Giải Bài Tập Hóa Học 12 – Bài 24: Điều chế kim loại (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, cung cấp cho các em một hệ thống kiến thức và hình thành thói quen học tập làm việc khoa học, làm nền tảng cho việc phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động: A. Cu2+, Mg2+, Pb2+ B. Cu2+, Ag+, Na+. C. Sr2+, Pb2+, Cu2+ D. Pb2+, Ag+,Al3+. Lời giải: Đáp án C 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. Lời giải: Đáp án B Lời giải: Từ Cu(OH)2 → Cu: Phương pháp nhiệt luyện  * Từ NaCl → Na: Phương pháp điện phân *Từ Fe2S2 → Fe: Phương pháp nhiệt luyện Đốt Fe2S2 trong Oxi: 2Fe2S2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 (4) Khử Fe2O3 bằng CO: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 (5) 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. Lời 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. Lời giải: Ngâm hỗn hợp bột Ag – Cu vào dung dịch AgNO3 dư, lọc lấy chất rắn là Ag. Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag Lời giải: 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:
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 Lời 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 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. Lời giải: a. Sơ đồ điện phân và các phương trình hóa học đã xảy ra : Sơ đồ:
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. Thực chất đây là kiểu bài tập thực hiện quá trình biến hóa nhưng chỉ cho biết chất đầu và chất cuối. Học sinh phải suy nghĩ và lựa chọn con đường đúng nhất và ngắn nhất để thực hiện (vì chất được điều chế được phải tinh khiết và về nguyên tắc nếu đi bằng con đường dài hơn nhưng không sai thì vẫn giải quyết được yêu cầu của đề bài nhưng sẽ mất nhiều thời gian để viết phương trình đã dùng đến một cách không cần thiết). 1. Sơ đồ phản ứng: Dạng bài này thường bao gồm một chuỗi phản ứng hóa học yêu cầu phải nắm được tính chất hóa học của từng chất trong chuỗi phản ứng và viết PTHH để hoàn thành chuỗi phản ứng đó Ví dụ: Viết phương trình phản ứng hoàn thành sơ đồ sau: Hướng dẫn giải Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 FeCl2 + Ag2SO4 → FeSO4 + 2AgCl↓ FeSO4 + Ba(NO3)2 → Fe(NO3)2 + BaSO4↓ Fe(NO3)2 + 2KOH → Fe(OH)2 + 2KNO3 tº Fe(OH)2 + O2 → Fe2O3 + H2O 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 2FeCl3 + 3Ag2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6AgCl↓ Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 → 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓ Fe(NO3)3 + 3KOH → Fe(OH)3 + 3KNO3 tº 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + H2O 2FeCl2 (lục nhạt)+ Cl2 → 2FeCl3(vàng nâu) 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O Fe2(SO4)3 + Fe → 3FeSO4 4Fe(NO3)2 + O2 + 4HNO3 → 4Fe(NO3)3 + 2H2O 2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2 4Fe(OH)2(trắng xanh) + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3(nâu đỏ) 2. Điền chất và hoàn thành PTHH Dạng bài này mỗi phản ứng đều biết được chất tham gia hoặc chất tạo thành đề bài chỉ yêu cầu điền vào những chỗ trống sao cho thích hợp để hoàn thành PTHH. Ví dụ: Hoàn thành các phản ứng sau: Fe2(SO4)3 + ? → Fe(NO3)3 + ? AlCl3 + ? → Al2(SO4)3 + ? Al2O3 + KHSO4 → ? + ? + ? KHCO3 + Ca(OH)2 → ? + ? + ? NaCl + ? → NaOH + ? Ca(HCO3)2 + ? → CaCO3↓ + ? Hướng dẫn giải Fe2(SO4)3 + 3Ba(NO3)2 → 2Fe(NO3)3 + 3BaSO4↓ 2AlCl3 + 3Ag2SO4 → Al2(SO4)3 + 6 AgCl↓ Al2O3 + 6KHSO4 → Al2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O KHCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + KOH + H2O Điện phân có vách ngăn: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ Ca(HCO3)2 +K2CO3 → CaCO3↓ + 2KHCO3 3. Điều chế một chất từ nhiều chất bằng nhiều cách: Dạng này ta phải sử dụng nhiều cách khác nhau để điều chế ra một chất. Để làm được dạng này thì học sinh cũng cần phải nắm rõ tính chất không chỉ riêng về kim loại mà còn các hợp chất khác liên quan đến và đòi hỏi chất điều chế được phải tinh khiết. Ví dụ 1: Viết các PT phản ứng chỉ ra: - 4 cách điều chế Al(OH)3 - 6 cách điều chế FeCl2, Hướng dẫn giải - 4 cách điều chế Al(OH)3: + Kim loại + H2O + Oxit kim loại + H2O + Điện phân dung dịch muối clorua (có vách ngăn) + Muối + kiềm + Thủy phân muối + Muối + axit · AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3 + 3NaOH 2AlCl3 + 6 H2O → 2Al(OH)3 + 3H2↑ + 3Cl2↑ Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 NaAlO2 + HCl + H2O → Al(OH)3 + NaCl - 6 cách điều chế FeCl2: · Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ FeCO3 + 2HCl → FeCl2 + CO2↑ + H2O 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 FeBr2 + Cl2 → FeCl2 + Br2 Ví dụ 2: Nêu cách điều chế Na2CO3 → Na ; Al(NO3)3 → Al ; FeS2 →Fe Hướng dẫn giải + Điều chế Na từ Na2CO3 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O Cô cạn dd và điện phân nóng chảy 2NaCl → 2Na + Cl2↑ + Điều chế Al từ Al(NO3)3 Al(NO3)3 + 3KOH → Al(OH)3↓ + 3KNO3 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Điện phân nóng chảy: 2Al2O3 → 4Al + 3O2↑ + Điều chế Fe từ Fe2S: 4Fe2S + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + CO2 Ø Bài tập vận dụng Bài 1. Viết phương trình phản ứng biểu diễn các chuyển hóa sau: a. CuSO4 → B → C → D → Cu b. FeS2 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 → FeCl3 → Fe(OH)3 Bài 2. Hoàn thành sơ đồ phản ứng dưới đây. |
