Nhiệt phân Cu(NO3)2 -> CuO + NO2 + O2

1. Nhiệt phân Cu(NO3)2 -> CuO + NO2 + O2

Phản ứng nhiệt phân Cu(NO3)2 ở nhiệt độ cao tạo ra CuO và NO2 là một ví dụ của phản ứng phân hủy và phản ứng oxi hóa khử. Phương trình phản ứng nhiệt phân Cu(NO3)2 cho ta một ví dụ cụ thể về sự phân hủy muối nitrat dưới tác động của nhiệt độ cao. Khi nhiệt độ tăng lên, Cu(NO3)2 bị phân hủy thành các sản phẩm khác nhau. Phản ứng này có thể được biểu diễn như sau:

Khi chúng ta gia nhiệt Cu(NO3)2, muối nitrat này phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ cao, tạo ra các sản phẩm gồm CuO (đồng(II) oxit) cùng với hai khí là NO2 (nitrogen dioxide) và O2 (oxit oxi). Phương trình phản ứng có thể được biểu diễn như sau:

2Cu(NO3)2 -> 2CuO + 4NO2 + O2↑

Tuy nhiên, quá trình phân hủy muối nitrat không chỉ áp dụng cho Cu(NO3)2 mà còn cho nhiều muối nitrat khác. Các muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (trước Mg) sẽ bị phân hủy thành muối nitrit và oxi theo phản ứng:

M(NO3)n -> M(NO2)n + n/2O2

Với các kim loại từ Mg đến Cu, muối nitrat sẽ tạo ra oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2 như sau:

2M(NO3)n -> M2On + 2nNO2 + n/2O2

Còn với các kim loại kém hoạt động (sau Cu), phản ứng phân hủy muối nitrat sẽ tạo ra kim loại tương ứng, NO2 và O2:

M(NO3)n -> M + nNO2 + n/2O2

Ngoài ra, còn một số phản ứng đặc biệt, như trong trường hợp của sắt(II) nitrat (Fe(NO3)2), nó phân hủy thành Fe2O3, NO2 và O2 như sau:

2Fe(NO3)2 -> Fe2O3 + 4NO2 + 1/2O2

Còn NH4NO3 phân hủy thành N2O và H2O:

NH4NO3 -> N2O + 2H2O

Và NH4NO2 phân hủy thành N2 và H2O:

NH4NO2 -> N2 + 2H2O

Như vậy, quá trình nhiệt phân muối nitrat cung cấp một phương pháp quan trọng để tổng hợp hoặc phân tách các hợp chất kim loại và khí trong phòng thí nghiệm và công nghiệp.

2. Mở rộng kiến thức về Cu(NO3)2

a. Định nghĩa

Đồng (II) nitrat là một hợp chất hóa học vô cơ, được xác định bởi việc có màu xanh da trời và tồn tại dưới dạng tinh thể rắn. Muối khan của chất này thường tạo thành các tinh thể màu xanh lá cây hoặc xanh da trời.

Công thức phân tử: Cu(NO3)2

b. Tính chất vật lí

Đồng (II) nitrat xuất hiện ở dạng chất rắn có màu xanh da trời. Nó có khả năng tan trong không khí ở nhiệt độ khoảng 150-200 độ Celsius.

c. Tính chất hóa học

Đồng (II) nitrat có tính chất hóa học của một muối. Khi tác dụng với dung dịch bazơ, nó tạo thành các sản phẩm như sau:

Cu(NO3)2 + 2KOH → Cu(OH)2 + 2KNO3

Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 → Cu(OH)2 + Ba(NO3)2

d. Điều chế

Đồng (II) nitrat có thể được điều chế thông qua phản ứng của kim loại đồng với dung dịch HNO3, tạo ra các sản phẩm như sau:

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Đây là phản ứng tạo ra đồng (II) nitrat từ đồng kim loại và axit nitric.

6. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Phản ứng nhiệt phân hoàn toàn Cu(NO3)2 tạo thành các sản phẩm nào?

A. CuO, O2.

B. CuO, NO2, O2.

C. Cu, NO2, O2.

D. Cu2O, O2.

Lời giải:

Đáp án B

Phản ứng nhiệt phân hoàn toàn Cu(NO3)2 tạo thành các sản phẩm là CuO, NO2, O2.

Phương trình hóa học: Cu(NO3)2 -> CuO + NO2 + O2

Câu 2. Sau khi nhiệt phân hoàn toàn Fe(NO3)2, sản phẩm thu được bao gồm những chất nào?

A. FeO, NO2, O2.

B. Fe2O3, NO2, O2.

C. Fe3O4, NO2, O2.

D. Fe, NO2, O2.

Lời giải:

Đáp án B

Nhiệt phân Fe(NO3)2 sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được sản phẩm gồm Fe2O3, NO2, O2.

Phương trình hóa học: 4Fe(NO3)2 -> 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

Câu 3. Nếu nhiệt phân hoàn toàn a gam Cu(NO3)2 thu được 0,56 lít hỗn hợp khí X (đktc) và chất rắn Y. Giá trị của a là bao nhiêu?

A. 37,6

B. 36,7

C. 3,76

D. 3,67

Lời giải:

Đáp án C

Nhưng khối lượng của Cu(NO3)2 là a gam, ta tính được số mol là nhh = a/63,5. Tiếp theo, sử dụng thông tin về sản phẩm khí, ta xác định được số mol của khí NO2 và tính toán giá trị của a.

Câu 4. Sản phẩm nào được tạo thành khi nhiệt phân KNO3?

A. K, NO2, O2.

B. KNO2, O2, NO2.

C. KNO2, O2.

D. K2O, N2O.

Lời giải:

Đáp án C

Nhiệt phân KNO3 tạo thành sản phẩm KNO2 và O2 theo phương trình hóa học: 2KNO3 -> 2KNO2 + O2

Câu 5. Khi nhiệt phân hoàn toàn KHCO3, sản phẩm của phản ứng là gì?

A. KOH, CO2, H2.

B. K2O, CO2, H2O.

C. K2CO3, CO2, H2O.

D. KOH, CO2, H2O.

Lời giải:

Đáp án C

Nhiệt phân hoàn toàn KHCO3 tạo thành sản phẩm K2CO3, CO2, H2O theo phương trình hóa học: 2KHCO3 -> K2CO3 + CO2 + H2O

Câu 6: Khi muối nitrat của các kim loại kém hoạt động bị nhiệt phân, chúng sẽ tạo thành kim loại tương ứng, khí nitơ đioxit (NO2), và khí oxi (O2). Trong số các dãy muối nitrat sau, dãy nào cho sản phẩm như vậy?

A. Zn(NO3)2, NaNO3, Pb(NO3)2

B. Cu(NO3)2, CaNO3, NaNO3

C. Fe(NO3)2, CaNO3, NaNO3

D. Hg(NO3)2, AgNO3

Lời giải: Đáp án D. Muối nitrat của kim loại kém hoạt động như Hg(NO3)2 và AgNO3 khi bị nhiệt phân sẽ tạo ra kim loại, khí nitơ đioxit và khí oxi.

Câu 7: Cho các mệnh đề sau về muối nitrat:

1) Các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.

2) Ion NO3- có tính oxi hóa trong môi trường axit.

3) Khi nhiệt phân muối nitrat rắn ta đều thu được khí NO2.

4) Hầu hết muối nitrat đều bền nhiệt.

Các mệnh đề đúng là:

A. (1), (2), (3).

B. (2) và (4).

C. (2) và (3).

D. (1) và (2).

Lời giải: Đáp án D. Đúng là mệnh đề 1 và 2.

Câu 8: Trong các nhận xét về muối nitrat của kim loại, nhận xét nào không đúng?

A. Tất cả các muối nitrat đều dễ tan trong nước.

B. Các muối nitrat đều dễ bị phân huỷ bởi nhiệt.

C. Các muối nitrat chỉ được sử dụng làm phân bón hoá học trong nông nghiệp.

D. Các muối nitrat đều là chất điện li mạnh khi tan trong nước phân li ra cation kim loại và anion nitrat.

Lời giải: Đáp án C. Không phải tất cả muối nitrat chỉ được sử dụng làm phân bón hoá học trong nông nghiệp.

Câu 9: Cho các nhận định sau về muối nitrat:

(1) Các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.

(2) Ion NO3- có tính oxi hóa trong môi trường axit.

(3) Khi nhiệt phân muối nitrat rắn ta đều thu được khí NO2.

(4) Hầu hết muối nitrat đều bền nhiệt.

Số mệnh đề đúng là:

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Lời giải: Đáp án B. Đúng là mệnh đề 1 và 2.

Câu 10: Dãy chất nào sau đây bị nhiệt phân hủy ở nhiệt độ cao?

A. CaCO3, Zn(OH)2, KNO3, KMNO4

B. BaSO3, BaCl2, KOH, Na2SO4

C. AgNO3, Na2CO3, KCl, BaSO4

D. Fe(OH)3, Na2SO4, BaSO4, KCl

Lời giải: Đáp án A. CaCO3, Zn(OH)2, KNO3, KMNO4 đều bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao.

Câu 11. Để phân biệt 5 dung dịch riêng biệt sau: NH4NO3; (NH4)2SO4; NaCl; Mg(NO3)2 và FeCl2, sử dụng:

A. BaCl2

B. NaOH

C. Ba(OH)2

D. AgNO3

Lời giải:

Đáp án C

Sử dụng Ba(OH)2 để nhận biết 5 dung dịch trên

Phương trình phản ứng xảy ra:

2NH4NO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3) 2 + 2NH3 ↑ + 2H2O

(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2NH3 + 2H2O

Ba(OH)2 + Mg(NO3)2 → Ba(NO3)2 + Mg(OH)2

Ba(OH)2 + FeCl2 → BaCl2 + Fe(OH)2↓

Câu 12: Để điều chế Fe(NO3)2, phản ứng thích hợp là gì?

A. Fe + dung dịch AgNO3 dư

B. Fe + dung dịch Cu(NO3)2

C. FeO + dung dịch HNO3

D. FeS + dung dịch HNO3

Lời giải:

Đáp án B

Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu

Câu 13: Khi nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp NH4NO3, Cu(NO3)2, AgNO3, Fe(NO3)2, chất rắn thu được sau phản ứng gồm những chất nào?

A. CuO, FeO, Ag

B. CuO, Fe2O3, Ag

C. CuO, Fe2O3, Ag2O

D. NH4NO2, CuO, Fe2O3, Ag

Lời giải:

Đáp án B

Phản ứng nhiệt phân:

2NH4NO3 -> 2N2 + 4H2O + O2

Cu(NO3)2 -> CuO + 2NO2 + O2

AgNO3 -> Ag2O + 2NO2 + O2

Fe(NO3)2 -> Fe2O3 + 2NO2 + O2

Do đó, chất rắn thu được bao gồm CuO, Fe2O3, và Ag.

Bài viết liên quan: Nhiệt phân là gì? Phản ứng nhiệt phân là gì? Phản ứng nhiệt phân muối NH4NO3

Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Luật Minh Khuê về nhiệt phân Cu(NO3)2 -> CuO + NO2 + O2. Xin cảm ơn quý bạn đọc đã quan tâm theo dõi!