Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về việc điều chế kim loại trong bài viết này.
A. Tóm tắt lý thuyết Hóa 12 bài 21
1. Nguyên tắc điều chế kim loại:
- Khử ion kim loại thành nguyên tử.
- Mn+ + ne → M
2. Các phương pháp điều chế kim loại
Phương pháp nhiệt luyện:
- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động trung bình.
- Phương thức điều chế: khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử thông thường như C, CO, H2, Al.
- Ví dụ: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Phương pháp thủy luyện:
- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động trung bình và yếu.
- Phương thức điều chế: Khử những ion kim loại cần điều chế bằng những kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn, ...
- Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Phương pháp điện phân:
- Điện phân nóng chảy:
- Đối tượng KL: KL có mức độ hoạt động mạnh.
- Phương thức điều chế: Sử dụng dòng điện một chiều để khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit).
- Điện phân dung dịch:
- Đối tượng KL: Sử dụng để điều chế các kim loại yếu.
- Phương thức điều chế: Sử dụng dòng điện một chiều để khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó.
B. Giải bài tập trang 98 SGK Hóa 12
Bài 1 trang 98 SGK Hóa 12
- Trình bày các cách điều chế Ca từ CaCO3.
- Viết phương trình hóa học của các phản ứng.
Hướng dẫn giải bài tập:
- Phương pháp để điều chế Ca là điện phân nóng chảy muối halogenua khan.
- CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
- CaCl2 → Ca + Cl2
Bài 2 trang 98 SGK Hóa 12
- Từ Cu(OH)2, MgO, Fe2O3 hãy điều chế các kim loại tương ứng bằng phương pháp thích hợp.
- Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Hướng dẫn giải bài tập:
-
Từ Cu(OH)2 điều chế Cu.
-
Cu(OH)2 → CuO + H2O.
-
CuO + H2 → Cu + H2O.
-
Từ MgO điều chế Mg.
-
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O.
-
MgCl2 → Mg + Cl2.
-
Từ Fe2O3 điều chế Fe:
-
Fe2O3 + 3H2O → 2Fe + 3H2O.
Bài 3 trang 98 SGK Hóa 12
- Một loại quặng sắt chứa 80% Fe2O3 và 10% SiO2. Hàm lượng các nguyên tử Fe và Si trong quặng này là:
- A. 56% Fe và 4,7% Si.
- B. 54% Fe và 3,7% Si.
- C. 53% Fe và 2,7% Si.
- D. 52% Fe và 4,7% Si.
Hướng dẫn giải bài tập:
- Giả sử có 100g quặng sắt, khối lượng Fe2O3 là 80g và khối lượng SiO2 là 10g.
- Số mol Fe2O3 là nFe2O3 = 80/160 = 0,5(mol).
- nFe = 2 x nFe2O3 = 0,5 x 2 = 1(mol).
- → mFe = 1 x 56 = 56(g).
- % mFe = 56/100 x 100% = 56%.
- Tương tự tính cho Si, % Si = 4,7%.
- Đáp án là A.
Bài 4 trang 98 SGK Hóa 12
- Để khử hoàn toàn 30g hỗn hợp gồm CuO, FeO, Fe3O4, Fe2O3, Fe, MgO cần dùng 5,6 lít khí CO (đktc). Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là:
- A. 28g.
- B. 26g.
- C. 24g.
- D. 22g.
Hướng dẫn giải bài tập:
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
- 30g + mCO = m + mCO2 → m = 30 + 5,6 / 22,4 x 28 - 5,6/22,4 x 44 = 26(g).
- Đáp án B.
Bài 5 trang 98 SGK Hóa 12
- Điện phân (điện cực trơ) dung dịch muối sunfua của một kim loại hóa trị II với dòng điện cường độ 3A. Sau khi 1930 giây điện phân thấy khối lượng catot tăng 1,92g.
- a. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra tại mỗi điện cực và phương trình hóa học chung của sự điện phân.
- b. Xác định tên kim loại.
Hướng dẫn giải bài tập:
- a) PTHH MSO4 + H2O → M + H2SO4 + 1/2H2.
- b) Theo định luật Faraday ta có khối lượng chất thoát ra ở điện cực là:
- m = Alt/96500n = 1,92.
- → A = 1,92 x 96500 x 2/3 x 1930 = 64. Trong đó A là nguyên tử khối.
- A: Cu.
C. Bài tập điều chế kim loại
Câu 1. Để điều chế Ca từ CaCO3 cần thực hiện ít nhất mấy phản ứng?
- A. 2
- B. 3
- C. 4
- D. 5
Câu 2. Những kim loại nào sau đây có thể được điều chế từ oxít bằng phương pháp nhiệt luyện nhờ chất khử CO?
- A. Zn, Mg, Fe
- B. Ni, Cu, Ca
- C. Fe, Ni, Zn
- D. Fe, Al, Cu
Câu 3. Khẳng định nào sau đây không đúng?
- A. Khí điện phân dung dịch Zn(NO3)3 sẽ thu được Zn ở catot.
- B. Có thể điều chế Ag bằng cách nhiệt phân AgNO3 khan.
- C. Cho một luồng H2 dư qua bột Al2O3 nung nóng sẽ thu được Al.
- D. Có thể điều chế đồng bằng cách dùng kẽm để khử ion Cu2+ trong dung dịch muối.
Câu 4. Một học sinh đã đưa ra các phương án để điều chế đồng như sau: (1) Điện phân dung dịch CuSO4. (2) Dùng kali cho vào dung dịch CuSO4. (3) Dùng cacbon khử CuO ở nhiệt độ cao. (4) Dùng nhôm khử CuO ở nhiệt độ cao. Trong các phương án điều chế trên, có bao nhiêu phương án có thể áp dụng để điều chế đồng ?
- A. 1
- B. 2
- C. 3
- D. 4
Câu 5. Trộn 0,54g bột nhôm với hỗn hợp gồm bột Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hỗn hợp A. Hòa tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có tỉ lệ số mol tương ứng là 1 : 3. Thể tích khí NO (ở đktc) là:
- A. 0,224 lít
- B. 0,672 lít
- C. 0,075 lít
- D. 0,025 lít
Hãy tham khảo thêm các tài liệu sau để tăng kết quả hơn trong học tập:
- Giải bài tập Hóa học 12 bài 22: Luyện tập Tính chất của kim loại
- Giải bài tập Hóa học 12 bài 23: Luyện tập Điều chế kim loại và sự ăn mòn kim loại
- Giải bài tập Hóa học 12 bài 24: Thực hành Tính chất, điều chế kim loại, sự ăn mòn kim loại
- Giải bài tập Hóa học 12 bài 25: Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm
Trên đây là giải bài tập Hóa học 12 bài 21: Điều chế kim loại. Để có kết quả tốt hơn trong học tập, bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu hóa học lớp 10, 11, 12 và đề thi học kì 1, học kì 2 lớp 11 trên trang VnDoc.com.
