Giải bài tập SGK Hóa 12 Bài 21: Điều chế kim loại

Trình bày cách để:

– Điều chế Ca từ CaCO₃

– Điều chế Cu từ CuSO₄

Viết phương trình hoá học của các phản ứng?

Phương pháp giải

Để điều chế các chất trê cần ghi nhớ:

- Phương pháp điện phân : điện phân nóng chảy muối clorua.

- Cách điều chế Cu:

+ Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại mạnh đẩy Cu ra khỏi dd muối.

+ Phương pháp nhiệt luyện: Dùng CO hoặc H₂  khử CuO về Cu.

+ Phương pháp điện phân: Điện phân các muối tan của đồng.

Hướng dẫn giải

- Điều chế Ca từ CaCO₃:

Điện phân nóng chảy muối halogenua khan

- Điều chế Cu từ CuSO₄:

Có thể dùng phương pháp: Điện phân dung dịch, thủy luyện, nhiệt luyện

• Cách 1: Phương pháp thủy luyện : Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
• Cách 2: Phương pháp điện phân dung dịch

• Cách 3: Nhiệt luyện:

Từ Cu(OH)₂, MgO, Fe₂O₃ hãy điều chế các kim loại tương ứng bằng một phương pháp thích hợp. Viết phương trình hóa học của phản ứng?

Phương pháp giải

- Để viết phương trình điều chế Cu,Mg, Fe từ các chất cho ban đầu ta cần ghi nhớ:

+ Điều chế Mg bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối clorua.

+ Điều chế Cu, Fe bằng phương pháp thủy luyện, nhiệt luyện hoặc bằng phương pháp điện phân dung dịch.

Hướng dẫn giải

- Điều chế Cu bằng phương pháp nhiệt luyện:

- Điều chế Mg bằng phương pháp điện phân nóng chảy

- Điều chế Fe bằng phương pháp nhiệt luyện

Một loại quặng sắt chứa 80% Fe₂O₃, 10% SiO₂ và một số tạp chất khác không chứa Fe và Si. Hàm lượng các nguyên tố 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.

Phương pháp giải

Để xác định hàm lượng các nguyên tố Fe và Si, ta thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Giả sử có 100 gam quặng sắt thì khối lượng Fe₂O₃ là 80 gam và khối lượng SiO₂ là 10 gam.
• Bước 2: Tính được n_Fe2O3 => n_Fe = ? => m_Fe = ?
• Bước 3: Tính được n_SiO2 => n_Si = ? => m_Si = ?
• Bước 4: Áp dụng công thức tính thành phần phần trăm

%Fe = (m_Fe/ m_quặng).100%

%Si = (m_Si /m_quặng).100%

Hướng dẫn giải

Giả sử có 100 gam quặng sắt thì khối lượng Fe₂O₃ là 80 gam và khối lượng SiO₂ là 10 gam

Số mol Fe₂O₃ là n_Fe2O3 = 80 / 160 = 0,5(mol)

Áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe ta có: 

n_Fe = 2 x n_Fe2O3 = 0,5.2 = 1(mol)

Suy ra khối lượng của sắt là m_Fe = 1.56 = 56(g)

Phần trăm khối lượng Fe trong 100g quặng sắt:

%m_Fe = (56.100)/100 = 56%

Tương tự tính cho Si:

n_Si = n_SiO2 = 10/60 = 1/6 (mol)

→ m_Si = 28.1/6 =14/3 (gam)

%Si =(14/3.100)/100 = 4,7%

Vậy hàm lượng các nguyên tố Fe và Si trong quặng này là 56% Fe và 4,7% Si 

→ Đáp án A.

Để khử hoàn toàn 30 gam 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. 28 gam.

B. 26 gam.

C. 24 gam.

D. 22 gam.

Phương pháp giải

Để tính khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng, ta thực hiên các bước sau:

• Bước 1: Gọi công thức tổng quát của các oxit là R_xO_y
• Bước 2: Viết phương trình hóa học:

R_xOy + yCO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) xR + yCO₂

• Bước 3: Từ PTHH trên => n_CO2 = n_CO => m_CO2 =?
• Bước 4: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_Oxit + m_CO = m_R + m_CO2

=> m_R =? 

Hướng dẫn giải