SBT Hoá học 12 Bài 21: Điều chế kim loại | Giải SBT Hoá học lớp 12

81 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải sách bài tập Hoá học lớp 12 Bài 21: Điều chế kim loại chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Hoá học 12. Mời các bạn đón xem:

Bài giảng Hóa học 12 Bài 21: Điều chế kim loại

Giải SBT Hoá học 12 Bài 21: Điều chế kim loại

Bài 21.1 trang 46 SBT Hoá học 12: Khi điện phân có màng ngăn dung dịch muối ăn bão hoà trong nước thì xảy ra hiện tượng nào trong số các hiện tượng cho dưới đây ?

A. Khí oxi thoát ra ở catot và khí clo thoát ra ở anot.

B. Khí hiđro thoát ra ở catot và khí clo thoát ra ở anot.

C. Kim loại natri thoát ra ở catot và khí clo thoát ra ở anot.

D. Nước Gia-ven được tạo thành trong bình điện phân.

Lời giải:

Catot: $N a^{+}$ , $H_{2} O$ nước điện phân trước thu được khí hiđro

$2 H_{2} O + 2 e \to 2 O H^{-} + H_{2}$

Anot: $C l^{-}$ , $H_{2} O$ ,ion $C l^{-}$ điện phân trước thu được khí Clo

$2 C l^{-} \to C l_{2} + 2 e$

=> Chọn B

Bài 21.2 trang 46 SBT Hoá học 12: 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 được gọi là

A. phương pháp nhiệt luyện.

B. phương pháp thuỷ luyện.

C. phương pháp điện phân.

D. phương pháp thuỷ phân.

Lời giải:

Phương pháp thuỷ luyện: dùng dung dịch thích hợp để hòa tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách phần không tan có trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,..
=> Chọn B

Bài 21.3 trang 46 SBT Hoá học 12: Điện phân bằng điện cực trơ dung dịch muối sunfat của kim loại hoá trị II với dòng điện có cường độ 6A. Sau 29 phút điện phân thấy khối lượng catot tăng 3,45 g. Kim loại đó là

A. Zn. B. Cu

C. Ni. D. Sn.

Phương pháp giải:

Dựa vào công thức $m = \frac{A I t}{n F}$

tìm A => tên kim loại

Lời giải:

Catot ion kim loại điện phân trước

$m = \frac{A I t}{n F} = \frac{A \times 6 \times 1740}{2 \times 96500} = 3, 45$

=> $A \approx 64$

=> Chọn B

Bài 21.4 trang 46 SBT Hoá học 12: Điện phân 200 ml dung dịch KOH 2M (D = 1,1 g/cm³) với điện cực trơ. Khi ở catot thoát ra 2,24 lít khí (đktc) thì ngừng điện phân. Biết rằng nước bay hơi không đáng kể. Dung dịch sau điện phân có nồng độ phần trăm là

A. 10,27%. B. 10,18%.

C. 10,9%. D. 38,09%.

Phương pháp giải:

- Viết phương trình điện phân hai cực

- Tính khối lượng dd trước sau phản ứng và khối lượng KOH

Lời giải:

$n_{H_{2}} = 0, 1 m o l$

Ở catot: $2 H_{2} O + 2 e \to 2 O H^{-} + H_{2}$

0,2 0,2 $\leftarrow$ 0,1

Ở anot: $4 O H^{-} \to O_{2} + 4 e + 2 H_{2} O$

0,2 0,05 $\leftarrow$ 0,2

Ta thấy lượng $O H^{-}$ không đổi

$m_{d d b đ} = 220 \times 1, 1 = 220$ g

$m_{d d s a u} = m_{d d b đ} - m_{H_{2}} - m_{O_{2}}$

$= 220 - 0, 2 - 1, 6 = 218, 2$ g

=> C%= $\frac{m_{K O H}}{m_{d d}} = \frac{22, 4}{218, 2} \times 100$ % = 10,27%

=> Chọn A

Bài 21.5 trang 46 SBT Hoá học 12: Trong số những công việc sau, công việc nào không được thực hiện trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân ?

A. Điều chế kim loại Zn.

B. Điều chế kim loại Cu.

C. Điều chế kim loại Fe.

D. Mạ niken.

Lời giải:

Điều chế kim loại Fe không được thực hiện trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân

=> Chọn C

Bài 21.6 trang 47 SBT Hoá học 12: Có thể thu được kim loại nào trong số các kim loại sau : Cu, Na, Ca, Al bằng cả 3 phương pháp điều chế kim loại phổ biến (nhiệt luyện, thuỷ luyện, điện phân) ?

A.Na. B. Ca.

C. Cu D. Al

Lời giải:

Cu được điều chế bằng ba phương pháp nhiệt luyện, thuỷ luyện, điện phân

=> Chọn C

Bài 21.7 trang 47 SBT Hoá học 12: Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng là

A.Na, Ca, Al. B. Na, Ca, Zn.

C. Na, Cu, Al. D. Fe, Ca, Al.

Lời giải:

Na, Ca, Al điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng.

=> Chọn A

Bài 21.8 trang 47 SBT Hoá học 12: Cho luồng khí H₂ dư qua hỗn hợp các oxit sau : CuO, Fe₂O₃, ZnO, MgO nung ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng hoàn toàn 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.

Lời giải:

Hiđro khử được các oxit sau nhôm=> hỗn hợp rắn sau phản ứng là Cu, Fe, Zn, MgO

=>Chọn A

Bài 21.9 trang 47 SBT Hoá học 12: Từ mỗi chất Cu(OH)₂, NaCl, FeS₂, lựa chọn phương pháp thích hợp (các điều kiện khác có đủ) để điều chế ra các kim loại tương ứng. Khi đó, số phản ứng hoá học tối thiểu phải thực hiện để điều chế được 3 kim loại Cu, Na, Fe là

A. 3. B. 4.

C. 5. D. 6.

Lời giải:

$C u (O H)_{2} \overset{t^{0}}{\to} C u O + H_{2} O$

$C u O + H_{2} \to C u + H_{2}$

$N a C l \overset{đ p n c}{\to} N a + 1 / 2 C l_{2}$

$4 F e S_{2} + 11 O_{2} \to 2 F e_{2} O_{3} + 8 S O_{2}$

$F e_{2} O_{3} + 3 C O \to 2 F e + 3 C O_{2}$

=> Chọn C

Bài 21.10 trang 47 SBT Hoá học 12: Từ các chất riêng biệt: CuSO₄, CaCO₃, FeS để điều chế được các kim loại Cu, Ca, Fe thì số phản ứng hoá học tối thiểu phải thực hiện là (các điều kiện khác có đủ)

A.4. B. 5.

C. 6 D. 7.

Lời giải:

$C u S O_{4} + H_{2} O \overset{đ p d d}{\to} C u + H_{2} S O_{4} + 1 / 2 O_{2}$

$C a C O_{3} + 2 H C l \to C a C l_{2} + C O_{2} + H_{2} O$

$C a C l_{2} \overset{đ p n c}{\to} C a + C l_{2}$

$F e S + 2 H C l \to F e C l_{2} + H_{2} O$

$F e C l_{2} \overset{đ p d d}{\to} F e + C l_{2}$

=> Chọn B

Bài 21.11 trang 47 SBT Hoá học 12: Quá trình nào sau đây là quá trình khử ?

A. Cu →Cu²⁺+ 2e.

B. Cu²⁺ + 2e→ Cu.

C. Zn²⁺ + 1e→Zn .

D. Zn → Zn²⁺ + 2e.

Lời giải:

Quá trình khử: Cu²⁺ + 2e → Cu

=> Chọn B

Bài 21.12 trang 47 SBT Hoá học 12: Trong các phương pháp sau, phương pháp nào điều chế được Cu có độ tinh khiết cao từ Cu(OH)₂.CuCO₃ (X) ?

$A . X \overset{d d H C l}{⟶} d d C u C l_{2} \overset{+ F e d u}{⟶} C u$

$B . X \overset{d d H_{2} S O_{4}}{⟶} C u S O_{4} \overset{d p d d}{⟶} C u$

$C . X \overset{D D H C l}{⟶} C u C l_{2} \overset{c c}{⟶} C u C l_{2} (k h a n) \overset{d p n c}{⟶} C u$

$D . X \overset{t^{0}}{⟶} C u O \overset{+ C, t^{0}}{⟶} C u$

Lời giải:

Điều chế được Cu có độ tinh khiết cao từ Cu(OH)₂.CuCO₃ (X) từ phản ứng $B . X \overset{d d H_{2} S O_{4}}{⟶} C u S O_{4} \overset{d p d d}{⟶} C u$

Điện phân dung dịch thu được kim loại có độ tinh khiết cao hơn

=> Chọn B

Bài 21.13 trang 47 SBT Hoá học 12: Trong phương pháp thủy luyện dùng để điều chế Ag từ quặng có chứa Ag₂S, cần dùng

A.dung dịch HNO₃ đặc và Zn.

B.dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng và Zn.

C. dung dịch NaCN và Zn.

D.dung dịch HCl đặc và Zn

Lời giải:

Trong phương pháp thủy luyện dùng để điều chế Ag từ quặng có chứa Ag₂S, cần dùng dung dịch NaCN và Zn

=> Chọn C

Bài 21.14 trang 47 SBT Hoá học 12: Trong quá trình điện phân, các anion di chuyển về

A. catot, ở đây chúng bị oxi hoá.

B. anot, ở đây chúng bị khử

C. anot, ở đây chúng bị oxi hoá.

D. catot, ở đây chúng bị khử.

Lời giải:

Trong quá trình điện phân, các anion di chuyển về anot, ở đây chúng bị oxi hóa

=> Chọn C

Bài 21.15 trang 47 SBT Hoá học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch CuCl₂ bằng điện cực trơ :

A. ion Cu²⁺ nhường electron ở anot.

B. ion Cu²⁺ nhận electron ở catot.

C. ion Cl^- nhận electron ở anot.

D. ion Cl^- nhường electron ở catot.

Lời giải:

Trong quá trình điện phân dung dịch CuCl₂ bằng điện cực trơ ion Cu²⁺ nhận electron ở catot.

=> Chọn B

Bài 21.16 trang 48 SBT Hoá học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl bằng điện cực trơ có màng ngăn :

A. cation Na⁺ bị khử ở catot.

B. phân tử H₂O bị khử ở catot.

C. ion Cl^-bị khử ở anot.

D. phân tử H₂O bị oxi hoá ở anot.

Lời giải:

Trong quá trình điện phân dung dịch NaCl bằng điện cực trơ có màng ngăn phân tử H₂O bị khử ở catot

=> Chọn B

Bài 21.17 trang 48 SBT Hoá học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO₄ với các điện cực bằng Cu, nhận thấy :

A. nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch tăng dần.

B. nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch giảm dần.

C. nồng độ Cu²⁺ trong dung dịch không thay đổi.

D. chỉ có nồng độ ion SO₄^2- là thay đổi.

Lời giải:

Trong quá trình điện phân dung dịch CuS0₄ với các điện cực bằng Cu, nhận thấy nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch không đổi do ở cực âm quá trình khử ion đồng, cực dương quá trình oxi hóa đồng.

=> Chọn C

Bài 21.18 trang 48 SBT Hoá học 12: Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO₄ với các điện cực bằng graphit, nhận thấy

A. nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch tăng dần.

B. nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch giảm dần.

C. nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch không thay đổi.

D. chỉ có nồng độ ion SO₄^2- là thay đổi.

Lời giải:

Trong quá trình điện phân dung dịch CuSO₄ với các điện cực bằng graphit, nhận thấy nồng độ ion Cu²⁺ trong dung dịch giảm dần do cực âm quá trình khử ion đồng còn cực dương quá trình oxi hóa nước.

=> Chọn B

Bài 21.19 trang 48 SBT Hoá học 12: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m g hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 g chất rắn A và 11,2 lít khí B( đktc) có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của a là

A. 105,6 B. 35,2

C. 70,4 C. 140,8

Phương pháp giải:

- Tính số mol $C O, C O_{2}$

- BTKL tìm khối lượng X

Lời giải:

Khí B gồm $C O : x m o l, C O_{2} : y m o l$

$n_{h h} = 0, 5 m o l$

x + y =0,5 (1)

$\bar{M} = \frac{28 x + 44 y}{x + y} = 40, 8$

=>12,8x -3,2y =0 (2)

Từ (1), (2) ta có x = 0,1 mol; y= 0,4 mol

$n_{C O p ư} = n_{C O_{2}} = 0, 4 m o l$

BTKL $m_{C O p ư} + m_{X} = m_{A} + m_{C O_{2}}$

=> $m_{X} = 64 - 0.4 (44 - 28) = 70, 4 g$

=> Chọn C

Bài 21.20 trang 49 SBT Hoá học 12: Từ những hợp chất riêng biệt : Cu(OH)₂, MgO, FeS₂, hãy nêu phương pháp thích hợp để điều chế Cu, Mg, Fe. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Phương pháp giải:

- Đưa các hợp chất ban đầu về hợp chất mới =>Chọn các phương pháp thủy luyện, nhiệt luyện, điện phân để điều chế các kim loại

Lời giải:

$C u (O H)_{2} + 2 H C l \to C u C l_{2} + H_{2} O$

$C u C l_{2} \overset{đ p d d}{\to} C u + C l_{2}$

$M g O + 2 H C l \to M g C l_{2} + H_{2} O$

$M g C l_{2} \overset{đ p d d}{\to} M g + C l_{2}$

$4 F e S_{2} + 11 O_{2} \to 2 F e_{2} O_{3} + 8 S O_{2}$

$F e_{2} O_{3} + 3 C O \to 2 F e + 3 C O_{2}$

Bài 21.21 trang 49 SBT Hoá học 12: Bằng những phương pháp nào người ta có thể điều chế Cu từ dung dịch Cu(NO₃)₂, Ca từ dung dịch CaCl₂? Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Lời giải:

- Điều chế Cu từ Cu(NO₃)₂ :

$2 C u (N O_{3})_{2} + 2 H_{2} O \overset{d p d d}{\to} 2 C u + 4 H N O_{3} + O_{2}$

$F e + C u (N O_{3})_{2} \to C u + F e (N O_{3})_{2}$

$2 C u (N O_{3})_{2} \overset{t^{0}}{\to} 2 C u O + 2 N O_{2} + O_{2}$

$C u O + H_{2} \overset{t^{0}}{\to} C u + H_{2} O$

Điều chế Ca từ CaCl₂ : cô cạn dung dịch CaCl₂ rồi điện phân nóng chảy.

$C a C l_{2} \overset{d p n c}{⟶} C a + C l_{2}$

Bài 21.22 trang 49 SBT Hoá học 12: Trình bày phương pháp hoá học điều chế các kim loại Ca, Na, Cu từ những muối riêng biệt: CaCO₃, Na₂SO₄, Cu₂S.

Lời giải:

Có thể điểu chế kim loại theo các sơ đồ sau :

$\begin{aligned} a) C a C O_{3} \overset{+ H C l}{⟶} C a C l_{2} \overset{đ p n c}{⟶} C a \\ b) N a_{2} S O_{4} \overset{+ B a C l_{2}}{⟶} N a C l \overset{đ p n c}{⟶} N a \\ c) C u_{2} S \overset{+ O_{2}}{⟶} C u O \overset{+ H_{2}}{⟶} C u \\ C u O \overset{+ H C l}{⟶} C u C l_{2} \overset{d p d d}{⟶} C u \end{aligned}$

Bài 21.23 trang 49 SBT Hoá học 12: Từ các chất riêng biệt : CuSO₄, CaCO₃, FeS cần điều chế được các kim loại Cu, Ca, Fe. Viết PTHH của các phản ứng xảy ra. (Các điều kiện khác có đủ).

Lời giải:

Điều chế Cu:

$2 C u S O_{4} + 2 H_{2} O \overset{đ p d d}{\to} 2 C u + O_{2}$

$+ 2 H_{2} S O_{4}$

Điều chế Ca:

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

$C a C l_{2} \overset{d p n c}{⟶} C a + C l_{2}$

Điều chế Fe:

FeS+ 2HCl → FeCl₂ + H₂S

$F e C l_{2} \overset{d p d d}{⟶} F e + C l_{2}$

Bài 21.24 trang 49 SBT Hoá học 12: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO₄và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Tính thể tích khí (đktc) thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân.

Phương pháp giải:

- Xác định ion điện phân trước=>ghép các ion để viết phương trình phân tử

- $C u C l_{2}$ điện phân trước=> thời gian điện phân $C u C l_{2}$ và số mol khí ở anot

- Tính thời gian điện phân $C u S O_{4}$ => Khối lượng khí oxi thu được anot

=> Tổng số mol khí anot

Lời giải:

Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau :

- Ở catot: Cu²⁺ > H⁺_(H2O)> Na⁺

- Ở anot: Cl^- > OH^-_(H2O)> SO₄^2-

Ghép các ion thành phân tử để viết pt điện phân. Các ion Cl^- và Cu²⁺ điện phân trước

$C u C l_{2} \overset{đ p d d}{\to} C u + C l_{2}$ (1)

0,06mol→ 0,06→0,06

$2 C u S O_{4} + 2 H_{2} O \overset{đ p d d}{\to} 2 C u + O_{2}$

$+ 2 H_{2} S O_{4}$ (2)

Thời gian cần thiết để điện phân ở (1):

$m = \frac{A . I . t}{n . F} \to t = \frac{m . n . F}{A . I}$

$= \frac{71.0, 06.2.96500}{2.71} = 5790 (s)$

Thời gian còn lại để điện phân (2) là: 9650- 5790= 3860 (s)

Tính khối lượng O₂ thu được khi điện phân trong 3860 s:

$m = \frac{A . I . t}{n . F} = \frac{32.2.3860}{4.96500} = 0, 64 g$

$n_{O_{2}} = \frac{0, 64}{32} = 0, 02 m o l$

Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06+0,02=0,08 mol

Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4=1,792 (l)

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12