Phản ứng Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O? Phân tích phản ứng và cách thực hiện

Phản ứng oxi hóa khử giữa đồng và axit nitric đặc

Phương trình phản ứng giữa đồng và axit nitric đặc là:

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Đây là một phản ứng oxi hóa khử, được Cao đẳng nghề Việt Mỹ biên soạn. Phương trình này được sử dụng trong nhiều bài học như:

• Cân bằng phản ứng oxi hóa khử trong Hóa học 10, Hóa học 11
• Bài 9: Axit nitric và muối nitrat
• Các dạng bài tập liên quan

Bước 1 để cân bằng phản ứng này là xác định số oxi hóa thay đổi. Ta có:

Cu⁰ + HNO₃⁺⁵O₃ → Cu⁺²(NO₃)₂ + N⁺⁴O₂ + H₂O

Bước 2 là lập thăng bằng electron. Ta có:

Cu → Cu⁺² + 2e^–

N⁺⁵ + 1e^– → N⁺⁴

Bước 3 là đặt các hệ số tìm được vào phương trình và tính các hệ số còn lại. Phương trình đã được cân bằng như trên.

Để thực hiện phản ứng này, ta cho từ từ dung dịch axit nitric loãng vào ống nghiệm chứa lá đồng. Điều kiện để phản ứng xảy ra là nhiệt độ phải ở mức thường.

Sau khi phản ứng xảy ra, lá đồng sẽ tan dần trong dung dịch axit nitric đặc và sinh ra khí nitơ đioxit (NO₂) màu nâu đỏ. Khi sử dụng dung dịch axit nitric loãng, sản phẩm sẽ là khí nitơ monôxit (NO).

Công thức phản ứng

Phản ứng Cu + HNO3 có công thức chung như sau:

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Cách thực hiện phản ứng

Để thực hiện phản ứng Cu + HNO3, cần chuẩn bị một số vật liệu và thiết bị như sau:

Đồng (Cu) tinh khiết
Axit nitric (HNO3)
Bình đựng phản ứng
Kính quan sát

Tiến hành thực hiện phản ứng như sau:

Đổ axit nitric vào bình đựng phản ứng.

Thêm từ từ đồng tinh khiết vào bình đựng phản ứng.

Quan sát quá trình phản ứng thông qua kính quan sát. Trong quá trình phản ứng, màu của dung dịch sẽ chuyển sang màu nâu đỏ do sự sinh thành của khí NO2.

Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ tạp chất và lấy lượng muối đồng nitrat thu được để sử dụng hoặc lưu trữ.

Tính chất và ứng dụng của muối đồng nitrat

Muối đồng nitrat (Cu(NO3)2) là một hợp chất muối của đồng và axit nitric. Nó có tính chất ăn mòn và có thể gây hại cho da và mắt. Tuy nhiên, muối đồng nitrat có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như:

Làm chất chống rỉ cho kim loại
Sản xuất thuốc nhuộm và thuốc trừ sâu
Sản xuất phân bón và chất dưỡng thực vật
Sử dụng trong một số quá trình sản xuất gốm sứ

Kết luận

Phản ứng Cu + HNO3 là một phản ứng hóa học đơn giản giữa kim loại đồng và axit nitric. Qua phản ứng này, ta có thể tạo ra muối đồng nitrat, khí nitơ dioxide và nước. Việc thực hiện phản ứng này cần phải được thực hiện cẩn thận và đúng quy trình để đảm bảo an toàn cho người thực hiện.

Muối đồng nitrat cũng có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, việc sử dụng muối đồng nitrat cũng cần phải tuân thủ các quy định an toàn và bảo vệ môi trường để tránh gây hại cho sức khỏe con người và môi trường sống.

Với những thông tin về phản ứng Cu + HNO3, các tính chất và ứng dụng của muối đồng nitrat, ta hy vọng sẽ giúp ích cho việc nghiên cứu và áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Tính chất của đồng và hợp chất của đồng kim loại

Đồng là một kim loại có tính chất vật lí đặc biệt. Nó có màu đỏ,

Phản ứng hóa học của đồng (Cu)

Phản ứng với oxi và khí halogen

Khi đun nóng đồng (Cu) với oxi (O2) ở nhiệt độ từ 800-1000oC, phản ứng xảy ra để tạo ra oxit đồng (CuO):

2Cu + O2 → 2CuO

Đồng cũng tác dụng trực tiếp với khí Cl2, Br2, S để tạo ra các hợp chất tương ứng:

Cu + Cl2 → CuCl2

Cu + S → CuS

Phản ứng với các axit và dung dịch muối

Đồng không thể tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 loãng. Khi có mặt oxi, đồng có thể tác dụng với dung dịch HCl để tạo ra CuCl2:

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O

Đối với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc, phản ứng xảy ra để tạo ra các sản phẩm tương ứng:

Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + H2O

Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Đồng có thể khử được các ion kim loại đứng sau nó trong dung dịch muối:

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Bài tập vận dụng liên quan

Để giúp bạn vận dụng kiến thức về phản ứng hóa học của đồng, hãy tham khảo các bài tập sau:

Câu 1:

Phát biểu nào sau đây không chính xác?

A. Đồng phản ứng với HNO3 loãng giải phóng N2.

B. Đồng phản ứng với oxi (ở 800 – 1000oC) tạo ra Cu2O.

C. Khi có mặt oxi, đồng phản ứng được với dung dịch HCl.

D. CuCl2 phản ứng với khí hiđro sulfua tạo kết tủa màu đen CuS.

Đáp án: A

Câu 2:

Cho m gam hỗn hợp A gồm Al, Cu vào dung dịch HCl (dư), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 1,68 lít khí (ở đktc). Nếu cho a gam hỗn hợp R trên vào một lượng dư axit nitric (đặc, nguội), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 3,36 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của a là:

Đáp án D

X + HCl => chỉ có Al phản ứng

nH₂ = 0,125 mol

Bảo toàn electron:

3nAl = 2nH₂ => nAl = 2.0,125 / 3 = 0,05 mol

X + HNO3 đặc nguội => chỉ có Cu phản ứng

nNO2 = 0,315 mol

Bảo toàn e: 2nCu = nNO2 => nCu = 0,125/2 = 0,075 mol

= m = mAl + mCu = 0,05.27 + 0,125.64 = 6,15 gam

Phương trình hóa học và tính chất axit nitric

Câu 1:

Hoà tan hoàn toàn m gam Cu trong dung dịch HNO3 thu được 1,12 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc) có tỉ khối hơi đối với H2 là 16,6. Giá trị của m là:

Đáp án C

Ta có hệ phương trình:

x + y = 0.05

( 30x + 46y )/ (x + y) = 33.2

Giải hệ phương trình => x = 0.04, y = 0.01

Cu0 →Cu+2 + 2e

x → 2x

N+5 + 3e → N+2 (NO)

0,12 0,04

N+5 + 1e → N+4 (NO2)

0,01 0,01

Bảo toàn e => 2x= 0,13 => x = 0,065 => mCu = m= 0,065.64 = 4,16 gam

Câu 2:

Axit nitric chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất thuộc dãy nào dưới đây?

Đáp án A

A. Mg, H2S, S, Fe3O4, Fe(OH)2. 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O

H2S + 8HNO3 → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O

S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O

3Fe(OH)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O

D loại CuO, CaCO3

B loại CaO

C loại Fe2O3

hướng dẫn cân bằng phản ứng oxi hóa khử Cu + HNO3 tạo ra Cu(NO3)2 + N2O + H2O có môi trường

Bạn Đang Xem Bài Viết: Phản ứng Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O? Phân tích phản ứng và cách thực hiện