Trả lời nhanh
Đồng kim loại có thể phản ứng được với: phi kim (O2, Cl2… khi đun nóng), dung dịch axit có tính oxi hoá mạnh (HNO3, H2SO4 đặc nóng), và dung dịch muối của kim loại yếu hơn hoặc ion có tính oxi hoá mạnh hơn Cu2+ như AgNO3, FeCl3. Đồng không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng vì Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học.
Câu hỏi “đồng kim loại có thể phản ứng được với…” thường xuất hiện dưới dạng trắc nghiệm, mỗi lần cho bốn chất khác nhau. Thay vì nhớ từng đáp án, em hãy nắm quy tắc chung dưới đây: chỉ cần xét xem chất đó có tính oxi hoá đủ mạnh để “lấy electron” của Cu hay không.
Vì sao đồng chỉ phản ứng với một số chất nhất định?
Đồng (Cu) là kim loại có tính khử yếu. Trong dãy hoạt động hoá học, Cu đứng sau hiđro:
K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Vì đứng sau H nên Cu không khử được ion H+ của axit HCl hay H2SO4 loãng. Muốn hoà tan Cu, cần chất oxi hoá mạnh hơn H+: đó là gốc NO3– (trong môi trường axit), SO42– (trong H2SO4 đặc nóng), ion Ag+, Fe3+, hoặc các phi kim mạnh.
Các nhóm chất phản ứng được với đồng
1. Tác dụng với phi kim
- Với oxi, đun nóng: 2Cu + O2 → 2CuO (t°). Hiện tượng: kim loại đỏ chuyển dần sang chất rắn màu đen.
- Với clo, đun nóng: Cu + Cl2 → CuCl2 (t°). Hiện tượng: có khói màu nâu vàng.
2. Tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh
- HNO3 đặc: Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O. Hiện tượng: Cu tan, dung dịch xanh lam, khí nâu đỏ thoát ra.
- HNO3 loãng: 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O. Khí NO không màu, gặp không khí hoá nâu đỏ.
- H2SO4 đặc, nóng: Cu + 2H2SO4 (đặc) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (t°). Khí SO2 mùi hắc.
3. Tác dụng với dung dịch muối
- Muối của kim loại đứng sau Cu: Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓. Hiện tượng: có lớp bạc trắng bám ngoài dây đồng, dung dịch chuyển dần sang xanh. Tương tự: Cu + Hg(NO3)2 → Cu(NO3)2 + Hg.
- Muối sắt(III): Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2. Đây là phản ứng giữa Cu với cặp Fe3+/Fe2+ (Fe3+ oxi hoá mạnh hơn Cu2+), dung dịch từ vàng nâu chuyển sang xanh lục nhạt.
Đồng không phản ứng với những chất nào?
| Chất | Phản ứng với Cu? | Lí do |
|---|---|---|
| HCl loãng, H2SO4 loãng | Không | Cu đứng sau H, không khử được H+ |
| Dung dịch ZnSO4, MgCl2, Al2(SO4)3 | Không | Zn, Mg, Al hoạt động mạnh hơn Cu |
| Dung dịch FeSO4, Fe(NO3)2 | Không | Fe2+ yếu hơn Cu2+ về tính oxi hoá |
| Dung dịch NaCl, NaOH, KNO3… | Không | Ion Na+, K+ không bị Cu khử |
Cách loại trừ nhanh khi làm trắc nghiệm
- Thấy “axit loãng không có tính oxi hoá” (HCl, H2SO4 loãng) → loại.
- Thấy muối của kim loại đứng trước Cu (Na, Mg, Al, Zn, Fe2+) → loại.
- Thấy HNO3 (bất kể nồng độ), H2SO4 đặc nóng, AgNO3, FeCl3, Fe2(SO4)3 → chọn.
Mẹo nhớ: “Đồng ghét axit thường, mê axit mạnh, thích muối của kẻ yếu hơn và ion sắt ba”.
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng Cu tan trong H2SO4 mọi nồng độ. Thực tế chỉ H2SO4 đặc và nóng; H2SO4 đặc nguội phản ứng rất chậm.
- Viết sản phẩm khử của HNO3 sai: đặc cho NO2, loãng cho NO.
- Quên rằng Cu có thể khử Fe3+ về Fe2+ chứ không đẩy ra Fe kim loại.
- Nhầm trường hợp Na, K cho vào dung dịch CuSO4: kim loại kiềm phản ứng với nước trước, tạo Cu(OH)2 chứ không đẩy được Cu.
- Lưu ý thêm: khi có mặt oxi không khí, Cu có thể bị oxi hoá chậm trong dung dịch HCl (2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O), nhưng ở bài trắc nghiệm phổ thông mặc định HCl không phản ứng với Cu.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Trong các dung dịch: HCl, ZnSO4, FeCl3, MgCl2, dung dịch nào hoà tan được Cu?
Đáp án: FeCl3, theo phản ứng Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2. Ba dung dịch còn lại không phản ứng.
Bài 2. Cho 6,4 gam Cu vào lượng dư dung dịch AgNO3. Tính khối lượng Ag thu được.
Giải: nCu = 6,4 : 64 = 0,1 mol. Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag nên nAg = 0,2 mol, mAg = 0,2 × 108 = 21,6 gam.
Bài 3. Cho 3,2 gam Cu tác dụng với HNO3 loãng dư. Tính thể tích khí NO (đktc).
Giải: nCu = 0,05 mol. Theo phương trình 3Cu → 2NO nên nNO = 0,05 × 2/3 = 1/30 mol. V = 22,4/30 ≈ 0,747 lít.
Tổng kết
Hãy nhớ ba nhóm: phi kim (khi nóng), axit có tính oxi hoá mạnh, và muối của ion oxi hoá mạnh hơn Cu2+. Với mọi đáp án trắc nghiệm, em chỉ cần đối chiếu từng chất với ba nhóm này là chọn được chính xác.
Câu hỏi thường gặp
Đồng có phản ứng với dung dịch HCl không?
Không. Cu đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hoá học nên không đẩy được H₂ ra khỏi HCl. Chỉ khi có oxi không khí, Cu mới bị oxi hoá rất chậm.
Đồng phản ứng với H₂SO₄ loãng hay đặc?
Cu chỉ tan trong H₂SO₄ đặc, nóng, tạo CuSO₄, khí SO₂ và nước. H₂SO₄ loãng không hoà tan được đồng.
Cu có đẩy được Fe ra khỏi muối sắt không?
Không đẩy được Fe. Cu chỉ khử Fe³⁺ thành Fe²⁺: Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂, còn muối Fe²⁺ không phản ứng với Cu.
Vì sao Cu tan trong HNO₃ loãng dù Cu đứng sau H?
Vì trong HNO₃ chính ion NO₃⁻ (có H⁺) là chất oxi hoá mạnh, oxi hoá Cu thành Cu²⁺ và bị khử thành NO, chứ không tạo ra khí H₂.