Cân bằng phương trình hoá học CuO + CO → Cu + CO2

1. Phương trình CuO + CO → Cu + CO2

Phương trình phản ứng hoá học: CuO + CO → Cu + CO2

Hiện tượng nhận biết phản ứng : Bột CuO màu đen chuyển dần sang màu đỏ gạch là Cu

Điều kiện phản ứng : Nhiệt độ cao

Tính chất hoá học: 

- Có đầy đủ tính chất hoá học của một oxit bazơ

- Dễ bị khử về kim loại đồng

+ Tác dụng với axit:

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)3 + H20

+ Tác dụng với oxit axit

3CuO + P2O5 → Cu3(PO4)2

+ Tác dụng với các chất khử mạnh: H2, C, CO,.....

Cách thực hiện phản ứng : Cho dòng khí CO đi qua bột CuO màu đen

Bạn có biết :Ở nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại, trong đó có CuO. Tương tự các oxit bazơ đứng sau oxit nhôm trong dãy hoạt động hoá học (như FeO, FbO,....) 

2. Các thông tin chi tiết liên quan đến phương trình

2.1 Thông tin chi tiết về phương trình 

- Điều kiện phản ứng khi cho tác dụng CO + CuO

+ Nhiệt độ: 250 - 450 

- Quá trình phản ứng CO + CuO: quá trình thổi luồng khí CO qua CuO. Lưu ý: Ở nhiệt độ cao, CO khử được nhiều oxit kim loại , trong đó có CuO

- Hiện tượng xảy ra sau phản ứng CO + CuO: giải phóng khí CO2

2.2 Thông tin chi tiết các chất tham gia phản ứng

- Thông tin về CO (cacbon oxit)

+ Màu sắc: Không màu, không mùi

+ Trạng thái: Khí

+ Nguyên tử khối: 28.0101

Cacbon monoxit, công thức hoá học là CO, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao. Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon. Có nhiều nguồn sinh ra cacbon monoxit. Khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu....

- Thông tin về CuO (đồng (II) oxit)

+ Nguyên tử khối: 79.5454

+  Màu sắc: bột màu đen

+ Trạng thái: chất rắn dạng bột

Trong thuỷ tinh, gồm Đồng (III) oxit được dùng trong vật liệu gồm để làm chất tạo màu sắc. Trong ,ôi trường oxy hoá bình thường, CuO không bị khử thành Cu2O và nó tạo màu xanh lá trong cho men (clear green color). Các loại chì oxit hàm lượng cao sẽ cho màu xanh tối hơn, các oxit kiềm thổ hay bo hà....

2.3 Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng

- Thông tin về Cu (đồng)

+ Nguyên tử khối: 63.5460

+ Màu sắc: Ánh kim đỏ cam

+ Trạng thái: Chất rắn

Đồng là vật liệu dễ lát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn diện và dẫn nhiệt tốt, vì vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm: dây điện, que hành đồng. Tay nắm và các đồi vật khác trong xây dựng nhà cửa. Đúc tượng: Ví dụ tượng Nữ thần Tự Do, chứa 81,3 tấn (179.200 pound) đồng....

- Thông tin về CO2 (Cacbon dioxit)

+ Nguyên tử khối: 44. 0095

+ Màu sắc: không màu, không mùi

+ Trạng thái: chất khí

Carbon dioxide được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dầu mỏ và công nghiệp hoá chất. Hợp chất này có nhiều mục đích sử dụng thương mại khác nhau nhưng một trong những ứng dụng lớn nhất của nó như một chất hoá học là trong sản xuất đồ uống có ga; nó cung cấp sự lấp lánh trong đồ...

3. Cách cân bằng phương trình hoá học CuO + CO → Cu + CO2

Phương trình hoá học cho phản ứng giữa đồng oxi (CuO) và  carbon monoxide (CO) để tạo ra đồng (Cu) và Carbon dioxide hay carbonic oxide (CO2)  có thể được cân bằng bằng cách điều chỉnh hệ số trước các chất tham gia ( hệ số stoichiometry) sao cho số nguyên tố và số nguyên tử của mỗi loại nguyên tử bên trái và bên phải của biểu thức phản ứng là bằng nhau. Dưới đây là cách cân bằng phương trình này: 

Do phương trình ban đầu: CuO + CO → Cu + CO2 đã được cân bằng vì số nguyên tố và số nguyên tử bên trái và bên phải đã bằng nhau.

Phương trình này mô tả phản ứng hoá học giữa đồng oxi ( CuO ) và Carbon monoxide ( CO ) để tạo ra Đồng ( Cu ) và Carbonic oxide (CO2)  và đáp ứng nguyên tắc bảo toàn nguyên tử và nguyên tố. 

4. Một số ví dụ minh hoạ

Bài 1: Cho luồng khí CO dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, Al2O3, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn thu được gồm?

A. Cu, Fe, Al2O3, MgO

B. Cu, Fe, Al, Mg

C. Cu, Fe, Al, MgO

D. Cu, FeO, Al2O3, MgO

Đáp án A

Hướng dẫn giải: Vì CuO, Fe2O3 đứng sau oxit nhôm bị khử bởi CO tạo thành các kim loại Cu, Fe và H2O. Còn Al2O3 và MgO là không bị khử bởi H2

Bài 2: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam hất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là: 

A. 0,8 gam

B. 2,0 gam

C. 8,3 gam

D. 4,0 gam

Đáp án D

Hướng dẫn giải:

Gọi n_CuO = x mol

CuO   +   CO    →    Cu   +   CO2

x mol     x mol         x mol      x mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

m_{hỗn hợp oxit} + m_CO = m_{chất rắn} + m_CO2

m_{hỗn hợp oxit}  + m_CO = m_{chất rắn} + m_CO2

9,1 + 28x = 8,3 + 44x ⇒ x = 0,05 mol ⇒ m_CuO = 0,05 . 80 = 4g

Bài 3: Khử 16 gam hỗn hợp các oxit kim loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 11,2 gam. Thể tích khí CO đã tham gia phản ứng (đktc) là

A. 3, 36l

B. 2, 24l

C. 4, 48l

D. 6, 72l

Đáp án D

Hướng dẫn giải: 

Áp dụng ĐLBT khối lượng 

n_CO2 = n_CO = x mol

m_oxit  + m_CO = m_{chất rắn} + m_CO2

28x - 44x = 11,2 - 16 ⇒ x = 0,3 

Vậy V_CO = 0,3 . 22,4 = 6,72 lít 

Bài 4: Cho hỗn hợp X gồm CuO và ZnO có tỷ lệ mol là 1: 1 tác dụng với 2,4 gam C thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ khí Y qua nước vôi trong thất xuất hiện 10 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của CuO trong hỗn hợp là

Hướng dẫn: 

Hỗn hợp khí X gồm CO và CO2

n_C = 0,2 mol; n_CO2 = n kết tủa = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO = n_C - n_CO2 = 0,1 mol

Gọi n_CuO = n_ZnO = x mol

Bảo toàn electron ta có: 

2x + 2x = 0,1 x 2 + 0, 1  x 4

⇒ x = 0,15 mol

⇒ m_CuO = 0,15 x 80 = 12 gam; m_ZnO = 0,15 x 81 = 12, 15 gam 

Bài 5: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 56 gam hỗn hợp X gồm CuO và MgO nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 49, 6 gam chất rắn . Khối lượng CuO có trong hỗn hợp X ?

Hướng dẫn: 

Cho Co dư qua hỗn hợp X thì chỉ CuO bị khử

n_CuO = n_O = n_{chất rắn giảm} = 

⇒ m_CuO = 0,4 x 64 = 16 gam

5. Bài tập tự luyện

Câu 1: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe_xO_y, nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được 64 gam chất rắn Y trong ống sư và 11,2 lít hỗn hợp khí có tỉ khối so với hidro là 20,4. Giá trị của m?

Câu 2: Cho luồng khí CO ( dư) đi qua ống sứ đựng 5,36 gam hỗn hợp (nung nóng), thu được m gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Cho X vào dung dịch dư, thu được 9 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính giá trị của m.

6. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Đồng (Cu) và hợp chất

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O 

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H20 

CuO + H2 → Cu + H2O

3CuO + 2Al → 3Cu + Al2O3

CuO + C → Cu + CO2

CuO + H2 → Cu + H2O 

3CuO + 2NH3 → 3Cu + N2 + 3H2O

CuO + CH3OH → Cu + HCHO + H2O 

CuO + C2H5OH → Cu + CH3CHO + H2O 

Phương trình nhiệt phân: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2

Trên đây bài viết của Luật Minh Khuê về phản ứng hoá học và cân bằng phương trình CuO + CO → Cu + CO2, hy vọng bài viết trên là câu trả lời hữu ích với bạn đọc, giúp bạn đọc có thể nắm vững và vận dụng tốt kiến thức vào bài tập.