Giải bài tập SBT Hóa 12 Bài 23: Luyện tập Điều chế kim loại và sự ăn mòn kim loại

Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al₂O₃ và MgO (nung nóng). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm

A. Cu, Al, Mg.                        

B. Cu, Al, MgO.

C. Cu, Al₂O₃, Mg.                  

D. Cu, Al₂O₃, MgO.

Phương pháp giải

Để chọn đáp án đúng cần ghi nhớ CO khử được các oxit kim loại sau nhôm.

Hướng dẫn giải

CO khử được CuO

=> Chọn D

Hòa tan 28 g Fe vào dung dịch AgNO₃ dư đến khi phản ứng hoàn toàn thì khối lượng chất rắn thu được là

A.108g.                                    B. 162 g.

C. 216 g.                                  D. 154 g.

Phương pháp giải

- Viết phương trình hóa học của phản ứng.

- Tính toán số mol các chất theo phương trình  hóa học.

Hướng dẫn giải

n_Fe = 0,5 mol

Fe + 2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag

0,5                          0,5             1

Fe(NO₃)₂ + AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + Ag

n_Fe(NO3)3 = 0,5 mol = n_Ag

m_Ag = 1,5.108 = 162 gam.

Chọn B.

Điện phân 400 ml dung dịch CuSO₄ 0,2M với cường độ dòng điện 10A trong một thời gian thu được 0,224 lít khí (đktc) ở anot. Biết điện cực đã dùng là điện cực trơ và hiệu suất điện phân là 100%. Khối lượng catot tăng là

A. 1,28 g.                                 B. 0,32 g.

C. 0,64 g.                                  D. 3,2 g.

Phương pháp giải

- Tính số mol khí anot => Số mol Cu sinh ra

- Khối lượng catot tăng là khối lượng Cu thu được

Hướng dẫn giải

n_CuSO4 = 0,08 mol (1)

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

n_O2 = 0,01 mol

n_{e anot} = n_{e catot} = 4n_O2 = 0,04 mol (2)

Từ (1), (2) đồng chưa điện phân hết.

 n_{e catot} = 2n_Cu = 0,02 mol

m_Cu = 1,28 gam.

Chọn A.

Cuốn một sợi dây thép vào một thanh kim loại rồi nhúng vào dung dịch H₂SO₄ loãng. Quan sát thấy bọt khí thoát ra rất nhanh từ sợi dây thép. Thanh kim loại đã dùng có thể là

A. Cu.                    B. Ni.                  

C. Zn.                    D. Pt.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài tính chất của kim loại, dãy điện hóa kim loại để xác định thanh kim loại đã dùng.

Hướng dẫn giải

Các cặp Fe và Pb, Fe và Sn, Fe và Ni. Sắt hoạt động hơn nên sẽ đóng vai trò là cực âm, bị phá huỷ trước

=>Chọn C.

Ngâm một lá Zn vào dung dịch HCl thấy bọt khí thoát ra ít và chậm. Nếu nhỏ thêm vào vài giọt dung dịch X thì thấy bọt khí thoát ra rất nhiều và nhanh. Chất tan trong dung dịch X là

A. H₂SO₄.              B. FeSO₄.             

C. NaOH.              D. MgSO₄.

Phương pháp giải

Dựa vào lí thuyết bài tính chất của kim loại, dãy điện hóa kim loại, quá trình trong thí nghiệm trên và điều kiện xuất hiện pin điện hóa để xác định chất tan trong dung dịch X.

Hướng dẫn giải

Khi cho FeSO₄ vào dung dịch X xuất hiện pin điện hóa Fe - Zn và giảm sự tiếp xúc của hiđro trên bề mặt kim loại làm Zn ăn mòn nhanh hơn => khí thoát ra nhanh hơn

=> Chọn B

Cắm 2 lá kim loại Zn và Cu nối với nhau bằng một sợi dây dẫn vào cốc thuỷ tinh. Rót dung dịch H₂S0₄ loãng vào cốc thuỷ tinh đó thấy khí H₂ thoát ra từ lá Cu. Giải thích nào sau đây không đúng với thí nghiệm trên ?

A. Cu đã tác dụng với H₂SO₄ sinh ra H₂.

B. Ở cực dương xảy ra sự khử H⁺: 2H⁺+ 2e —> H₂ .

C. Ở cực âm xảy ra sự oxi hoá Zn : Zn —> Zn²⁺ + 2e.

D. Zn bị ăn mòn điện hoá và sinh ra dòng điện.

Phương pháp giải

Cần nắm rõ quá trình xảy ra pin điện hóa trong quá trình trên và cần ghi nhớ kim loại sau H trong dãy điện hóa không tác dụng với axit sunfuric loãng.

Hướng dẫn giải

Kim loại sau H trong dãy điện hóa không tác dụng với axit sunfuric loãng.

=> Chọn A.

Để các hợp kim: Cu-Fe(1); Fe-C(2); Fe-Zn(3) trong không khí ẩm. Hợp kim trong đó sắt bị ăn mòn là

A. (1), (2).            B. (2),(3).

C. (1),(3).             D. (1),(2),(3)

Phương pháp giải

Dựa vào bản chất quá trình xảy ra pin điện hóa tính kim loại của các kim loại trên để trong các hợp kim đã cho trong đó sắt bị ăn mòn.

Hướng dẫn giải

Tính kim loại  Zn>Fe>Cu. Kim loại mạnh hơn sẽ bị ăn mòn trước => Fe-Cu thì sất bị ăn mòn trước

Fe-C trong đó sắt bị ăn mòn trước do

Cực âm Fe → Fe²⁺ +2e 

Cực dương O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH⁻

=> Chọn A

Trình bày phương pháp hoá học để có thể tách riêng từng kim loại ra khỏi một dung dịch có chứa các muối :

a)  FeSO₄ và CuSO₄.

b)  NaCl và CuCl₂. 

Phương pháp giải

a) Cho sắt vào dung dịch thu được Cu sau đó thu được dung dịch FeSO₄ => đưa về Fe₂O₃ => dùng CO khử

b) Dùng NaOH => thu được dd NaCl điện phân nóng chảy thu được Na. Nung kết tủa Cu(OH)₂ => CuO dùng CO khử.

Hướng dẫn giải

a)

\(FeS{O_4},C{\text{uS}}{O_4}\xrightarrow{{ + Fe}}Cu,\,FeS{O_4}\)

\(FeS{O_4}\xrightarrow{{NaOH}}Fe{(OH)_2} \to Fe{(OH)_3}\)

\(Fe{(OH)_3}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_2}{O_3}\xrightarrow{{ + CO}}Fe\)

b)

\(NaCl,CuC{l_2}\xrightarrow{{NaOH}}NaCl,Cu{(OH)_2}\)

\(NaCl\xrightarrow{{dpnc}}Na + C{l_2}\)

\(Cu{(OH)_2}\xrightarrow{{{t^o}}}CuO\xrightarrow{{{H_2}}}Cu\)

Trình bày sơ đồ tách riêng từng kim loại từ hỗn hợp các kim loại : Cu, Fe, Al, Ag. 

Phương pháp giải

- Dùng H₂SO₄ tách Fe, Al, và Cu, Ag thu được dung dịch X

- Dùng AgNO₃ để tách Ag => Thêm Cu vào dung dịch thu được để thu được Cu(NO₃)₂ sau đó điện phân dung dịch

- Dùng NaOH dư vào dung dịch X thu được chất rắn Fe(OH)₂ và dung dịch Y

- Fe(OH)₂ → Fe₂O₃ dùng CO khử

- Thêm CO₂ vào dung dịch Y thu được Al(OH)₃ -> Al₂O₃ sau đó điện phân nóng chảy thu được Al

Hướng dẫn giải

Hoà tan hiđroxit kim loại M(OH)₂ bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 20% thu được dung dịch muối có nồng độ 27,21%. Xác định kim loại M. 

Phương pháp giải

- Gọi số mol M(OH)₂ là x

- Tính m_ddsaupư , m_muối

- Từ C% => M

Hướng dẫn giải

Ta có PTHH:

M(OH)₂ + H₂SO₄ → MSO₄ + 2H₂

  x       →         x   →      x

m _ddH2SO4 = 98x.10/20 = 490x (g)

⟹ m_{dd sau phản ứng} = (M+34)x + 490x = (M + 524)x (gam)

Ta lại có: m_MSO4 =(M + 96)x

⟹ C%_MSO4= (M+96)x/(M+524)x = 0,2721

⟺ M = 64 Vậy kim loại cần tìm là Cu.

Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam một muối nitrat kim loại M hoá trị không đổi được 4 gam oxit và hỗn hợp khí NO₂ và O₂. Xác định công thức muối của kim loại M.

Phương pháp giải

- Sau khi nhiệt phân thu được oxit kim loại nên loại AgNO₃.

- Giả sử kim loại hóa trị II số mol x

- Viết phương trình hóa học, BTKL tính khối lượng khí => x => M của muối=> KL

Hướng dẫn giải

Vì sau khi nhiệt phân thu được oxit kim loại nên loại AgNO₃.

Để đơn giản ta giả sử M có hoá trị II :

2M(NO₃)₂        ⟶    2MO + 4NO₂+ 1/2 O₂

          x      ⟶                      2x  ⟶ 1/2x

Nhận thấy khối lượng chất rắn giảm bằng khối lượng khí thoát ra

⟹  m_NO2 + m_O2 = 9,4 - 4 = 5,4 g

⟶ 46.2x + 16x = 5,4 ⟶ x = 0,05

→M_M(NO3)2= 9,4/0,05 = 188

→M_M=64