Cách giải Bài tập Đồng (Cu) tác dụng với axit sunfuric (H2SO4) đặc nóng, axit nitric (HNO3) hay, chi tiết

Bài giảng: Bài tập tổng hợp về sắt và hợp chất của sắt - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

I. Phương pháp

Cu tác dụng với các axit có tính oxi hoá mạnh (HNO3 và H2SO4 đặc nóng)

Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

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

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

Với bài toán Cu tác dụng với hỗn hợp H2SO4 và HNO3 có phương trình:

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O.

Lưu ý: Cu không tác dụng với axit HCl và H2SO4 loãng

Thường áp dụng phương pháp bảo toàn electron: ∑ne cho = ∑ne nhận

II. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Hòa tan 6,4 gam Cu bằng axit H2SO4 đặc, nóng (dư), sinh ra V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở (đktc). Giá trị của V là:

Giải thích:

Ta có: nCu = 0,1 mol

Áp dụng bảo toàn electron: 2nCu = 2nSO2

→ nSO2 = 0,1 mol

→ VSO2 = 2,24 lít

Ví dụ 2: Cho m gam Cu phản ứng hết với dung dịch HNO3 thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO2 có tỉ khối đối với H2 là 19. Giá trị của m là:

Giải thích:

Đặt u, v là số mol NO và NO2.

→ u + v = 0,4 mol

mkhí = 30u + 46v = 0,4. 2. 19

→ u = v = 0,2 mol

Bảo toàn electron: 2nCu = 3nNO + nNO2

→ nCu = 0,4 mol

→ mCu = 25,6 gam

Ví dụ 3: Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là:

Giải thích:

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

Có nH+ = 0,12 mol, nCu = 0,05 mol, nNO3- = 0,08 mol

Ta có: (nH+)/8 < (nCu2+)/3 < (nNO3-)/1

Nên khí NO được tính theo H+ → nNO = 0,03 mol → V = 0,672 lít

III. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho kim loại Cu tác dụng với HNO3 đặc hiện tượng quan sát được là :

   A. Khí màu nâu bay lên, dung dịch chuyển màu xanh

   B. Khí không màu bay lên, dung dịch chuyển màu xanh

   C. Khí không màu bay lên, dung dịch có màu nâu

   D. Khí thoát ra không màu hoá nâu trong không khí, dung dịch chuyển sang màu xanh

Chọn đáp án: A

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

Câu 2: Cho 6,4 gam Cu tan hoàn toàn trong 200ml dung dịch HNO3 thì giải phóng một hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có tỉ khối với hidro là 19. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 là bao nhiêu?

   A. 1M

   B. 1,5M

   C. 1,25M

   D. 1,75M

Chọn đáp án: B

Giải thích:

nCu = 0,1 mol , nNO = a mol và nNO2 = b mol

Bảo toàn electron: 3a + b = 0,1.2 mol

mkhí = 30a + 46b = 19. 2(a + b)

→ a = b = 0,05

nHNO3 = 4a + 2b = 0,3

→ CM = 1,5M

Câu 3: Cho 1 lượng bột Cu dư vào 200ml hỗn hợp HNO3 1M và H2SO4 0,5M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X và sản phẩm khử duy nhất là NO. Cô cạn dung dịch C, khối lượng muối khan thu được là:

   A. 28,2 gam

   B. 24 gam

   C. 52,2 gam

   D. 25,4 gam

Chọn đáp án: D

Giải thích:

Vì chỉ sinh ra khí NO nên ta có:

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O.

            0,4         0,1         0,15

Nên sau khi cô cạn dung dịch X ta có: 0,15 mol Cu2+; 0,1 mol NO3-; 0,1 mol SO42-

→ mmuối khan = 25,4 gam

Câu 4: Cho m gam Cu phản ứng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp 8,96 lít khí (đktc) NO và NO2 có khối lượng là 15,2 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là:

   A. 75,2 gam

   B. 47 gam

   C. 37,6 gam

   D. 97,2 gam

Chọn đáp án: A

Giải thích:

nkhí = nNO + nNO2 = 0,4 mol

mkhí = 30nNO + 46nNO2 = 15,2 gam

→ nNO = nNO2 = 0,2 mol

Bảo toàn electron: 2nCu = 3nNO + nNO2 = 0,4 mol

→ nCu(NO3)2 = 0,4 mol

→ mCu(NO3)2 = 75,2 gam

Câu 5: Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch gồm HNO3 0,6M và H2SO4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là

   A. 20,16 gam.

   B. 22,56 gam.

   C. 19,76 gam.

   D. 19,20 gam.

Chọn đáp án: C

Giải thích:

nCu = 0,12 mol

nH+ = 0,32 mol ; nNO3- = 0,12 mol ; nSO42- = 0,1 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

0,12   0,32   0,12

0,12   0,32   0,08   0,12

0        0         0,04

mmuối = mCu2+ + mSO42- + mNO3- = 19,76 gam

Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 19,2 gam Cu bằng dung dịch HNO3 loãng. Tất cả lượng khí NO thu được đem oxi hoá thành NO2 rồi sục vào nước có dòng oxi để chuyển thành HNO3. Thể tích khí oxi (đktc) đã tham gia vào các quá trình trên là:

   A. 3,36 lít

   B. 2,24 lít

   C. 6,67 lít

   D. 4,48 lít

Chọn đáp án: A

Giải thích:

Bảo toàn electron cho tất cả các quá trình:

2nCu = 4nO2 → nO2 = 0,15 mol

→ V = 3,36 lít

Câu 7: Cho 6,4 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M, thu được V lít khí NO ( là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là:

   A. 1,344.

   B. 0,896.

   C. 14,933.

   D. 0,672.

Chọn đáp án: A

Giải thích:

nCu = 0,1 mol;

∑nH+ = 0,24 mol; nNO3- = 0,12 mol.

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O.

→ H+ hết → nNO = 0,06 mol → V = 1,344 lít

Câu 8: Thực hiện hai thí nghiệm:

1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO.

2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lít NO.

Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện. Quan hệ giữa V1 và V2 là

   A. V2 = V1

   B. V2 = 2V1.

   C. V2 = 2,5V1

   D. V2 = 1,5V1.

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Có nCu = 0,06 mol.

PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O.

- Thí nghiệm 1: nH+ = nNO3- = 0,08 mol. Để ý rằng Cu dư → nNO = nH+ : 4 = 0,02 mol.

- Thí nghiệm 2: nH+ = 0,16 mol; nNO3- = 0,08 mol. Để ý rằng NO3- dư → nNO = 0,04 mol.

Tỷ lệ V1 :V2 = 1:2 mol.

Bài giảng: Bài tập sắt, hợp chất của sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

crom-sat-dong.jsp

Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa