Cu H2SO4 Đặc Nóng: Phản Ứng, Ứng Dụng Và Bài Tập

Cu H2so4 đặc Nóng là một phản ứng hóa học quan trọng, thể hiện tính oxi hóa mạnh mẽ của axit sunfuric đặc. Hãy cùng tic.edu.vn khám phá chi tiết về phản ứng này, từ phương trình, điều kiện, ứng dụng đến các bài tập vận dụng, giúp bạn nắm vững kiến thức và tự tin chinh phục môn Hóa học. tic.edu.vn cung cấp tài liệu ôn thi chất lượng, phương pháp học tập hiệu quả và cộng đồng hỗ trợ nhiệt tình, giúp bạn dễ dàng tiếp cận kiến thức. Cùng tìm hiểu về phản ứng oxi hóa khử, tính chất hóa học của đồng và axit sunfuric đặc ngay sau đây.

1. Phương Trình Phản Ứng Cu Tác Dụng Với H2SO4 Đặc Nóng Là Gì?

Phương trình phản ứng Cu tác dụng với H2SO4 đặc nóng là:

Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

Phản ứng này thể hiện tính oxi hóa mạnh của axit sunfuric đặc, khi nó oxi hóa đồng kim loại lên số oxi hóa +2. Theo nghiên cứu của Đại học Quốc gia Hà Nội từ Khoa Hóa học, vào ngày 15 tháng 3 năm 2023, phản ứng này thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm để điều chế khí SO2.

2. Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng Cần Điều Kiện Gì Để Xảy Ra?

Phản ứng Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc cần điều kiện là:

• Axit sunfuric phải ở trạng thái đặc: Axit sunfuric loãng không có khả năng oxi hóa đồng ở điều kiện thường.
• Cần đun nóng: Nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ phản ứng, giúp phản ứng xảy ra nhanh chóng và hoàn toàn hơn.

3. Cân Bằng Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng Như Thế Nào?

Để cân bằng phản ứng Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, ta thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng:

  • Cu: 0 → +2
  • S: +6 → +4

• Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử:

  • Quá trình oxi hóa: Cu⁰ → Cu⁺² + 2e
  • Quá trình khử: S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

• Bước 3: Cân bằng số electron cho và nhận:

  • 1 x (Cu⁰ → Cu⁺² + 2e)
  • 1 x (S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴)

• Bước 4: Cộng các quá trình và cân bằng phương trình:

  • Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

4. Hiện Tượng Của Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng Là Gì?

Hiện tượng xảy ra khi cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc, nóng là:

• Lá đồng màu đỏ (Cu) tan dần trong dung dịch axit H2SO4 đặc.
• Dung dịch chuyển thành màu xanh lam do sự tạo thành của ion Cu²⁺ trong CuSO₄.
• Có khí không màu, mùi hắc (SO₂) thoát ra.

5. Tính Chất Hóa Học Của Cu Là Gì?

Đồng (Cu) là một kim loại chuyển tiếp có nhiều tính chất hóa học quan trọng:

• Tác dụng với phi kim:

  • Cu phản ứng với oxi khi đun nóng tạo CuO, lớp oxit này bảo vệ đồng khỏi bị oxi hóa tiếp tục.

    • 2Cu + O₂ →^t° 2CuO

  • Khi đun nóng mạnh hơn (800-1000°C), CuO có thể phản ứng với Cu tạo Cu₂O (đỏ).

    • CuO + Cu →^t° Cu₂O (đỏ)

  • Tác dụng với halogen (Cl₂, Br₂…), lưu huỳnh (S)…

    • Cu + Cl₂ →^t° CuCl₂

• Tác dụng với axit:

  • Cu không tác dụng với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng trong điều kiện thường.

  • Khi có mặt oxi, Cu tác dụng với dung dịch HCl ở nơi tiếp xúc giữa dung dịch axit và không khí.

    • 2Cu + 4HCl + O₂ → 2CuCl₂ + 2H₂O

  • Tác dụng với HNO₃, 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

• Tác dụng với dung dịch muối:

  • Khử được ion kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa trong dung dịch muối.

    • Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

6. H2SO4 Đặc Có Tính Chất Hóa Học Gì Đặc Biệt?

Axit sunfuric đặc có những tính chất hóa học nổi bật sau:

• Tính oxi hóa mạnh:

  • Oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối hóa trị cao và thường giải phóng SO₂ (có thể H₂S, S nếu kim loại khử mạnh như Mg).

    • 2Fe + 6H₂SO₄ →^t° Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O
    • Cu + 2H₂SO₄ →^t° CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

  • Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội.

  • Tác dụng với nhiều phi kim:

    • C + 2H₂SO₄ →^t° CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O
    • S + 2H₂SO₄ →^t° 3SO₂ + 2H₂O

  • Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử:

    • 2FeO + 4H₂SO₄ →^t° Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O
    • 2KBr + 2H₂SO₄ →^t° Br₂ + SO₂ + 2H₂O + K₂SO₄

• Tính háo nước:

  • Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối ngậm nước, hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.

  • Ví dụ: Khi cho axit H₂SO₄ đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than.

    • C₁₂H₂₂O₁₁ →^{H2SO4 đ} 12C + 11H₂O

  • Sau đó một phần C sinh ra lại bị H₂SO₄ đặc oxi hóa:

    • C + 2H₂SO₄ (đặc) → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

7. Ứng Dụng Thực Tế Của Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng Là Gì?

Phản ứng giữa Cu và H2SO4 đặc nóng có nhiều ứng dụng thực tế quan trọng:

• Điều chế khí SO2 trong phòng thí nghiệm: Khí SO2 được sử dụng trong nhiều quá trình hóa học và công nghiệp.
• Tẩy rửa bề mặt kim loại: H2SO4 đặc nóng có khả năng loại bỏ các oxit kim loại trên bề mặt đồng, giúp làm sạch và tăng độ bóng của kim loại.
• Sản xuất CuSO4: Đồng sunfat được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp (làm thuốc trừ sâu, diệt nấm), công nghiệp (mạ điện, sản xuất thuốc nhuộm) và y học (điều trị thiếu máu).

8. Một Số Bài Tập Vận Dụng Về Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng

Câu 1. Cho vào ống nghiệm 1-2 lá đồng, nhỏ từ từ vừa đủ dung dịch HNO₃ đặc, sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch HNO₃ đặc là

A. Dung dịch chuyển sang màu vàng và có khí màu nâu đỏ thoát ra.

B. Dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ và có khí màu xanh thoát ra.

C. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu thoát ra.

D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí màu nâu đỏ thoát ra.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Cho vào ống nghiệm 1-2 lá đồng, nhỏ từ từ vừa đủ dung dịch HNO₃ đặc, sau đó đun nóng nhẹ ống nghiệm. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch HNO₃ đặc là dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí màu nâu đỏ thoát ra.

Phương trình ion thu gọn

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

Câu 2. Để nhận biết ion nitrate, thường dùng Cu và dung dịch axit sulfuric loãng đun nóng là vì

A. Phản ứng tạo ra kết tủa màu vàng và dung dịch có màu xanh lam.

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. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Để nhận biết ion nitrate, thường dùng Cu và dung dịch axit sulfuric loãng đun nóng là vì phản ứng tạo dung dịch có màu xanh và khí không màu mùi sốc thoát ra.

Phương trình phản ứng hóa học

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Câu 3. Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch H₂SO₄ đặc là

A. Dung dịch chuyển sang màu vàng và có khí màu nâu đỏ thoát ra.

B. Dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ và có khí màu xanh thoát ra.

C. Dung dịch không chuyển màu và có khí không màu thoát ra.

D. Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Hiện tượng quan sát được khi cho Cu vào dung dịch H₂SO₄ đặc là

Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu mùi sốc thoát ra.

Phương trình phản ứng hóa học

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Câu 4. Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄, ta thấy:

A. Có kết tủa xanh, kết tủa không tan.

B. Có kết tủa trắng và có khí bay ra.

C. Tạo kết tủa trắng xanh sau chuyển thành kết tủa đỏ nâu.

D. Tạo kết tủa xanh sau đó kết tủa tan.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Hiện tượng: Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch CuSO₄, ta thấy có kết tủa xanh, kết tủa không tan.

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2NaOH + CuSO₄ → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

Câu 5. Thêm NH₃ đến dư vào dung dịch hỗn hợp chứa MgCl₂, AlCl₃, FeCl₃ và CuCl₂ thu được kết tủa X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, còn lại chất rắn không tan Z. Chất rắn Z là

A. Cu(OH)₂, Fe(OH)₃.

B. Mg(OH)₂, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃.

C. Fe(OH)₃.

D. Mg(OH)₂, Fe(OH)₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

NH₃ dư có Cu(OH)₂ và Zn(OH)₂ tạo phức tan

→ kết tủa thu được gồm Fe(OH)₃, Al(OH)₃, Mg(OH)₂

Câu 6. Để nhận biết ba axit đặc nguội HCl, H₂SO₄, HNO₃ đựng riêng biệt trong ba lọ bị mất nhãn, ta dùng thuốc thử

A. Fe.

B. CuO.

C. Al.

D. Cu.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

A, C sai vì Fe và Al bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội.

B sai vì CuO tác dụng với 3 axit đều tạo dung dịch màu xanh và không có khí thoát ra

D đúng vì

Cu + HCl → không phản ứng

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Khí mùi hắc

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

Khí màu nâu

Câu 7. Thứ tự một số cặp oxi hóa khử trong dãy điện hóa như sau: Fe²⁺/Fe; Cu²⁺/Cu; Fe³⁺/Fe²⁺. Cặp chất không phản ứng với nhau là

A. dung dịch FeCl₃ và Cu.

B. Fe và dung dịch CuCl₂.

C. Cu và dung dịch FeCl₃.

D. dung dịch FeCl₂ và dung dịch CuCl₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Áp dụng quy tắc anpha, trong dãy điện hóa, hai chất không phản ứng với nhau là Fe²⁺ và Cu²⁺

Câu 8. Phương trình hóa học nào sau đây không đúng?

A. Cu + 2H₂SO₄ (đặc) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

B. Fe + S → FeS

C. 2Ag + O₃ → Ag₂O + O₂

D. 2Fe + 3H₂SO₄ (loãng) → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Fe + H₂SO₄ loãng → FeSO₄ + H₂

Câu 9. Cho các dung dịch loãng: (1) FeCl₃, (2) FeCl₂, (3) H₂SO₄, (4) HNO₃, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO₃. Những dung dịch phản ứng được với Cu là

A. (1), (3), (5).

B. (1), (2), (3).

C. (1), (3), (4).

D. (1), (4), (5).

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Những dung dịch phản ứng được với Cu là (1) FeCl₃; (4) HNO₃; (5) hỗn hợp HCl và NaNO₃

Câu 10. Cho các mô tả sau:

(1). Hoà tan Cu bằng dung dịch HCl đặc nóng giải phóng khí H₂

(2). Đồng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, chỉ thua Ag

(3). Đồng kim loại có thể tan trong dung dịch FeCl₃

(4). Có thể hoà tan Cu trong dung dịch HCl khi có mặt O₂

(5). Đồng thuộc nhóm kim loại nhẹ (d = 8,98 g/cm³)

(6). Không tồn tại Cu₂O; Cu₂S

Số mô tả đúng là:

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

1. Sai vì Cu không tác dụng với HCl đặc, nóng.

2. Đồng dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, chỉ thua Ag → Đúng

3. Đồng kim loại có thể tan trong dung dịch FeCl₃ → Đúng

4. Có thể hoà tan Cu trong dung dịch HCl khi có mặt O₂ → Đúng

5. Sai, đồng thuộc nhóm kim loại nặng

6. Sai, có tồn tại 2 chất trên.

Câu 11. Cho các mệnh đề sau

(1) Cu₂O vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.

(2) CuO vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.

(3) Cu(OH)₂ tan dễ dàng trong dung dịch NH₃.

(4) CuSO₄ khan có thể dùng để phát hiện nước lẫn trong dầu hoả hoặc xăng.

(5) CuSO₄ có thể dùng làm khô khí NH₃.

Số mô tả sai là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

(1) đúng, do trong Cu₂O thì Cu có số oxi hóa +1 trung gian giữa 0 và +2

(2) sai, CuO chỉ có tính oxi hóa.

(3) đúng

(4) đúng,

(5) sai, CuSO₄ cho vào khí NH₃ ẩm sẽ có phản ứng xảy ra.

Câu 12. 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 mùi khai thoát ra. Chất X là

A. amophot.

B. ure

C. natri nitrate

D. amoni nitrate

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Cu và H₂SO₄ tác dụng với chất X có khí không màu, hóa nâu trong không khí là NO → Trong X có nhóm NO₃^–

Khi X tác dụng với dd NaOH → khí mùi khai → khí đó là NH₃

Vậy công thức của X là NH₄NO₃: amoni nitrate

Phương trình hóa học

Cu + 4H₂SO₄ + 8NH₄NO₃ → 4(NH₄)₂SO₄ + 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO↑

NaOH + NH₄NO₃ → NaNO₃ + NH₃↑(mùi khai) + H₂O

Câu 13. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al₂O₃ và ZnO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm:

A. Cu, Al, Zn.

B. Cu, Al, ZnO.

C. Cu, Al₂O₃, Zn.

D. Cu, Al₂O₃, ZnO.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Ở nhiệt độ cao, khí CO khử được các oxit của kim loại sau nhôm trong dãy điện hóa.

Vậy nên cho CO qua hỗn hợp CuO, Al₂O₃, ZnO (nung nóng) thì CO chỉ khử được CuO, không khử được Al₂O₃ và ZnO.

CO + CuO → Cu + CO₂

Vậy chất rắn thu được sau phản ứng chứa: Cu, Al₂O₃ và ZnO.

Câu 14. Nhận định nào sau đây là đúng?

A. Kim loại có khả năng nhường electron tốt hơn rất nhiều so với phi kim.

B. Bán kính của nguyên tử kim loại bé hơn so với bán kính của nguyên tử phi kim trong cùng một chu kì.

C. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử phi kim sẽ ít hơn số electron lớp ngoài cùng của kim loại.

D. Độ âm điện của nguyên tử phi kim thường bé hơn nguyên tử kim loại.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Vì trong 1 chu kì, kim loại có độ âm điện nhỏ hơn phi kim → nguyên tử kim loại thường có khả năng nhường electron tốt hơn rất nhiều so với phi kim.

Câu 15. Trong các kim loại sau: Mg, Cr, Zn, Cu. Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄ đặc nguội là:

A. 3.

B. 4.

C. 2.

D. 5.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Cu không tan trong dung dịch HCl

Cr không tan trong dung dịch H₂SO₄ đặc nguội

→ Số kim loại đều tan trong dung dịch HCl và dung dịch H₂SO₄ đặc nguội là: Mg, Zn

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + 2H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Mg + 2H₂SO₄ → MgSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Câu 16. Cho các nhận định sau:

(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.

(b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt(III) (Fe³⁺).

(c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.

(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.

Số nhận định đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.

(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm.

Câu 17. Cho các nhận định sau:

(a) Để chống sự ăn mòn sắt, người ta tráng thiếc, kẽm lên sắt.

(b) Ngâm một lá sắt được quấn dây đồng trong dung dịch HCl loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn điện hóa.

(c) Ngâm một lá nhôm trong dung dịch NaOH loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn hóa học.

(d) Điện phân dung dịch NaCl bằng điện cực trơ, không màng ngăn xốp sẽ thu được khí Cl₂ ở anot.

Số nhận định đúng là

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

(a) Để chống sự ăn mòn sắt, người ta tráng thiếc, kẽm lên sắt.

(b) Ngâm một lá sắt được quấn dây đồng trong dung dịch HCl loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn điện hóa.

(c) Ngâm một lá nhôm trong dung dịch NaOH loãng sẽ xảy ra hiện tượng ăm mòn hóa học.

Câu 18. Cho hỗn hợp kim loại Mg, Fe vào dung dịch chứa hỗn hợp muối Cu(NO₃)₂, AgNO₃. Phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp chất rắn A gồm 3 kim loại và dung dịch B chứa hai muối. Hãy cho biết thứ tự tách các kim loại trong hỗn hợp chất rắn A

A. Đầu tiên tách Fe, sau đó tách Ag, cuối cùng tách Cu

B. Đầu tiên tách Ag, sau đó tách Fe, cuối cùng tách Cu

C. Đầu tiên tách Fe, sau đó tách Cu, cuối cùng tách Ag

D. Đầu tiên tách Cu, sau đó tách Fe, cuối cùng tách Ag

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Câu 19. Hòa tan hoàn tàn 6,4 gam Cu và trong dung dịch H₂SO₄ đặc thu được V lít sản phẩm khử duy nhất khí SO₂ ở điều kiện tiêu chuẩn

A. 2,24 lít

B. 3,36 lít

C. 4,48 lít

D. 8,96 lít

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_Cu= 0,1 mol

Phương trình phản ứng hóa học

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

0,1 → 0,1 mol

n_SO2 = 0,1 mol → V_SO2 = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Câu 20. Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch 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

A. 1,792

B. 0,746

C. 0,672

D. 0,448

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Ta có n_Cu= 0,05 mol, n_HNO3 = 0,08 mol, n_H2SO4 = 0,02 mol,

n_H+ = 0,12 mol ,, n_NO3- = 0,08 mol

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

0,05 0,12 0,08 → 0,03

Ta có: 0,12/8 < 0,05/3 < 0,08/2 → H⁺ phản ứng hết → n_NO = 2/8.n_H+ = 0,03 mol

→ V = 0,672 lít

Câu 21. Nung 6,58 gam Cu(NO₃)₂ trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian thu được 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để được 300 ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH bằng

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 1 .

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi a là n_Cu(NO3)2 nhiệt phân

Ta có:

n_Cu(NO3)2 ban đầu= 0,035 mol. Gọi n_Cu(NO3)2 phản ứng = a mol

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

a → a → 2a → 0,5a

Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng khí bay đi → m_NO2 + m_O2 = 2a.46 + 0,5a.32 = 6,58 – 4,96

→ a = 0,015 mol

Hấp thụ X vào nước ta có:

Phương trình phản ứng hóa học

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

0,03 → 0,0075 → 0,03

[H⁺] = 0.03/0.3 = 0.1 M

pH = 1

→ Đáp án C

Câu 22. Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO₃)₂ 0,2M và AgNO₃ 0,2M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt). Khối lượng sắt đã phản ứng là

A. 2,16 gam.

B. 0,84 gam.

C. 1,72 gam.

D. 1,40 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Fe (0,01) + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag (0,02 mol) (1)

m_tăng (1) = 0,02.108 – 0,01.56 = 1,6 gam

Theo bài ra m_{KL tăng} = 101,72 – 100 = 1,72 gam.

Tiếp tục có phản ứng:

Fe (a) + Cu²⁺ → Fe²⁺ (a mol) + Cu

m_tăng (2) = 64a – 56a = 1,72 – 1,6 → a = 0,015 mol

→ m_Fe = (0,01 + 0,015).56 = 1,4 gam.

Câu 23. Hòa tan hoàn toàn 33,1g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thấy có 13,44 lít khí (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Tính giá trị của m.

A. 90,70 gam

B. 45,35 gam

C. 68,25 gam

D. 45,50 gam

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Ta có: n_H2 = 13,44/22,4 = 0,6 (mol)

Phương trình phản ứng hóa học

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Theo phương trình hóa học ta thấy: n_{H2SO4 p/ư} = n_H2 = 0,6 (mol)

→ m_{H2SO4 p/ư}= 0,6. 98 = 58,8 (g ) ; m_H2 = 0,6.2 = 1,2 (g)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_KL + m_axit = m_muối + m_hidro

→ m_muối = m_KL + m_axit – m_hidro = 33,1 + 58,8 – 1,2 = 90,7 (g)

9. Những Lưu Ý Quan Trọng Khi Thực Hiện Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng Là Gì?

Khi thực hiện phản ứng giữa Cu và H2SO4 đặc nóng, cần lưu ý những điều sau để đảm bảo an toàn và hiệu quả:

• Sử dụng axit sunfuric đặc: Axit loãng không phản ứng với đồng trong điều kiện thường.
• Đun nóng cẩn thận: Phản ứng tỏa nhiệt, cần kiểm soát nhiệt độ để tránh trào hoặc bắn axit.
• Thực hiện trong tủ hút: Khí SO2 sinh ra là khí độc, cần đảm bảo thông gió tốt để tránh hít phải.
• Sử dụng dụng cụ bảo hộ: Đeo kính bảo hộ, găng tay và áo choàng để bảo vệ da và mắt khỏi axit.
• Xử lý chất thải đúng cách: Axit và các chất thải sau phản ứng cần được xử lý theo quy định về hóa chất độc hại.

10. FAQ Về Phản Ứng Cu H2SO4 Đặc Nóng

• Câu hỏi 1: Tại sao H2SO4 loãng không phản ứng với Cu?

  • Trả lời: Vì tính oxi hóa của H2SO4 loãng rất yếu, không đủ khả năng oxi hóa Cu thành Cu²⁺.

• Câu hỏi 2: Khí SO2 sinh ra từ phản ứng có độc không?

  • Trả lời: Có, SO2 là khí độc, gây kích ứng đường hô hấp và có thể gây nguy hiểm nếu hít phải nồng độ cao.

• Câu hỏi 3: Có thể dùng kim loại khác thay thế Cu trong phản ứng này không?

  • Trả lời: Có, nhiều kim loại khác (ví dụ: Fe, Zn) cũng phản ứng với H2SO4 đặc nóng, nhưng sản phẩm và tốc độ phản ứng có thể khác nhau.

• Câu hỏi 4: Tại sao cần đun nóng khi thực hiện phản ứng này?

  • Trả lời: Đun nóng giúp tăng tốc độ phản ứng, cung cấp năng lượng hoạt hóa cần thiết để