Tailieumoi.vn xin giới thiệu phương trình C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O 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 của Cacbon. Mời các bạn đón xem:

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

1. Phương trình phản ứng hóa học

C + 4HNO_{3 đặc} $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

2. Hiện tượng phản ứng

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

3. Điều kiện xảy ra phản ứng

- HNO₃ đặc, đun nóng.

4. Tính chất hoá học

4.1. Tính chất hoá 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.

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

Tính oxi hóa

    - Tác dụng với hidro

    - Tác dụng với kim loại

5. Cách tiến hành thí nghiệm

- Cho bột than vào ống nghiệm chứa HNO₃, đun nóng.

6. Bạn có biết

- Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do gần như tinh khiết.

- Cacbon còn có trong các khoáng vật như canxit (đá vôi, đá hoa, đá phấn đều chứa CaCO₃), magiezit (MgCO₃), đolomit (CaCO₃.MgCO₃).

- Dầu mỏ, khí thiên nhiên là hỗn hợp của các chất khác nhau chứa cacbon.

- Cơ thể động thực vật cũng chứa nhiều hợp chất của cacbon.

7. Bài tập liên quan

Câu 1: Tính oxi hóa của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?

A. C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂

B. C + 2CuO $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Cu + CO₂

C. 3C + 4Al $\stackrel{t^o}{\to }$ Al₄C₃

D. C + H₂O $\stackrel{t^o}{\to }$ CO + H₂

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Tính oxi hóa của C thể hiện khi tác dụng với hiđro và kim loại.

$3\stackrel{0}{C}+4Al\stackrel{t^o}{\to }A{l}_4{\stackrel{-4}{C}}_3$

Câu 2: Tính khử của cacbon thể hiện ở phản ứng nào trong các phản ứng sau?

A. 2C + Ca $\stackrel{t^o}{\to }$ CaC₂.

B. C + 2H_{2 $\stackrel{t^o}{\to }$} CH₄.

C. C + CO_{2 $\stackrel{t^o}{\to }$} 2CO.

D. 3C + 4Al $\stackrel{t^o}{\to }$ Al₄C₃.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Tính khử của C thể hiện khi tác dụng với oxi, CO₂, oxit kim loại và các chất oxi hóa mạnh như HNO₃, H₂SO₄ đặc, KClO₃,…

$\stackrel{0}{C}+C{O}_2\stackrel{t^o}{\to }2\stackrel{+2}{C}O$

Câu 3: Cho m gam than tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc nóng dư, thu được 11,2 lít hỗn hợp 2 khí (đktc). Giá trị của m là:

A. 1,2.

B. 6.

C. 2,5.

D. 3.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

C + 4HNO_{3 đặc} $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

$\begin{array}{c}{n}_C=amol\to n_{C{O}_2}=amol;n_{N{O}_2}=4amol\\ \to a+4a=\frac{\mathrm{11,2}}{\mathrm{22,4}}\\ \to a=\mathrm{0,5}mol\\ \to m_C=\mathrm{0,5.12}=6gam\end{array}$

Câu 4: Cacbon phản ứng với tất cả các chất trong dãy nào sau đây?

A. Fe₂O₃, CO₂, H₂, HNO₃ đặc.

B. CO, Al₂O₃, HNO₃ đặc, H₂SO₄ đặc.

C. Fe₂O₃, Al₂O₃, CO₂, HNO₃.

D. CO, Al₂O₃, K₂O, Ca.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

3C + 2Fe₂O₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ 3CO₂ + 4Fe

C + CO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CO

C + 2H₂ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$ CH₄

C + 4HNO_{3 đặc $\stackrel{t^o}{\to }$} CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

Câu 5: Đốt cháy hết m gam than (C) trong V lít oxi thu được 2,24 lít hỗn hợp X gồm 2 khí. Tỉ khối của X so với oxi bằng 1,25. Các thể tích đo được (đktc). Giá trị của m và V là

A. 1,2 và 1,96.

B. 1,5 và 1,792.

C. 1,2 và 2,016.

D. 1,5 và 2,8.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂

C + CO_{2 $\stackrel{t^o}{\to }$}2CO

$\frac{n_{CO}}{n_{C{O}_2}}=\frac{44-\mathrm{32.1,25}}{\mathrm{32.1,25}-28}=\frac{1}{3}$

$n_X=\mathrm{0,1}mol\to n_{CO}=\mathrm{0,025}mol;n_{C{O}_2}=\mathrm{0,075}mol$

Bảo toàn nguyên tố C:

$\begin{array}{c}{n}_C=n_{CO}+n_{C{O}_2}=\mathrm{0,1}mol\\ \to m_C=\mathrm{0,1.12}=\mathrm{1,2}gam\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố O:

$n_{O_2}=\frac{n_{CO}}{2}+n_{C{O}_2}=\mathrm{0,0875}mol$

$\to V_{O_2}=\mathrm{1,96}$lít

Câu 6: Trong các phản ứng hóa học, cacbon:

A. chỉ thể hiện tính khử.

B. chỉ thể hiện tính oxi hóa.

C. không thể hiện tính khử hay tính oxi hóa.

D. thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử.

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

Cacbon có các mức oxi hóa có thể có là: -4, 0, +2, +4.

→ Cacbon thể hiện cả tính oxi hóa và tính khử trong các phản ứng hóa học.

Câu 7: Khi đun nấu bằng than tổ ong thường sinh ra khí X không màu, không mùi, bền với nhiệt, hơi nhẹ hơn không khí và dễ gây ngộ độc đường hô hấp. Khí X là

A. N₂. 

B. CO₂.

C. CO. 

D. H₂.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Khi đun nấu than tổ ong sẽ thường sinh ra CO₂ và CO. Trong đó, khí CO là không màu, không mùi, bền với nhiệt, hơi nhẹ hơn không khí và dễ gây ngộ độc đường hô hấp.

Câu 8: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, sau phản ứng thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂ và H₂. Dẫn toàn bộ hỗn hợp X qua dung dịch Ca(OH)₂ thu được 2 gam kết tủa và khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm 0,68 gam so với khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu; khí còn lại thoát ra gồm CO và H₂ có tỉ khối hơi so với H₂ là 3,6. Giá trị của V là

A. 2,688. 

B. 2,912.

C. 3,360. 

D. 3,136.

Hướng dẫn giải :

Đáp án B

Ta có: $m_{dd\downarrow }=m_{\downarrow }-m_{C{O}_2}$

$\begin{array}{c}\to m_{C{O}_2}=2-\mathrm{0,68}=\mathrm{1,32}gam\\ \to n_{C{O}_2}=\frac{\mathrm{1,32}}{44}=\mathrm{0,03}mol\end{array}$

$d_{hh{/}_{H_2}}=\mathrm{3,6}\to M_{hh}=\mathrm{3,6.2}=\mathrm{7,2}$

$\to \frac{n_{H_2}}{n_{CO}}=\frac{28-\mathrm{7,2}}{\mathrm{7,2}-2}=\frac{4}{1}$

Ta có phương trình hóa học:

C + H₂O $\underset{t^0}{\to }$ CO + H₂

C + 2H₂O $\underset{t^0}{\to }$ CO₂ + 2H₂

Gọi số mol của CO là x mol

$\to n_{H_2}=n_{CO}+2n_{C{O}_2}=x+\mathrm{0,03.2}=x+\mathrm{0,06}\left(mol\right)$

→ $\frac{n_{H_2}}{n_{CO}}=\frac{x+\mathrm{0,06}}{x}=4\to x=\mathrm{0,02}\text{mol}$

$\to n_{H_2}=\mathrm{0,08}mol$

→ n_khí = $n_{C{O}_2}+n_{CO}+n_{H_2}=\mathrm{0,03}+\mathrm{0,02}+\mathrm{0,08}=\mathrm{0,13}mol$

$\to V_x=\mathrm{22,4.0,13}=\mathrm{2,912}$lít.

Câu 9:Cacbon vô định hình được điều chế từ than gỗ hay gáo dừa thường gọi là than hoạt tính. Tính chất nào sau đây của than hoạt tính khiến nó được sử dụng để chế tạo các thiết bị phòng độc, lọc nước?

A. Hấp phụ các chất khí, chất tan trong nước.

B. Khử các chất khí độc, các chất tan trong nước.

C. Đốt cháy than sinh ra khí cacbonic.

D. Bám trên bề mặt các chất độc và chất tan ngăn cản độc tính.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Than hoạt tính có khả năng hấp phụ mạnh các chất khí, chất tan trong nước nên được sử dụng để chế tạo các thiết bị phòng độc, lọc nước.

Câu 10: Kim cương và than chì là các dạng:

A. đồng hình của cacbon.

B. đồng vị của cacbon.

C. thù hình của cacbon.

D. đồng phân của cacbon.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Kim cương và than chì là các dạng thù hình của cacbon.

Câu 11: Trong những nhận xét dưới đây, nhận xét nào không đúng ?

A. Khi đốt cháy cacbon, phản ứng tỏa nhiều nhiệt, sản phẩm thu được chỉ là khí cacbonic.

B. Than chì mềm do có cấu trúc lớp, các lớp lân cận liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu.

C. Kim cương là cacbon hoàn toàn tinh khiết, trong suốt, không màu, không dẫn điện.

D. Than gỗ, than xương có khả năng hấp phụ các chất khí và chất tan trong dung dịch.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Cacbon cháy tỏa nhiều nhiệt, ban đầu tạo CO₂. Nếu C dư, C sẽ khử CO₂ thành CO

C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂

C + CO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2CO

Câu 12: Cacbon chỉ thể hiện tính oxi hóa trong phản ứng hóa học nào sau đây?

A. 2C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$2CO

B. C + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$CO₂

C. 3C + CaO $\stackrel{t^o}{\to }$CaC₂ + CO

D. C + 2H₂ $\stackrel{t^o,xt}{\to }$CH₄

Hướng dẫn giải:

Đáp án D

C tác dụng với H₂ thì C đóng vai trò là chất oxi hóa. Khi tác dụng với oxi thì đóng vai trò là chất khử, khi tác dụng với CaO thì vừa đóng vai trò là chất khử vừa đóng vai trò chất oxi hóa.

Câu 13: Cho hơi nước đi qua m gam than nung đỏ đến khi phản ứng hết, thu được hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂, H₂. Cho X qua CuO dư, nung nóng thu được hỗn hợp chất rắn Y có khối lượng giảm 1,6 gam so với lượng CuO ban đầu. Giá trị của m là:

A. 0,6.

B. 1,2.

C. 2,4.

D. 0,3.

Hướng dẫn giải:

Đáp án A

Ta có m_{CuO giảm} = m_{O đã bị C lấy đi} = 1,6 gam.

→ n_{O bị lấy} = 0,1 mol → $n_{CO}+n_{H_2}=\mathrm{0,1}mol$

$\begin{array}{c}C+2H_{2}O\stackrel{t^o}{\to }C{O}_2+2H_2\\ x\leftarrow 2xmol\end{array}$

$\begin{array}{c}C+H_{2}O\stackrel{t^o}{\to }CO+H_2\\ y\to ymol\end{array}$

→ y + (2x + y) = 0,1

→ x + y = 0,05

→ n_C = x + y = 0,05mol

→ m_C = 0,05.12 = 0,6 gam.

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

C + CO₂ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ 2CO

2CO + O₂ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ 2CO₂

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃↓ + H₂O

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

CO₂  + NaOH → NaHCO₃