(2) Phương pháp thủy luyện dùng để điều chế những kim loại có tính khử yếu như Cu, Hg, Ag, Au… (3) Phương pháp nhiệt luyện dùng để điều chế những kim loại có tính khử trung bình như [r]
Trang 1BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI MÔN HÓA 12 NĂM 2020 CÓ ĐÁP ÁN
TRƯỜNG THPT QUANG TRUNG
A LÝ THUYẾT
I Nguyên tắc điều chế kim loại
- Kim loại tồn tại chủ yếu dưới dạng ion dương Mn+ trong hợp chất (trừ vàng, platin, tồn tại ở dạng tự do)
- Vậy : Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử
Mn+ + ne M
II Các phương pháp điều chế kim loại
1 Phương pháp nhiệt luyện (dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp.)
- Chất khử thông thường như C, CO, H2, Al khử oxit ki loại ở nhiệt độ cao
- Điều chế những kim loại có độ hoạt động trung bình sau Al như: Zn, Fe, Sn, Pb
Ví dụ: PbO + H2 to Pb + H2O
Fe2O3 + 3CO to 2Fe + 3CO2
Chú ý: Khi dùng Al để khử thì phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt nhôm
2 Phương pháp thuỷ luyện
- Dùng kim loại có tính khử mạnh như Mg, Al , Zn, đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu
Hoặc dùng Zn để khử ion Ag+ trong dung dịch muối bạc
Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag
Zn + 2Ag+ Zn2+ +2Ag
- Điều chế được kim loại đứng sau Mg (thường dùng là điều chế kim loại đứng sau H)
B BÀI TẬP MINH HỌA
Bài 1: Một dung dịch có chứa các ion: x mol M3+, 0,2 mol Mg2+, 0,3 mol Cu2+, 0,6 mol SO42-, 0,4 mol
NO3- Cô cạn dung dịch này thu được 116,8 gam hỗn hợp các muối khan M là:
A Cr B Fe C Al D Zn
Hướng dẫn giải
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích, ta có:
3x + 0,2.2 + 0,3.2 = 0,6.2 + 0,4 ⇒ x = 0,2 mol
Ta có: mmuối = mM3+ + mMg2+ + mCu2+ + mSO42- + mNO3
116,8 = 0,2.MM + 0,2.44 + 0,3.64 + 0,6.96 + 0,4.62
MM = 52 ⇒ M là Cr
Bài 2: Ngâm một cái đinh sắt vào 200 ml dung dịch CuSO4 Sau khi phản ứng kết thúc, lấy đinh ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 0,8 gam Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu
A 1M B 0,5M C 0,25M D 0,4M
Hướng dẫn giải
Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
Trang 2Theo phương trình: Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
Cứ 1 mol Fe (56 gam) tác dụng với 1 mol CuSO4 → 1 mol Cu (64 gam)
Khối lượng đinh sắt tăng: 64 – 56 = 8 (gam)
Thực tế khối lượng đinh sắt tăng 0,8 (gam)
Vậy nCuSO4 phản ứng = 0,8/8 = 0,1(mol) và CMCuSO4 = 0,1/0,2 = 0,5M
Bài 3: Hòa tan hết 7,74 g hỗn hợp bột M, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là:
A 38,93 gam B 103,85 gam C 25,95 gam D 77,86 gam
Hướng dẫn giải
Ta có: nH2 = 8,736/22,4 = 0,39 mol
nHCl = 0,5.1 = 0,5 mol
nH2SO4 = 0,28.0,5 = 0,14 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mhh + mHCl + mH2SO4 = mmuối + mH2
mmuối = 7,74 + 0,5.36,5 + 0,14.98 - 039.2 = 38,93 gam
C LUYỆN TẬP
1 Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là :
A cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử
B oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại
C cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá
D khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại
2 Cho các phát biểu sau :
(1) Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại
(2) Phương pháp thủy luyện dùng để điều chế những kim loại có tính khử yếu như Cu, Hg, Ag, Au…
(3) Phương pháp nhiệt luyện dùng để điều chế những kim loại có tính khử trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb… (4) Điều chế các kim loại nhôm, kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogenua của chúng
(5) Điện phân dung dịch dùng để điều chế các kim loại có tính khử trung bình và kim loại có tính khử yếu Các phát biểu đúng là :
A (1), (2), (3), (4), (5) B (1), (2), (3), (5)
C (1), (2), (4), (5) D (1), (2), (3), (4)
3 Dãy các ion kim loại nào sau đây đều bị Zn khử thành kim loại ?
A Cu2+, Mg2+, Pb2+ B Cu2+, Ag+, Na+ C Sn2+, Pb2+, Cu2+ D Pb2+, Ag+, Al3+
4 Kim loại M có thể được điều chế bằng cách khử ion của nó trong oxit bởi khí H2 ở nhiệt độ cao Mặt khác, kim loại M khử được ion H+ trong dung dịch axit loãng thành H2 Kim loại M là :
A Al B Mg C Fe D Cu
5 Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây thuộc phương pháp nhiệt luyện ?
A C + ZnO Zn + CO B 2Al2O3 4Al + 3O2
C MgCl2 Mg + Cl2 D Zn + 2Ag(CN)2- Zn(CN)4- + 2Ag
Trang 36 Phản ứng điều chế kim loại nào dưới đây không thuộc phương pháp nhiệt luyện ?
A 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 B 2Al + Cr2O3 2Cr + Al2O3
C HgS + O2 Hg + SO2 D Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
7 Cho luồng khí H2 (dư) qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung ở nhiệt độ cao Sau phản ứng hỗn hợp rắn còn lại là :
A Cu, Fe, Zn, MgO B Cu, Fe, ZnO, MgO
C Cu, Fe, Zn, Mg D Cu, FeO, ZnO, MgO
8 Nung hỗn hợp bột MgO, Fe2O3, PbO, Al2O3 ở nhiệt độ cao rồi cho dòng khí CO (dư) đi qua hỗn hợp thu được chất rắn gồm :
A MgO, Fe, Pb, Al2O3 B MgO, Fe, Pb, Al
C MgO, FeO, Pb, Al2O3 D Mg, Fe, Pb, Al
9 Chất nào sau đây được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân ?
A Lưu huỳnh B Axit sunfuric C Kim loại sắt D Kim loại nhôm
10 Phương pháp điều chế kim loại bằng cách dùng đơn chất kim loại có tính khử mạnh hơn để khử ion
kim loại khác trong dung dịch muối gọi là :
A phương pháp nhiệt luyện B phương pháp thuỷ luyện
C phương pháp điện luyện D phương pháp thuỷ phân
11 Dung dịch FeSO4 có lẫn tạp chất CuSO4 Phương pháp hoá học đơn giản để loại được tạp chất là :
A điện phân dung dịch với điện cực trơ đến khi hết màu xanh
B chuyển 2 muối thành hiđroxit, oxit, kim loại rồi hoà tan bằng H2SO4 loãng
C thả Mg vào dung dịch cho đến khi hết màu xanh
D thả Fe dư vào dung dịch, chờ phản ứng xong rồi lọc bỏ chất rắn
12 Để làm sạch một loại thuỷ ngân có lẫn các tạp chất kẽm, thiếc, chì có thể dùng cách
A hoà tan loại thuỷ ngân này trong dung dịch HCl dư
B hoà tan loại thuỷ ngân này trong axit HNO3 loãng, dư, rồi điện phân dung dịch
C khuấy loại thuỷ ngân này trong dung dịch HgSO4 loãng, dư rồi lọc dung dịch
D đốt nóng loại thuỷ ngân này và hoà tan sản phẩm bằng axit HCl
13 Có thể điều chế được Ag nguyên chất từ dung dịch AgNO3 với dung dịch nào sau đây ?
A Fe(NO3)3 B Fe(NO3)2 C Al(NO3)3 D Mg(NO3)2
14 Vàng bị lẫn tạp chất là Fe Để thu được vàng tinh khiết, người ta có thể cho dùng lượng dư dung dịch
A CuSO4 B FeSO4 C Fe2(SO4)3 D ZnSO4
15 Có hỗn hợp 3 kim loại Ag, Fe, Cu Chỉ dùng một dung dịch có thể thu được Ag riêng rẽ mà không làm
khối lượng thay đổi Dung dịch đó là :
A AgNO3 B Cu(NO3)2 C Fe(NO3)3 D Hg(NO3)2
16 Để thu lấy Ag tinh khiết từ hỗn hợp X (gồm x mol Al2O3, y mol CuO, z mol Ag2O), người ta hoà tan
X bởi dung dịch chứa (6x + 2y + 2z) mol HNO3 được dung dịch Y, sau đó thêm (giả sử hiệu suất các phản ứng đều là 100%)
A 2z mol bột Al vào Y B z mol bột Cu vào Y
C z mol bột Al vào Y D 2z mol bột Cu vào Y
Trang 417 Để điều chế Cu có độ tinh khiết cao từ quặng malachit Cu(OH)2.CuCO3 (X) ; người ta có thể tiến hành
A cho X tác dụng với dung dịch HCl rồi điện phân dung dịch thu được
B cho X tác dụng với dung dịch HCl rồi cho dung dịch thu được tác dụng với kẽm
C nung X đến khối lượng không đổi rồi khử bằng CO ở nhiệt độ cao
D nung X đến khối lượng không đổi rồi khử bằng H2 ở nhiệt độ cao
18 Từ quặng đolomit (CaCO3.MgCO3) ta phải dùng phương pháp nào và hoá chất nào sau đây để điều chế kim loại Ca và Mg riêng biệt ?
A nhiệt phân ; H2O ; điện phân nóng chảy
B nhiệt phân ; H2O ; H2SO4 ; điện phân nóng chảy
C nhiệt phân ; HCl ; Điện phân dung dịch
D nhiệt phân ; H2O ; HCl ; điện phân nóng chảy
19 Từ các nguyên liệu NaCl, CaCO3, H2O, K2CO3 và các điều kiện cần thiết có đủ, có thể điều chế được các đơn chất
A Na, Cl2, C, H2, Ca, K B Ca, Na, K, C, Cl2, O2
C Na, H2, Cl2, C, Ca, O2 D Ca, Na, C, K, H2, Cl2, O2
Trang 5Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội
dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
I.Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây
dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên
khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn
II.Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS
THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành
cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu
tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí