Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:

Phương trình C + HNO₃ → CO₂ + NO₂ + H₂O

1. Phương trình phản ứng hóa học:

            C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.

- Chất rắn màu đen (C) tan dần và xuất hiện khí nâu đỏ Nito dioxit (NO2) làm sủi bọt khí.

3. 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

4. Điều kiện phản ứng

- nhiệt độ

5. Phương trình ion thu gọn của phản ứng Cu tác dụng HNO₃ loãng 

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

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

7.1. Tính chất hóa học của Cacbon

- Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.

    - Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.

    a. Tính khử

    - Tác dụng với oxi

    Ở nhiệt độ cao C lại khử CO₂ theo phản ứng:

    - Tác dụng với oxit kim loại:

       + C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (tº)

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO (tº)

       + Với CaO và Al₂O₃:

CaO + 3C → CaC₂ + CO (trong lò điện)

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (2000ºC)

    - Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H₂SO₄ đặc, HNO₃, KNO₃, KClO₃, K₂Cr₂O₇, ... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO₂).

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

C + 4HNO₃ đặc → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4KNO₃ → 2K₂O + CO₂ + 4NO₂ (tº)

    - Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H₂O → CO + H₂ (1000ºC)

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

    b. Tính oxi hóa

    - Tác dụng với hidro

    - Tác dụng với kim loại

7.2. Tính chất hóa học của HNO₃

a. Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất:

Axit nitric được xếp hạng trong danh sách những axit mạnh nhất.  Đây là một axit khan – một monoaxit mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ với hằng số cân bằng axit (pKa) = -2.

Axit nitric phân li hoàn toàn thành các ion H+ và NO3- trong dung dịch loãng. Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển đỏ.

HNO3 có tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat. 

Ví dụ: 

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

CaCO3 + 2HNO3  → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

Ba(OH)2 + 2HNO3  → Ba(NO3)2 + 2H2O

Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

Ví dụ:

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

b. Axit nitric có tính oxi hóa:

Axit nitric cũng là 1 trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử. Cùng tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric thông qua 3 phản ứng:

Một là,Tác dụng với kim loại

Hai là, Tác dụng với phi kim 

Ba là, Tác dụng với hợp chất

Tác dụng với kim loại

Axit nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au. Lúc này, kim loại bị oxi hóa đến mức cao nhất. Sản phẩm của phản ứng này sẽ là NO2(+4) đối với HNO3 đặc và NO(+2) đối với HNO3 loãng. Nhôm, sắt và crom thụ động với axit nitric đặc nguội vì lớp màng oxit bền được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. Đây cũng là lý do bình nhôm hoặc sắt được dùng để đựng HNO3 đặc.

Phương trình phản ứng:

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

Ví dụ: 

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

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

Tác dụng với phi kim

Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là nito dioxit (nếu là axit nitric đặc) và oxit nito (với axit loãng và nước).

Ví dụ: 

S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2(↑) + 2H2O (nhiệt độ)

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

Tác dụng với hợp chất

Là một trong những axit cực mạnh, axit nitric (HNO3) đặc có khả năng oxi hóa – phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau.. Vải, giấy, mùn cưa,… đều bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc. Vì vậy, sẽ vô cùng nguy hiểm nếu để axit nitric (HNO3) tiếp xúc với cơ thể người.

Ví dụ: 

3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O

PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓)  + 8NO2 + 4H2O

HNO3 hòa tan Ag3PO4, không tác dụng với HgS.

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. Cách thực hiện phản ứng

- Cho cacbon tác dụng với dung dịch HNO3

10. Bạn có biết

- Khi đun nóng, HNO3 đặc có thể oxi hoá được các phi kim như C, S, P

11. Bài tập liên quan

12. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Carbon (C) và hợp chất:

C + HNO3 → CO2 + NO2 + H2O

Cu + H2S + 1/2O2 → CuS + H2O

Cu + H2SO4 + 1/2O2 → CuSO4 + H2O

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

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

3Cu + 8HCl + 8NaNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 8NaCl + 4H2O

3Cu + 8HCl + 2NaNO3 → 3CuCl2 + 2NO + 2NaCl + 4H2O

3Cu + 8HCl + 8KNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 8KCl + 4H2O

3Cu + 8HCl + 2KNO3 → 3CuCl2 + 2NO + 2KCl + 4H2O

Cu + H2O + O2 + CO2 → Cu2CO3(OH)2

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Cu + 2Fe(NO3)3 → Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2

Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2

Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4