Phương trình CuO với HNO3 và cách đếm Cu, H, N, O
Lớp 11Hóa học

CuO + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O: Cân bằng, hiện tượng và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O. Đây là phản ứng giữa oxit bazơ và axit, xảy ra ở nhiệt độ thường. Chất rắn màu đen CuO tan dần, dung dịch chuyển sang màu xanh lam do ion Cu2+. Phản ứng không có khí thoát ra vì không phải phản ứng oxi hoá – khử.

Phương trình hoá học CuO + HNO3

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

Chất Tên gọi Trạng thái, màu sắc
CuO Đồng(II) oxit Chất rắn, màu đen
HNO3 Axit nitric Dung dịch không màu
Cu(NO3)2 Đồng(II) nitrat Tan trong nước, dung dịch xanh lam
H2O Nước Chất lỏng

Điều kiện và hiện tượng

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, dùng dung dịch HNO3 (loãng hay đặc đều được). Đun nhẹ chỉ làm phản ứng nhanh hơn.
  • Hiện tượng: bột CuO màu đen tan dần, dung dịch thu được có màu xanh lam.
  • Không thấy bọt khí hay khí nâu thoát ra.

Vì sao phản ứng xảy ra? Bản chất của phản ứng

CuO là oxit bazơ, không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch axit. HNO3 là axit mạnh nên phân li hoàn toàn ra H+. Ion H+ kết hợp với O2− trong CuO tạo nước, còn Cu2+ đi vào dung dịch.

Phương trình ion thu gọn:

CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O

Hãy kiểm tra số oxi hoá: Cu từ +2 vẫn là +2, N trong NO3− vẫn là +5, O vẫn là −2. Không nguyên tố nào đổi số oxi hoá nên đây là phản ứng trao đổi (axit + oxit bazơ), không phải oxi hoá – khử. Trong phản ứng này HNO3 chỉ thể hiện tính axit, không thể hiện tính oxi hoá.

Cách cân bằng nhanh

  1. Vế phải có 1 nhóm NO3 trong mỗi gốc nitrat, mà Cu(NO3)2 có 2 gốc → cần 2 HNO3.
  2. 2 HNO3 có 2 nguyên tử H → tạo ra 1 H2O.
  3. Kiểm tra O: vế trái 1 + 6 = 7; vế phải 6 + 1 = 7. Đã cân bằng.

Mẹo nhớ: oxit bazơ + axit → muối + nước; hệ số của axit bằng hoá trị của kim loại nhân với số gốc axit trong muối (ở đây Cu hoá trị II nên cần 2 HNO3).

Lỗi sai thường gặp

  • Nhầm với Cu + HNO3. Kim loại Cu bị HNO3 oxi hoá và sinh khí NO hoặc NO2; còn CuO thì không có khí.
    • 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
  • Viết hệ số HNO3 là 1 hoặc quên H2O ở sản phẩm.
  • Nhầm với Cu2O. Cu2O (đồng(I) oxit) có Cu mang số oxi hoá +1 nên bị HNO3 oxi hoá và sinh khí: 3Cu2O + 14HNO3 → 6Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 7H2O.

Phản ứng liên quan cần biết

  • Nhiệt phân muối: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ (nhiệt độ cao). Khí NO2 màu nâu đỏ.
  • Thêm kiềm vào dung dịch muối: Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ (xanh lơ) + 2NaNO3.
  • CuO còn tan trong HCl, H2SO4 loãng theo cùng kiểu: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 8,0 gam CuO tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3. Tính số mol HNO3 phản ứng và khối lượng Cu(NO3)2 tạo thành.

Giải: nCuO = 8,0 : 80 = 0,1 mol. Theo phương trình, nHNO3 = 2 × 0,1 = 0,2 mol; nCu(NO3)2 = 0,1 mol. Khối lượng muối: 0,1 × 188 = 18,8 gam.

Bài 2. Hoà tan hoàn toàn 4,0 gam CuO vào dung dịch HNO3 10% vừa đủ. Tính nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch sau phản ứng.

Giải: nCuO = 0,05 mol → nHNO3 = 0,1 mol → mHNO3 = 6,3 gam → khối lượng dung dịch axit = 6,3 : 0,1 = 63 gam. Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 4,0 + 63 = 67 gam (không có khí hay kết tủa). Khối lượng muối = 0,05 × 188 = 9,4 gam. C% = 9,4 : 67 × 100% ≈ 14,03%.

Bài 3. Một hỗn hợp gồm CuO và Cu cho vào dung dịch HNO3 loãng thì chỉ một chất sinh ra khí. Chất nào, và khí gì?

Giải: Chỉ Cu bị oxi hoá, sinh khí NO (không màu, hoá nâu trong không khí). CuO chỉ hoà tan tạo muối và nước.

Tóm tắt

  • CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O.
  • Rắn đen tan, dung dịch xanh lam, không có khí.
  • Phản ứng trao đổi, HNO3 chỉ đóng vai trò axit.

Câu hỏi thường gặp

CuO tác dụng với HNO3 loãng và HNO3 đặc có khác nhau không?

Không khác. Cu trong CuO đã ở mức oxi hoá cao +2 nên HNO3 chỉ đóng vai trò axit, sản phẩm đều là Cu(NO3)2 và H2O, không có khí.

Hiện tượng khi cho CuO vào dung dịch HNO3 là gì?

Chất rắn màu đen CuO tan dần, dung dịch tạo thành có màu xanh lam của ion Cu2+; không có khí thoát ra.

Phản ứng CuO + HNO3 có phải phản ứng oxi hoá – khử không?

Không. Số oxi hoá của Cu (+2), N (+5) và O (−2) đều không thay đổi, đây là phản ứng trao đổi giữa oxit bazơ và axit.

Vì sao Cu + HNO3 có khí còn CuO + HNO3 thì không?

Cu kim loại (số oxi hoá 0) bị HNO3 oxi hoá lên Cu2+ và HNO3 bị khử thành NO hoặc NO2. CuO đã chứa Cu2+ nên không bị oxi hoá thêm.

Bài học liên quan