Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + N2O + H2O | Cu ra Cu(NO3)2

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

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 (800-1000^oC)

- 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 + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( t^o)

Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

Mg(rắn) + 2HNO_{3 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 + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

3C + 4HNO_{3 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%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 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: