Trả lời nhanh
Đáp án đúng là B. HNO3 loãng. Đồng đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học nên không khử được H+ của HCl. Nhưng HNO3 là axit có tính oxi hóa mạnh, ion NO3− trong môi trường H+ oxi hóa được Cu thành Cu2+, sinh ra khí NO.
Đề bài và hướng nghĩ
Câu hỏi quen thuộc: “Dung dịch nào sau đây tác dụng được với kim loại Cu? A. HCl; B. HNO3 loãng; …”. Hai phương án đầu cho thấy ngay điểm mấu chốt của bài: so sánh axit chỉ có tính axit (HCl) với axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3).
Cách nghĩ nhanh: kim loại đứng sau H (Cu, Ag, Au, Pt…) không tan trong axit “thường” như HCl, H2SO4 loãng. Muốn hòa tan phải dùng axit có tính oxi hóa mạnh: HNO3 (loãng hay đặc) hoặc H2SO4 đặc, nóng.
Giải thích vì sao chọn B
HCl không phản ứng với Cu
Trong HCl, chất oxi hóa chỉ là H+. Cặp 2H+/H2 có thế điện cực chuẩn bằng 0 V, còn cặp Cu2+/Cu có thế +0,34 V (cao hơn). Vì vậy H+ không đủ mạnh để oxi hóa Cu, không có khí H2 thoát ra.
HNO3 loãng hòa tan được Cu
Chất oxi hóa lúc này là NO3−/H+, mạnh hơn nhiều so với H+ đơn thuần:
3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Hiện tượng: miếng đồng tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh lam (ion Cu2+), có khí không màu thoát ra rồi hóa nâu đỏ khi tiếp xúc không khí (2NO + O2 → 2NO2).
Với HNO3 đặc, sản phẩm khử là NO2 màu nâu đỏ:
Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Các dung dịch khác hay gặp trong dạng câu này
| Dung dịch | Phản ứng với Cu? | Ghi chú |
|---|---|---|
| HCl, H2SO4 loãng | Không | Cu đứng sau H |
| H2SO4 đặc, nóng | Có | Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (đun nóng) |
| AgNO3 | Có | Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓ |
| FeCl3 | Có | Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 |
| NaOH, KOH | Không | Cu không tan trong kiềm |
| FeSO4, ZnSO4, MgSO4 | Không | Cu yếu hơn Fe, Zn, Mg nên không đẩy được các kim loại này |
Lưu ý: đề gốc có thể còn các phương án C, D khác; hãy đối chiếu từng phương án với bảng trên để loại trừ.
Lỗi sai thường gặp
- Thấy “axit” là cho phản ứng: không phải axit nào cũng hòa tan được Cu. HCl và H2SO4 loãng thì không.
- Nhầm sản phẩm khí: HNO3 loãng → NO; HNO3 đặc → NO2; không bao giờ tạo H2.
- Quên điều kiện: H2SO4 chỉ hòa tan Cu khi đặc và đun nóng.
- Nhầm với trường hợp có oxi: Cu có thể tan chậm trong HCl nếu có O2 (2Cu + O2 + 4HCl → 2CuCl2 + 2H2O), nhưng khi đó chất oxi hóa là O2, không phải HCl. Đề trắc nghiệm thông thường không xét trường hợp này.
Mẹo nhớ: “Cu sợ nhất NO3− trong axit”: thấy HNO3 là Cu tan.
Bài luyện tập
Bài 1. Dung dịch nào sau đây hòa tan được Cu: NaOH, H2SO4 loãng, AgNO3, MgSO4?
Đáp án: AgNO3, vì Cu đứng trước Ag nên đẩy được Ag ra khỏi muối.
Bài 2. Cho 9,6 gam Cu tác dụng với lượng dư dung dịch HNO3 loãng. Tính thể tích khí NO (đktc, giả sử NO là sản phẩm khử duy nhất).
Lời giải: nCu = 9,6 : 64 = 0,15 mol. Theo phương trình 3Cu → 2NO nên nNO = 0,15 × 2/3 = 0,1 mol. V = 0,1 × 22,4 = 2,24 lít.
Bài 3. Vì sao có thể dùng dung dịch FeCl3 để ăn mòn đồng trên bảng mạch in?
Gợi ý: Fe3+ oxi hóa Cu thành Cu2+, đồng bị hòa tan: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2.
Câu hỏi thường gặp
Cu có tác dụng với dung dịch HCl không?
Không. Cu đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học nên H+ của HCl không oxi hóa được Cu, không có khí H2 thoát ra.
Cu tác dụng với HNO3 loãng tạo khí gì?
Tạo khí NO không màu, hóa nâu đỏ trong không khí: 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Cu có tan trong H2SO4 loãng không?
Không. Cu chỉ tan trong H2SO4 đặc, nóng, tạo CuSO4, khí SO2 và nước.
Những dung dịch muối nào hòa tan được Cu?
Muối của kim loại yếu hơn Cu như AgNO3, hoặc muối Fe3+ như FeCl3, Fe2(SO4)3. Muối của Zn, Fe2+, Mg thì không phản ứng.