3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O | Cu ra Cu(NO3)2

Phản ứng 3Cu + 8HNO_{3 (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:

$\stackrel{0}{Cu}+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\to \stackrel{+2}{Cu}{\left(N{O}_3\right)}_2+\stackrel{+2}{N}O\uparrow +H_{2}O$

Chất khử: Cu; chất oxi hoá: HNO₃.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử

- Quá trình oxi hoá: $\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+\text{ 2}e$

- Quá trình khử: $\stackrel{+5}{N}+3e\to \stackrel{+2}{N}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá

$\begin{array}{c}3\times \\ 2\times \end{array}\left|\begin{array}{l}\stackrel{0}{Cu}\to \stackrel{+2}{Cu}+\text{ 2}e\\ \stackrel{+5}{N}+3e\to \stackrel{+2}{N}\end{array}\right.$

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, oxit bazơ và muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrat. 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:

Axit nitric 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 nitrat, 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 + 4HNO_{3 đặc} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Fe + 4HNO_{3 loãng} → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

4Zn + 10HNO_{3 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 $\stackrel{t^0}{\to }$ H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

C + 4HNO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$ CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

5HNO₃ + P $\stackrel{t^0}{\to }$ 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 $\stackrel{t^0}{\to }$ 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 + 2H₂SO_{4 đặc} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Cu + 4HNO_{3 đặc} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO_{3 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. Axit nitric 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 amoniac (NH₃)

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Axit nitric 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.

$\to$ Cu được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch.

Ví dụ: 2CuSO₄ + 2H₂O $\stackrel{dienphandungdich}{\to }$ 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: $\left\{\begin{array}{l}NO:a\\ N{O}_2:b\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}a+b=\mathrm{0,4}\\ 7a=25b\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}a=\mathrm{0,3125}\\ b=\mathrm{0,0875}\end{array}\right.$

$\stackrel{BT.E}{\to }{n}_{Al}=\frac{\mathrm{0,3125.3}+\mathrm{0,0875}}{3}=\frac{41}{120}\stackrel{}{\to }m=\mathrm{9,225}\left(gam\right)$

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 + $2N{O}_3^{-}+8H^{+}$ → $3C{u}^{2+}+2NO+4H_{2}O$

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

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Cu + O₂ → 2CuO
• Cu + Cl₂ → CuCl₂
• Cu + S → CuS