Hóa học 8
Phân tích phương trình & Bảo toàn khối lượng
CuO
80g
+
+
H2
2g
→
=
Cu
64g
+
+
H2O
18g
Tra cứu nhanh các chất trong phản ứng
Phương trình ion thu gọn
Không có
Hướng dẫn các bước cân bằng
- Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng để tìm chất khử và chất oxi hóa: Cu từ +2 giảm xuống 0; H từ 0 tăng lên +1.
- Bước 2: Viết các quá trình chuyển đổi electron: Quá trình khử là Cu²⁺ + 2e → Cu⁰; Quá trình oxi hóa là H₂⁰ → 2H⁺ + 2e.
- Bước 3: Thăng bằng electron: Nhận thấy tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận (đều bằng 2). Hệ số của các chất là 1:1.
- Bước 4: Đặt hệ số vào phương trình và kiểm tra số nguyên tử Oxy ở hai vế: CuO + H₂ → Cu + H₂O (phương trình đã tự cân bằng).
1. Điều kiện phản ứng
Cần nung nóng ống nghiệm chứa CuO ở nhiệt độ khoảng 300 - 400 °C trước khi dẫn khí H₂ đi qua.
2. Hiện tượng sau phản ứng
Bột CuO từ màu đen chuyển dần sang màu đỏ gạch của kim loại Cu, đồng thời có hơi nước xuất hiện và ngưng tụ thành những giọt nước nhỏ ở thành ống nghiệm.
3. Quá trình phản ứng & Bản chất cơ chế xảy ra
- Cơ chế phản ứng: Đây là phản ứng oxi hóa - khử xảy ra ở nhiệt độ cao. Khí H₂ đóng vai trò là chất khử, chiếm lấy nguyên tử oxy trong hợp chất CuO (chất oxi hóa).
- Sự thay đổi số oxi hóa: Đồng (Cu) trong CuO giảm số oxi hóa từ +2 xuống 0 trong kim loại Cu (quá trình khử). Hydro (H) trong H₂ tăng số oxi hóa từ 0 lên +1 trong H₂O (quá trình oxi hóa).
- Bẻ gãy và tạo thành liên kết: Dưới tác dụng của nhiệt độ, liên kết ion giữa Cu²⁺ và O²⁻ trong cấu trúc mạng tinh thể CuO bị phá vỡ, đồng thời liên kết cộng hóa trị H-H trong phân tử H₂ cũng bị cắt đứt. Các nguyên tử hydro nhanh chóng liên kết với oxy tạo thành phân tử nước H₂O bền vững, giải phóng nguyên tử đồng tự do tái kết tinh thành kim loại.
Mẹo nhớ nhanh bài học: Hydro dũng cảm cướp Oxy, Đồng đen gục ngã hóa đỏ hồng rực rỡ, Nước mát rơi rơi thành giọt nhỏ.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái & Tính chất |
|---|---|---|
| CuO | Đồng(II) oxit | Chất rắn màu đen, không tan trong nước, là một oxit bazơ có tính oxi hóa mạnh khi gặp các chất khử ở nhiệt độ cao. |
| H₂ | Khí hydro | Chất khí không màu, không mùi, nhẹ nhất trong các loại khí, có tính khử mạnh ở nhiệt độ cao. |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| Công thức | Tên gọi | Trạng thái & Cách nhận biết |
|---|---|---|
| Cu | Đồng | Chất rắn màu đỏ gạch, dẻo, dẫn điện tốt. Nhận biết bằng màu đỏ đặc trưng hoặc hòa tan trong dung dịch HNO₃ đặc sinh ra khí màu nâu đỏ NO₂. |
| H₂O | Nước | Chất lỏng không màu. Nhận biết bằng cách dùng CuSO₄ khan (chuyển từ màu trắng sang màu xanh lam đặc trưng). |
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Trong thí nghiệm khử CuO bằng khí hydro, tại sao người ta phải cho luồng khí hydro đi qua ống sứ chứa CuO một lúc rồi mới bắt đầu đốt nóng?
Lời giải chi tiết: Khí hydro khi trộn lẫn với oxy trong không khí theo tỷ lệ thể tích thích hợp sẽ tạo thành hỗn hợp nổ mạnh khi có tia lửa hoặc nhiệt độ cao. Việc dẫn khí hydro đi qua ống nghiệm một thời gian trước khi đốt nóng nhằm mục đích quét sạch hoàn toàn oxy và không khí ra ngoài, đảm bảo an toàn cho thí nghiệm và tránh gây nổ vỡ ống nghiệm.