Bài 24: Điều chế kim loại - Giải BT Hóa học 12 nâng cao
Bài 1 (trang 140 sgk Hóa 12 nâng cao): Dãy các ion kim loại nào sau đây bị Zn khử thành kim loại?
A. Cu2+, Mg2+, Pb2+
B. Cu2+, Ag+, Na+.
C. Sr2+, Pb2+, Cu2+
D. Pb2+, Ag+,Al3+.
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Các ion kim loại bị Zn khử thành kim loại là: Sr2+, Pb2+, Cu2+
Bài 2 (trang 140): Phản ứng hóa học nào sau đây chỉ được thực hiện bằng phương pháp điện phân?
A. Fe+ CuSO4 → FeSO4 + Cu.
B. CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4
C. CuSO4 + NaOH → Cu (OH)2 + Na2SO4.
D. Cu + AgNO3 → Ag + Cu (NO3)2.
Bài giải:Đáp án đúng là: B
Phản ứng: CuSO4 + H2O → Cu + O2 + H2SO4 chỉ được thực hiện bằng phương pháp điện phân.
Bài 3 (trang 140): Từ mỗi hợp chất sau: Cu (OH)2, NaCl, Fe2S2. Hãy lựa chọn những phương pháp thích hợp để điều chế kim loại tương ứng. Trình bày các phương pháp đó.
Bài giải:- Từ Cu (OH)2 điều chế ra Cu bằng phương pháp nhiệt luyện:
- Từ NaCl điều chế ra Na bằng phương pháp điện phân:
- Từ Fe2S2 điều chế ra Fe bằng phương pháp nhiệt luyện:
Đốt Fe2S2 trong Oxi: 2Fe2S2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 (4)
Khử Fe2O3 bằng CO: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (5)
Bài 4 (trang 140): Điều chế Cu bằng cách điện phân dung dịch Cu (NO3)2.
a. Trình bày sơ đồ điện phân.
b. Viết phương trình điện phân.
c. Cho biết vai trò của nước trong quá trình điện phân.
Bài giải:
b, Phương trình điện phân:
2Cu (NO3)2 + 2H2O → 2Cu + 4HNO3 + O2
c, H2O là chất nhường e ⇒ Chất khử.
Nồng độ của Cu2+ giảm.
Nồng độ của NO3- không thay đổi nồng độ của H+ tăng.
Bài 5 (trang 140): Có hỗn hợp các bột kim loại Ag, Cu. Bằng những phương pháp hóa học nào ta có thể thu được Ag từ hỗn hợp? Giải thích và viết phương trình hóa học.
Bài giải:Ngâm hỗn hợp bột Ag - Cu vào dung dịch AgNO3 dư, lọc được chất rắn là Ag.
Phương trình hóa học:
Cu + 2AgNO3 → Cu (NO3)2 + 2Ag
Bài 6 (trang 140): Điện phân 200ml một dung dịch có chứa hai muối là Cu (NO3)2 và AgNO3 với cường độ dòng điện là 0,804 A, đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì thời gian điện phàn là 2 giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44 g. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu?
Bài giải:Đổi: 2 giờ = 7200 s
Gọi thời gian điện phân muối bạc là t1
Gọi thời gian điện phân muối đồng là t2
⇒ t1 + t2 = 7200 (1)
Theo định luật Faraday ta có:
Mà mAg + mCu = 3,44 (g) ⇒ (9. t1 + 2,666. t2). 10-4 = 3,44 (2)
(1), (2) ⇒ t1 = 2400 (s) ⇒ mAg = 2,16 gam ⇒ nAg = 0,02
t2 = 4800 (s) ⇒ mCu = 1,28 gam ⇒ nCu = 0,02
CM Cu (NO3)2 = 0,02/0,2 = 0,1M; CM AgNO3 = 0,02/0,2 = 0,1 M
Bài 7 (trang 140): Điện phân hoàn toàn 3,33 gam muối clorua của một kim loại nhóm IIA, người ta thu được 6,72 lít khí clo (đktc). Hãy xác định tên của muối clorua kim loại.
Bài giải:Phương trình hóa học của phản ứng:
Khối lượng mol MCl2:
⇒ M + 71 = 111 ⇒ M = 40 (Ca)
Muối đã dùng là CaCl2: Canxi clorua.
Bài 8 (trang 140): Điện phân một dung dịch AgNO3 trong thời gian 15 phút với cường độ dòng điện là 5 ampe. Để làm kết tủa hết ion Ag+ còn lại trong dung dịch sau điện phân, cần dùng 25 ml dung dịch NaCl 0,4M.
a. Viết phương trình điện phân và phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
b. Tính khối lượng Ag thu được ở catot.
c. Tính khối lượng AgNO3 có trong dung dịch ban đầu.
Bài giải:a. Sơ đồ điện phân và các phương trình hóa học đã xảy ra:
4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + 4HNO3 + O2 (đpdd)
AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3
Theo (1): nAgNO3 = nAg ≈ 0,0466
Theo (2): nAgNO3 = nNaCl = 0,01
⇒ nAgNO3 ban đầu ≈ 0,0566
⇒ Khối lượng AgNO3 ban đầu: 0,0566.170 ≈ 9,62 gam.