Chúng tôi xin giới thiệu phương trình 3Cu + 8HNO3(loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Đồng . Mời các bạn đón xem:
Phương trình 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học:
3Cu + 8HNO3(loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2. Cân bằng phương trình phản ứng Cu + HNO3→ Cu(NO3)2 + NO + H2O
- Xác định sự thay đổi số oxi hóa
Cuo + HN+5O3→ Cu+2(NO3)2+ N+2O + H2O
Vậy 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Nhắc lại kiến thức: Các bước cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron
Bước 1. Viết sơ đồ phản ứng với các chất tham gia xác định nguyên tố có số oxi hóa thay đổi
Bước 2. Viết phương trình:
Khử (Cho electron)
Oxi hóa (nhận electron)
Bước 3. Cân bằng electron: Nhân hệ số để
Tổng số electron cho = tổng số electron nhận
Bước 4. Cân bằng nguyên tố: nói chung theo thứ tự
Kim loại (ion dương)
Gốc axit (ion âm)
Môi trường (axit, bazo)
Nước (cân bằng H2O là để cân bằng hidro)
Bước 5. Kiểm tra số nguyên tử oxi ở hai vế (phải bằng nhau)
3. Phương trình ion thu gọn Cu tác dụng HNO3 loãng
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H20
4. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Kim loại Cu rắn đỏ dần tạo thành dung dịch màu xanh lam và khí không màu hóa nâu trong không khí thoát ra.
5. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ phòng.
6. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. 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.
b. 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 hóa học
- Là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.
Cu → Cu2+ + 2e
a. 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...
b. 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
c. Tác dụng với dung dịch muối:
- Khử được ion kim loại đứng sau nó trong dung dịch muối.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
8. Cách thực hiện phản ứng
- Cho mảnh Cu vào ống nghiệm sau đó cho dung dịch HNO3 loãng vào.
9. Bạn có biết
- Hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) tác dụng với HNO3 ( loãng) tạo thành muối nitrat và có khí NO là khí không màu hóa nâu trong không khí.
10. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Cho sơ đồ phản ứng Cu + HNO3 (l) → Cu(NO3)2 + NO + H2O. Tổng hệ số cân bằng của các chất trong phản ứng là:
A. 20 B. 21
C. 19 D. 18
Đáp án A.
Hướng dẫn giải:
Vì Cu → Cu2+ + 2e……x3
N+5 + 3e → N+2………x2
⇒ hệ số cân bằng của các chất trong pt lần lượt là 3, 8, 3, 2, 4.
3Cu + 8HNO3 (l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ví dụ 2: Cho phản ứng 3Cu + 8HNO3 (l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Cu đóng vai trò
A. chất khử
B. chất oxi hóa
C. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử
D. không là chất oxi hóa, không là chất khử
Đáp án A.
Hướng dẫn giải:
Vì Cu có số OXH tăng từ 0 → + 2.
Ví dụ 3: Cho phản ứng 3Cu + 8HNO3 (l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Tỉ lệ số e nhường : số e nhận là
A. 3:2 B. 2:3
C. 3:8 D. 8:3
Đáp án B.
Hướng dẫn giải:
Vì Cu → Cu2+ + 2e ⇒ số e nhường là 2e
N+5 + 3e → N+2 ⇒ số e nhận là 3e
⇒ số e nhường : số e nhận là 2:3.
Ví dụ 4: Cho Cu tác dụng với từng dung dịch sau: HCl (1), HNO3 (2), AgNO3 (3), Fe(NO3)2 (4), Fe(NO3)3 (5), Na2S (6). Cu phản ứng được với
A. 2, 3, 5, 6.
B. 2, 3, 5.
C. 1, 2, 3.
D. 2, 3.
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Ví dụ 5: Hòa tan hết 3,04 gam hỗn hợp bột Fe và Cu trong dung dịch HNO3 loãng thu được 0,896 lít khí NO (đktc). Phần trăm của Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là
A. 63,2% và 36,8%.
B. 36,8% và 63,2%.
C. 50% và 50%.
D. 36,2% và 63,8%.
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol của Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là x và y mol
→ mhh = 3,04
→ 56x + 64y = 3,04. (1)
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
3.nFe + 2.nCu = 3.nNO
→ 3x + 2y = 0,12 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) được x = 0,02 và y = 0,03
Ví dụ 6: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl dư, sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào lượng dư axit nitric đặc, nguội, sinh ra 6,72 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là
A. 10,5.
B. 11,5.
C. 12,3.
D. 15,6.
Đáp án C.
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol Al và Cu trong m gam hỗn hợp X lần lượt là a và b mol
Trường hợp 1: Cho X vào HCl dư, chỉ có Al phản ứng
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (0,15 mol)
→ nAl = =
= 0,1 mol
Trường hợp 2: Cho X vào HNO3 đặc, nguội Al bị thụ động, chỉ có Cu phản ứng
→ nCu =
= 0,15 mol
→ m = mAl + mCu
= 0,1.27 + 0,15.64 = 12,3 gam.
Ví dụ 7: Trong tự nhiên, nguyên tố đồng có hai đồng vị là 63Cu và 65Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị 65Cu là
A. 73%.
B. 27%.
C. 54%.
D. 50%.
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Gọi phần trăm số nguyên tử của 2 đồng vị 63Cu và 65Cu lần lượt là x và y (%)
→ x + y = 100 (1)
Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54
→ = 63,54 (2)
Từ (1) và (2) ta được x = 73 và y = 27.
Ví dụ 8: Xác định hàm lượng Sn có trong hợp kim Cu-Sn. Biết rằng trong hợp kim này, ứng với 1 mol Sn thì có 5 mol Cu
A. 27,1%
B. 29,5%
C. 30,7%
D. 23,7%
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Hàm lượng Sn có trong hợp kim này là:
%mSn =
= 27,1%
Ví dụ 8: Tổng hệ số là các số nguyên, tối giản của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO3 đặc, nóng là
A. 8.
B. 10.
C. 11.
D. 9.
Đáp án: B
Hướng dẫn giải:
Ví dụ 9: Đồng thuộc ô 29 trong bảng tuần hoàn, vậy cấu hình electron của Cu+ và Cu2+ lần lượt là
A. [Ar]3d10; [Ar]3d9.
B. [Ar]3d94s1; [Ar]3d84s1.
C. [Ar]3d94s1; [Ar]3d9.
D. [Ar]3d84s2; [Ar]3d84s1.
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Đồng có cấu hình electron là [Ar]3d104s1
→ Cấu hình electron của Cu+ và Cu2+ lần lượt là:
[Ar]3d10; [Ar]3d9.
Ví dụ 10: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp (HNO3 0,8M + H2SO4 0,2M), sản phẩm khử duy nhất của HNO3 là NO. Thể tích khí NO (đktc) là
A. 0,672 lít.
B. 0,336 lít.
C. 0,747 lít.
D. 1,792 lít.
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
nCu = 3,2 : 64 = 0,05 mol
= 0,8.0,1 + 2.0,2.0,1
= 0,12 mol
= 0,8.0,1 = 0,08 mol
→ Sau phản ứng H+ hết đầu tiên
→ nNO =
= = 0,03 mol
→ VNO = 0,03.22,4 = 0,672 lít.
11. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Bari và hợp chất:
3Cu + 8HNO3(loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
