Phản ứng Cu + HNO3 (đặc, nóng) ra NO2 thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Cu có lời giải, mời các bạn đón xem:
Cu + 4HNO3 (đặc, nóng) → Cu(NO3)2 + NO2 + 2H2O
1. Phương trình hóa học của phản ứng Cu tác dụng với HNO3 đặc
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Cách lập phương trình hóa học:
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:
Cu0+HN+5O3→Cu+2NO32+N+4O2+H2O
Chất khử: Cu; chất oxi hóa: HNO3 đặc.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử
– Quá trình oxi hóa: Cu0→Cu+2 + 2e
– Quá trình khử: N+5+e→N+4
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa
1×2×Cu0→Cu+2+2eN+5+e→N+4
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2. Điều kiện để Cu tác dụng với HNO3 đặc
Phản ứng giữa đồng và HNO3 đặc diễn ra ở nhiệt độ thường.
3. Cách tiến hành thí nghiệm
Lấy vào ống nghiệm 1 – 2ml dung dich HNO3 đặc, rồi cho một mảnh nhỏ đồng kim loại vào ống nghiệm đó.
4. Hiện tượng phản ứng
Chất rắn màu đỏ của đồng (Cu) tan dần trong dung dịch, dung dịch có màu xanh của Cu(NO3)2 và sinh ra khí màu nâu đỏ nitơ đioxit (NO2).
5. Mở rộng kiến thức về đồng (Cu)
5.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn và cấu hình electron nguyên tử
– Đồng (Cu) ở ô số 29, thuộc nhóm IB, chu kì 4 của bảng tuần hoàn.
– Nguyên tử Cu có cấu hình electron bất thường: 1s22s22p63s23p63d104s1. Viết gọn là [Ar]3d104s1.
– Trong các hợp chất Cu có số oxi hóa +1 hoặc +2.
5.2. Tính chất vật lí
– Đồng là kim loại màu đỏ, có khối lượng riêng lớn (D = 8,98 g/cm3), nóng chảy ở 1083oC.
– Đồng tinh khiết tương đối mềm, dễ kéo dài và dát mỏng.
– Đồng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, chỉ kém bạc và hơn hẳn các kim loại khác.
5.3. Tính chất hóa học
Đồng là kim loại kém hoạt động, có tính khử yếu.
a. Tác dụng với phi kim
– Ở nhiệt độ thường, đồng có thể tác dụng với clo, brom nhưng tác dụng rất yếu với oxi. Ví dụ:
Cu + Cl2 → CuCl2
– Khi đun nóng, đồng tác dụng được với một số phi kim như oxi, lưu huỳnh. Ví dụ:
2Cu + O2 →to 2CuO
– Chú ý: đồng không tác dụng được với hidro, nitơ, cacbon.
b. Tác dụng với axit
– Đồng không khử được nước và ion H+ trong các dung dịch HCl và H2SO4 loãng.
– Với các dung dịch H2SO4 đặc, nóng và HNO3, đồng khử S+6 xuống S+4 và N+5 xuống N+4hoặc N+2 :
Cu + 2H2SO4đặc →to CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Cho các tính chất sau:
(a) kim loại có màu đỏ.
(b) kim loại nhẹ.
(c) nóng chảy ở nhiệt độ cao.
(d) tương đối cứng.
(e) dễ kéo dài và dát mỏng.
(g) dẫn điện tốt.
(h) dẫn nhiệt kém.
Có bao nhiêu tính chất vật lí là tính chất vật lí của kim loại đồng?
A. 3. B. 4. C. 5. D. 6.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Tính chất vật lí của kim loại đồng:
– Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và dát mỏng (có thể dát mỏng đến 0,0025 mm, mỏng hơn giấy viết 5 – 6 lần).
– Có độ dẫn điện và dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc).
– Khối lượng riêng lớn 8,98 g/cm3.
– Nhiệt độ nóng chảy cao 1083oC.
→ Có 4 tính chất vật lí là tính chất vật lí của đồng: (a), (c), (e), (g)
Câu 2: Để nhận biết ion nitrate, thường dùng Cu và dung dịch axit sufuric loãng đun nóng là vì
A.phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh.
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. phản ứng tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu hóa nâu trong không khí.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Xảy ra phản ứng:
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Dung dịch Cu2+ có màu xanh; khí NO không màu nhưng hóa nâu trong không khí.
Câu 3: Cho Cu (Z = 29), vị trí của Cu trong bảng tuần hoàn là
A. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IB. B. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IA.
C. ô 29, chu kỳ 4, nhóm VIIIB. D. ô 29, chu kỳ 4, nhóm IIB.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Cấu hình electron của Cu là 1s22s22p63s23p63d104s1
Vậy Cu ở ô 29 (Z = 29), chu kỳ 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IB (1 electron hóa trị, nguyên tố d).
Câu 4: Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là
A. +1. B. +2. C. -2. D. +1 và +2.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Trong các hợp chất, đồng có số oxi hóa phổ biến là +1 và +2.
Câu 5: Hợp kim Cu – Zn (45% Zn) được gọi là
A. đồng thau. B. đồng thanh. C. đồng bạch. D. đuy ra.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Đồng thau là hợp kim Cu – Zn (45% Zn).
Câu 6: 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
nCu = 3,2 : 64 = 0,05 mol
nH+= 0,8.0,1 + 2.0,2.0,1 = 0,12 mol
nNO3− = 0,8.0,1 = 0,08 mol
3Cu+ 8H++ 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
→ Sau phản ứng H+ hết đầu tiên
→ nNO = 2.nH+8 = 2.0,128 = 0,03 mol
→ VNO = 0,03.22,4 = 0,672 lít.
Câu 7: 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Đồng có cấu hình electron là [Ar]3d104s1
→ Cấu hình electron của Cu+ và Cu2+ lần lượt là:[Ar]3d10; [Ar]3d9.
Câu 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Cu + 4HNO3 →to Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Tổng hệ số = 1 + 4 + 1 + 2 + 2 = 10.
Câu 9: Nhận định nào sau đây là sai?
A. Đồng dẻo, dễ kéo sợi .
B. Đồng là kim loại có màu đen.
C. Đồng có thể dát mỏng hơn giấy viết từ 5 đến 6 lần.
D. Đồng dẫn nhiệt, điện tốt.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Đồng là kim loại có màu đỏ.
Câu 10: 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 khí mùi khai thoát ra. Chất X là
A. amophot. B. ure. C. natri nitrate. D. amoni nitrate.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
Amoni nitrate NH4NO3
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
NH4+ + OH- → NH3↑ + H2O
Câu 11: Nhúng một thanh Cu vào dung dịch AgNO3, sau một thời gian lấy ra, rửa sạch, sấy khô, đem cân thì khối lượng thanh đồng thay đổi thế nào ?
A. Tăng. B. Giảm. C. Không thay đổi. D. không xác định được.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Giả sử có 1 mol Cu tham gia phản ứng
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
nAg = 2nCu = 2 mol
→ Khối lượng thanh đồng tăng = 2.108 – 64 = 152 gam.
Câu 12: 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
(2) 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
(3) Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
(5) Cu + 2Fe(NO3)3 → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2
Câu 13: 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%.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
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
→ %mFe = 0,02.563,04.100 = 36,8%
%mCu = 100 – 36,8 = 63,2%.
Câu 14: 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 nitric acid 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.
Hướng dẫn giải
Đáp án C
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 = 23nH2 = 23.0,15 = 0,1 mol
Trường hợp 2: Cho X vào HNO3 đặc, nguội Al bị thụ động, chỉ có Cu phản ứng
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 (0,3 mol) + 2H2O
→ nCu = 12nNO2=12.0,3 = 0,15 mol→ m = mAl + mCu = 0,1.27 + 0,15.64 = 12,3 gam.
Câu 15: 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%.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
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
→ 63x+65y100 = 63,54 (2)
Từ (1) và (2) ta đượcx = 73 và y = 27.
Câu 16: Kim loại Cu phản ứng được với dung dịch:
A. FeSO4. B. AgNO3 C. KNO3. D. HCl.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Kim loại Cu chỉ phản ứng với dung dịch AgNO3
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
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
- 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- 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
