượng cho Cu tác dụng HNO3 loãng
Kim loại Cu tan dần tạo thành dung dịch màu xanh lam và thoát ra khí không màu hóa nâu trong không khí.
7. Tính chất hóa học của HNO3
7.1. HNO3 có tính axit
HNO3 là một trong các axit mạnh nhất, trong dung dịch loãng phân li hoàn toàn thành ion H+ và NO3-.
HNO3 mang đầy đủ các tính chất của 1 axit như: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng bazơ, basic oxide và muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrate. Ví dụ:
MgO + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O
Ca(OH)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H2O
BaCO3 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + CO2 + H2O
7.2. HNO3 có tính oxi hóa mạnh:
Nitric acid là một trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Tùy thuộc vào nồng độ của axit và độ mạnh yếu của chất khử, mà HNO3 có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ.
a. Tác dụng với kim loại:
+ HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrate, H2O và sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).+ Thông thường: HNO3 loãng → NO, HNO3 đặc → NO2.
+ Với các kim loại có tính khử mạnh: Mg, Al, Zn,… HNO3 loãng có thể bị khử đến N2O, N2, NH4NO3.
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
4Zn + 10HNO3 loãng → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
* Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động trong dd HNO3 đặc, nguội do tạo màng oxit bền, bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của axit, do đó có thể dùng bình Al hoặc Fe để đựng HNO3 đặc, nguội.
b. Tác dụng với phi kim:
HNO3 có thể oxi hoá được nhiều phi kim, như:
S + 6HNO3 →t0 H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
C + 4HNO3 →t0 CO2 + 4NO2 + 2H2O
5HNO3 + P →t0 H3PO4 + 5NO2 + H2O
c. Tác dụng với hợp chất:
HNO3 đặc còn oxi hóa được hợp chất vô cơ và hữu cơ. Vải, giấy, mùn cưa, dầu thông,… bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
8. Tính chất hoá học của đồng
8.1. Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ thường, đồng có thể tác dụng với clo, brom nhưng tác dụng rất yếu với oxi tạo thành màng oxit.
Cu + Cl2 → CuCl2.
Khi đun nóng, đồng tác dụng được với một số phi kim như oxi, lưu huỳnh nhưng không tác dụng được với hiđro, nitơ và cacbon.
2Cu + O2 →t0 2CuO
8.2. Tác dụng với axit
Trong dãy điện hoá của kim loại, Cu đứng sau H và trước Ag. Đồng không khử được nước và ion H+ trong các dung dịch HCl, H2SO4 loãng.
Với các dung dịch H2SO4 đặc, nóng và HNO3, đồng khử được lưu huỳnh từ +6 xuống +4 và nitơ từ +5 xuống +4 hoặc +2.
Ví dụ:
Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
9. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Ứng dụng nào sau đây không phải của HNO3?
A. Để điều chế phân đạm NH4NO3, Ca(NO3)2.
B. Sản xuất dược phẩm.
C. Sản xuất khí NO2và N2H4.
D. Để sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Sản xuất khí NO2 và N2H4 không phải ứng dụng của HNO3.
Câu 2. Phát biểu nào sau đây đúng:
A. Dung dịch HNO3 làm xanh quỳ tím và làm phenolphtalein hóa đỏ.
B. Nitric acid được dùng để sản xuất phân đạm (NH4NO3, Ca(NO3)2), thuốc nổ (TNT), thuốc nhuộm, dược phẩm.
C. Trong công nghiệp, để sản xuất HNO3 người ta đun hỗn hợp (KNO3) với H2SO4 đặc
D. Điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm người ta dùng khí amonia (NH3)
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Nitric acid được dùng để sản xuất phân đạm (NH4NO3, Ca(NO3)2), thuốc nổ (TNT), thuốc nhuộm, dược phẩm.
Câu 3. Trong các thí nghiệm với dung dịch HNO3 thường sinh ra khí độc NO2. Để hạn chế khí NO2 thoát ra từ ống nghiệm, người ta sử dụng biện pháp dùng bông có tẩm hóa chất để nút ống nghiệm. Hóa chất đó chính là
A. H2O.
B. Dung dịch nước vôi trong.
C. dung dịch giấm ăn.
D. dung dịch muối ăn.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Phương trình phản ứng minh họa:
4NO2 + 2Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2O + Ca(NO2)2.
Câu 4: Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch?
A. Al.
B. Ca.
C. Na.
D. Cu.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Điều chế kim loại có tính khử trung bình và kim loại có tính khử yếu như Zn, Fe, Cu, … bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.
→ Cu được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch.
Ví dụ: 2CuSO4 + 2H2O →dien phan dung dich 2Cu + 2H2SO4 + O2.
Loại A, B, C vì: Al, Ca, Na có tính khử mạnh nên được điều chế bằng cách điện phân những hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy của chúng.
Câu 5: Hòa tan hết m(g) Al trong dung dịch HNO3, thu được hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO2 có thể tích là 8,96 lit và có tỷ khối đối với hiđro là 16,75 (không có muối NH4NO3). giá trị của m là
A. 9,1125g.
B. 2,7g.
C. 8,1g.
D. 9,225g.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Ta có: NO:aNO2:b→a+b=0,47a=25b→a=0,3125b=0,0875
→BT.EnAl=0,3125.3+0,08753=41120→m=9,225(gam)
Câu 6: Dãy gồm các chất không bị hòa tan trong dung dịch HNO3 đặc nguội là
A. Al, Zn, Cu.
B. Al, Cr, Fe.
C. Zn, Cu, Fe.
D. Al, Fe, Mg.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Một số kim loại hoạt động vừa như Al, Cr, Mn, Fe bị thụ động hóa trong H2SO4 và HNO3 đặc nguội (nhiệt độ thấp), tạo trên bề mặt kim loại một lớp màng oxit đặc biệt, bền với axit và ngăn cản hoặc ngừng hẳn sự tiếp diễn của phản ứng.
Câu 7: HNO3 tác dụng được với tập hợp tất cả các chất nào trong các dãy sau:
A. BaO, CO2.
B. NaNO3, CuO.
C. Na2O, Na2SO4.
D. Cu, MgO.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
HNO3 không phản ứng với CO2; NaNO3, Na2SO4 → loại A, B, C.
8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
2HNO3 + MgO → Mg(NO3)2 + H2O.
Câu 8: Cho Cu tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 và H2SO4 loãng giải phóng khí X (không màu, dễ hoá nâu trong không khí). Khí X là
A. NO.
B. NO2.
C. N2O.
D. NH3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
3Cu + 2NO3−+8H+ → 3Cu2++2NO+4H2O
2NO + O2 → 2NO2 (nâu đỏ)
Câu 9: HNO3 phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây?
A. NH3, Al2O3, Cu2S, BaSO4.
B. Cu(OH)2, BaCO3, Au, Fe2O3.
C. CuS, Pt, SO2, Ag.
D. Fe(NO3)2, S, NH4HCO3, Mg(OH)2.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Loại A, B và C do HNO3 không phản ứng với BaSO4; Au; Pt.
Câu 10:Khi hòa tan hoàn toàn một lượng CuO có màu đen vào dung dịch HNO3 thì dung dịch thu được có màu
A. xanh
B. vàng
C. da cam
D. không màu
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
Phương trình phản ứng:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
Dung dịch thu được có màu xanh.
Câu 11:Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO?
A. Fe2O3.
B. FeO.
C. Fe(OH)3.
D. Fe2(SO4)3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Chất tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO
→ Chất này đóng vai trò là chất khử.
→ FeO thỏa mãn.
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
Câu 12: Hòa tan hoàn toàn 26,52 gam Al2O3 bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO3, thu được 247 gam dung dịch X. Làm lạnh X đến 200C thì có m gam tinh thể Al(NO3)3.9H2O tách ra. Biết ở 200C, cứ 100 gam H2O hòa tan được tối đa 75,44 gam Al(NO3)3. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 90.
B. 14.
C. 19.
D. 33.
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: D
nAl2O3=0,26 mol→nAl(NO3)3=0,52 mol
→ 247 gam dung dịch X 110,76 gam Al(NO3)3136,24 gam H2O
ntinh thể = a mol
→ Sau kết tinh, dung dịch chứa (110,76 −213a) gam Al(NO3)3(136,24−162a) gam H2O
→110,76−213a136,24−162a=75,44100→a=0,0879 mol→m=32,9625 gam
Câu 13: Cho dung dịch KOH dư vào dung dịch gồm FeCl2 và FeCl3, thu được kết tủa X. Cho X tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu được dung dịch chứa muối
A. Fe(NO3)3.
B. Fe(NO3)2.
C. Fe(NO3)2 và KNO3.
D. Fe(NO3)3 và KNO3.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
2KOH + FeCl2 → Fe(OH)2↓ + 2KCl
3KOH + FeCl3 → Fe(OH)3↓ + 3KCl
→ Kết tủa X gồm Fe(OH)2 và Fe(OH)3.
3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O
Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O
→ Muối là Fe(NO3)3.
Câu 14: Khi làm thí nghiệm với dung dịch HNO3 đặc thường sinh ra khí nitơ đioxit gây ô nhiễm không khí. Công thức của nitơ đioxit là
A. NH3.
B. NO.
C. NO2.
D. N2O.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Công thức của nitơ đioxit là NO2.
Câu 15: Kim loại Fe tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo thành muối sắt(III)?
A. H2SO4 loãng.
B. HNO3 đặc, nguội.
C. HNO3 loãng dư.
D. dung dịch CuSO4.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Câu 16:Có các mệnh đề sau:
(1) Các muối nitrate đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.
(2) Ion NO3− có tính oxi hóa trong môi trường axit.
(3) Khi nhiệt phân muối nitrate rắn ta đều thu được khí NO2.
(4) Hầu hết muối nitrate đều bền nhiệt.
Trong các mệnh đề trên, những mệnh đề đúng là
A. (1) và (3).
B. (2) và (4).
C. (2) và (3).
D. (1) và (2).
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
(1), (2) đúng.
(3) sai vì các muối nitrate của kim loại mạnh (kali, natri,…) khi bị nhiệt phân sinh ra muối nitrite và O2.
(4) sai vì các muối nitrate dễ bị nhiệt phân hủy.
Câu 17:Nhận định nào sau đây là sai ?
A. HNO3 phản ứng với tất cả bazơ.
B. HNO3 (loãng hoặc đặc, nóng) phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au, Pt.
C. Tất cả các muối amoni khi nhiệt phân đều tạo khí amonia.
D. Hỗn hợp muối nitrate và hợp chất hữu cơ nóng chảy có thể bốc cháy.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
C sai vì:
NH4NO2 →to N2 + 2H2O
NH4NO3 →to N2O + 2H2O
Câu 18:Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế HNO3 từ
A. NH3 và O2
B. NaNO2 và H2SO4 đặc.
C. NaNO3 rắn và H2SO4 đặc.
D. NaNO2 và HCl đặc.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
Để điều chế một lượng nhỏ nitric acid trong phòng thí nghiệm, người ta đun nóng hỗn hợp natri nitrate hoặc kali nitrate rắn với axit H2SO4 đặc:
NaNO3 + H2SO4 đặc →to HNO3 + NaHSO4
Câu 19:Hòa tan 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4 và CuO có cùng khối lượng vào dung dịch HNO3 vừa đủ chứa 0,77 mol HNO3 thu được bằng dung dịch Y và khí Z gồm NO và NO2. Khối lượng mol trung bình của Z bằng
A. 42.
B. 38.
C. 40,67.
D. 35,33.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
mFe3O4=mCuO=23,22=11,6 gam→nFe3O4=0,05 mol; nCuO=0,145 mol
Dung dịch Y gồm Fe(NO3)3 (0,15 mol) và Cu(NO3)2 (0,145 mol).
→ mY = 242.0,15 + 188.0,145 = 63,56 gam
nH2O=nHNO32=0,385 mol
Bảo toàn khối lượng ta có:
mX+mHNO3=mY+mZ+mH2O→23,2+0,77.63=63,56+mZ+0,385.18→mZ=1,22 gam
Bảo toàn nguyên tố N:
0,77 = 0,15.3 + 0,145.2 + nZ
→ nZ = 0,03 mol
→ M¯Z=1,220,03≈40,67
Câu 20:Cho 30,6 gam hỗn hợp Cu, Fe, Zn tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được dung dịch chứa 92,6 gam muối khan (không chứa muối amoni). Nung hỗn hợpmuối đến khối lượng không đổi, thu được m gam rắn. Giá trị của m là
A. 38,6.
B. 46,6.
C. 84,6.
D. 76,6.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Hỗn hợp 30,6 gam kim loại (Cu, Fe, Zn) → 92,6 gam muối khan (Cu(NO3)2, Fe(NO3)3, Zn(NO3)2) → m gam chất rắn (CuO, Fe2O3, ZnO).
mmuối khan = mkim loại + mNO3−
→ 92,6 = 30,6 + 62.nNO3−
→ nNO3− = 1 mol → nO=nNO3−2=0,5 mol
→ m = 30,6 + 0,5.16 = 38,6 gam.
Câu 21:Cho hỗn hợp Al, Fe vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 6,72 lít NO (là sản phẩm khử duy nhất của N+5 ở đktc). Số mol axit đã phản ứng là
A. 0,3 mol.
B. 0,6 mol.
C. 1,2 mol.
D. 2,4 mol.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: C
4H++NO3−+3e→NO+2H2O
→nHNO3=4nNO=4.6,7222,4=1,2 mol
Câu 22: Cho phản ứng: Al+HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O.
Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO3 là
A. 24.
B. 30.
C. 26.
D. 15.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O.
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 2Cu + O2 → 2CuO
- Cu + Cl2 → CuCl2
- Cu + S → CuS
- Cu + Br2 → CuBr2
- Cu + HCl + 1/2O2 → CuCl2 + H2O
- Cu + H2S + 1/2O2 → CuS + H2O
- Cu + H2SO4 + 1/2O2 → CuSO4 + H2O
- Cu + 4HNO3 (đặc, nóng) → Cu(NO3)2 + NO2 + 2H2O
- Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
- 3Cu + 8HCl + 8NaNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 8NaCl + 4H2O
- 3Cu + 8HCl + 2NaNO3 → 3CuCl2 + 2NO + 2NaCl + 4H2O
- 3Cu + 8HCl + 8KNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 8KCl + 4H2O
- 3Cu + 8HCl + 2KNO3 → 3CuCl2 + 2NO + 2KCl + 4H2O
- Cu + H2O + O2 + CO2 → Cu2CO3(OH)2
- Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
- Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
- Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
- Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4
Nguồn: https://blogtinhoc.edu.vn
Danh mục: Giáo Dục