Giải Bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 140 Sách Hoá học 12 Nâng cao:Điều chế kim loại

Bài 24 Điều chế kim loại. Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 140 SGK Hoá học lớp 12 Nâng cao. Dãy ion kim loại nào sau đây đều bị Zn khử thành kim loại; Phản ứng hoá học nào sau đây chỉ thực hiện được bằng phương pháp điện phân?

Bài 1 : Dãy các ion kim loại nào sau đây đều bị \(Zn\) khử thành kim loại?

\(\eqalign{
& A.C{u^{2 + }},M{g^{2 + }},P{b^{2 + }} \cr
& B.C{u^{2 + }},A{g^ + },N{a^ + } \cr
& C.S{n^{2 + }},P{b^{2 + }},C{u^{2 + }} \cr
& D.P{b^{2 + }},A{g^ + },A{l^{3 + }}. \cr} \)

Bạn đang xem: Giải Bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 140 Sách Hoá học 12 Nâng cao:Điều chế kim loại

Chọn C

Bài 2 : Phản ứng hoá học nào sau đây chỉ thực hiện được bằng phương pháp điện phân?

\(\eqalign{
& A.Fe + CuS{O_4} \to FeS{O_4} + Cu \cr
& B.CuS{O_4} + {H_2}O \to Cu + {O_2} + {H_2}S{O_4} \cr
& C.CuS{O_4} + NaOH \to Cu{\left( {OH} \right)_2} + N{a_2}S{O_4} \cr
& D.Cu + AgN{O_3} \to Ag + Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} \cr} \)

Chọn B

Bài 3: Từ hợp chất sau: \(Cu{\left( {OH} \right)_2},NaCl,Fe{S_2},\) hãy lựa chọn những phương pháp thích hợp để điều chế kim loại tương ứng. Trình bày các phương pháp đó.

Phương pháp nhiệt luyện: \(Cu{\left( {OH} \right)_2} \to CuO \to Cu\)

\(\eqalign{
& Cu{\left( {OH} \right)_2}\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow CuO + {H_2}O \cr
& CuO + CO\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow Cu + C{O_2} \cr} \)

Phương pháp điện phân nóng chảy:

\(2NaCl\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow 2Na + C{l_2}\)

Phương pháp nhiệt luyện: \(Fe{S_2} \to F{e_2}{O_3} \to Fe.\)

\(4Fe{S_2} +11{O_2}\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow2 F{e_2}{O_3} + 8S{O_2}\)

\(F{e_2}{O_3} + 3CO\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow 2Fe + 3C{O_2}\)

Bài 4:: Điều chế \(Cu\) bằng cách điện phân dung dịch \(Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2}\)

a. Trình bày sơ đồ điện phân;

b. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi điện phân;

c. Cho biết vai trò của nước trong quá trình điện phân;

d. Có nhận xét gì về nồng độ các ion trong dung dịch trước và sau khi điện phân?

a.

\(Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2}\buildrel {điện\; li} \over
\longrightarrow C{u^{2 + }} + 2N{O_3}^ – \)

Catot: \(C{u^{2 + }} + 2e \to Cu;\)

Anot: \(2{H_2}O – 4e \to 4{H^ + } + {O_2}\)

b.

\(2Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 2Cu + {O_2} + 4HN{O_3}.\)

c. \({H_2}O\) đóng vai trò là môi trường đồng thời cũng đóng vai trò là chất khử.

d. Sau khi điện phân: \(\left[ {C{u^{2 + }}} \right]\) giảm; \(\left[ {{H^ + }} \right]\) tăng

\( \Rightarrow \) độ pH giảm.

Bài 5 SGK: Có hỗn hợp bột các kim loại \(Ag\) và \(Cu\). Bằng những phương pháp hoá học ta có thể thu được \(Ag\) từ hỗn hợp? Giải thích và viết các phương  trình hoá học.

Cho hỗn hợp bột \(Ag\) và \(Cu\) vào dung dịch \(Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3}\) dư, \(Cu\) tan, lọc thu được \(Ag\).

\(Cu + 2Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} \to Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} + 2Fe{\left( {N{O_3}} \right)_2}.\)

Bài 6 SGK: Điện phân \(200\;ml\) dung dịch có chứa 2 muối là \(Cu{(N{O_3})_2},AgN{O_3}\) với cường độ dòng điện là \(0,804\,A\) đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì mất thời gian là \(2\) giờ, khi đó khối lượng cực âm tăng thêm \(3,44\) gam. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu.

Catot (-): \(A{g^ + },C{u^{2 + }},{H_2}O.\)

 \(A{g^ + } + 1e \to Ag\)

  \(x\)      \(\rightarrow\) \( x\)  \(\rightarrow\) \( x\)

\(C{u^{2 + }} + 2e \to Cu\)

  \(y\)      \(\rightarrow\) \(2 y\)   \(\rightarrow\)  \( y\)

\(2{H_2}O + 2e \to {H_2} + 2O{H^ – }\)

Anot (+): \(N{O_3}^ – ,{H_2}O.\)

\({H_2}O – 2e \to 2{H^ + } + {1 \over 2}{O_2}\)

\(\eqalign{
& {n_e} = {q \over {96500}} = {{It} \over {96500}} = {{0,804.2.3600} \over {96500}} = 0,06\;mol. \cr
&\text{Ta có hệ}: \left\{ \matrix{
x + 2y = 0,06 \hfill \cr
108x + 64y = 3,44 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
x = 0,02 \hfill \cr
y = 0,02 \hfill \cr} \right. \cr} \)

Nồng độ của các muối có trong dung dịch ban đầu là:

 \({CM_{{{Cu{{(N{O_3})}_2}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M\),

\({CM_{{{AgN{O_3}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M.\)

Bài 7 SGK: Điện phân hoàn toàn \(33,3\) gam muối clorua nóng chảy 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.

Giả sử kim loại cần tìm là \(R\)

\(RC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow R + C{l_2} \uparrow \)

 \(0,3\)       \( \leftarrow\)            \( 0,3 = {{6,72} \over {22,4}}\)

Ta có : \((M_R+71).0,3=33,3 \Rightarrow \) \(M_R=40\; (Ca)\)

Vậy muối clorua đó là: \(CaC{l_2}\) (canxi clorua).

Bài 8 SGK: Điện phân một dung dịch \(AgN{O_3}\) trong thời gian \(15\) phút với cường độ dòng điện là \(5\) ampe. Để làm kết tủa hết ion \(A{g^ + }\)còn lại trong dung dịch sau điện phân, cần dùng \(25\,ml\) dung dịch \(NaCl\; 0,4M\).

a. Viết sơ đồ điện phân và phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra;

b. Tính khối lượng \(Ag\) thu được ở catot

c. Tính khối lượng \(AgN{O_3}\) có trong dung dịch ban đầu.

a.

\(AgN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow A{g^ + } + N{O_3}^ – \)

Catot ( – ): \(A{g^ + },{H_2}O\)

\(A{g^ + } + 1e \to Ag\)

 Anot (+): \(N{O_3}^ – ,{H_2}O\)

 \({H_2}O – 2e \to 2{H^ + } + {1 \over 2}{O_2}\)

\(4AgN{O_3} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 4Ag + {O_2} + 4HN{O_3}\)

b. Khối lượng \(Ag\) thu được ở catot

Áp dụng định luật Faraday: \({m_{Ag}} = {{A.I.t} \over {n.F}} = {{108.5.15.60} \over {1.96500}} = 5,04(g)\)

c.   \(n_{NaCl}= 0,4.0,025 = 0,01\;mol\)

\(4AgN{O_3} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 4Ag + {O_2} + 4HN{O_3}\)

 \(0,047 \)                     \(\buildrel {} \over
\longleftarrow \)  \(0,047 = {{5,04} \over {108}}\)

\(AgN{O_3} + NaCl \to AgCl \downarrow  + NaN{O_3}\)

\(0,01\)     \(\buildrel {} \over
\longleftarrow 0,01\)

 \( \Rightarrow {n_{AgN{O_3}}} = 0,047 + 0,01 = 0,057mol\)

Vậy khối lượng \(AgN{O_3}\) có trong dung dịch ban đầu là:

\({m_{AgN{O_3}}} = 0,057.170 = 9,69(g).\)

Đăng bởi: Monica.vn

Chuyên mục: Giải bài tập

[toggle title=”Xem thêm Bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 140 Sách Hoá học 12 Nâng cao:Điều chế kim loại” state=”close”]Bài 24 Điều chế kim loại. Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 trang 140 SGK Hoá học lớp 12 Nâng cao. Dãy ion kim loại nào sau đây đều bị Zn khử thành kim loại; Phản ứng hoá học nào sau đây chỉ thực hiện được bằng phương pháp điện phân?

Bài 1 : Dãy các ion kim loại nào sau đây đều bị \(Zn\) khử thành kim loại?

\(\eqalign{
& A.C{u^{2 + }},M{g^{2 + }},P{b^{2 + }} \cr
& B.C{u^{2 + }},A{g^ + },N{a^ + } \cr
& C.S{n^{2 + }},P{b^{2 + }},C{u^{2 + }} \cr
& D.P{b^{2 + }},A{g^ + },A{l^{3 + }}. \cr} \)

Chọn C

Bài 2 : Phản ứng hoá học nào sau đây chỉ thực hiện được bằng phương pháp điện phân?

\(\eqalign{
& A.Fe + CuS{O_4} \to FeS{O_4} + Cu \cr
& B.CuS{O_4} + {H_2}O \to Cu + {O_2} + {H_2}S{O_4} \cr
& C.CuS{O_4} + NaOH \to Cu{\left( {OH} \right)_2} + N{a_2}S{O_4} \cr
& D.Cu + AgN{O_3} \to Ag + Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} \cr} \)

Chọn B

Bài 3: Từ hợp chất sau: \(Cu{\left( {OH} \right)_2},NaCl,Fe{S_2},\) hãy lựa chọn những phương pháp thích hợp để điều chế kim loại tương ứng. Trình bày các phương pháp đó.

Phương pháp nhiệt luyện: \(Cu{\left( {OH} \right)_2} \to CuO \to Cu\)

\(\eqalign{
& Cu{\left( {OH} \right)_2}\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow CuO + {H_2}O \cr
& CuO + CO\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow Cu + C{O_2} \cr} \)

Phương pháp điện phân nóng chảy:

\(2NaCl\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow 2Na + C{l_2}\)

Phương pháp nhiệt luyện: \(Fe{S_2} \to F{e_2}{O_3} \to Fe.\)

\(4Fe{S_2} +11{O_2}\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow2 F{e_2}{O_3} + 8S{O_2}\)

\(F{e_2}{O_3} + 3CO\buildrel {{t^o}} \over
\longrightarrow 2Fe + 3C{O_2}\)

Bài 4:: Điều chế \(Cu\) bằng cách điện phân dung dịch \(Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2}\)

a. Trình bày sơ đồ điện phân;

b. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi điện phân;

c. Cho biết vai trò của nước trong quá trình điện phân;

d. Có nhận xét gì về nồng độ các ion trong dung dịch trước và sau khi điện phân?

a.

\(Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2}\buildrel {điện\; li} \over
\longrightarrow C{u^{2 + }} + 2N{O_3}^ – \)

Catot: \(C{u^{2 + }} + 2e \to Cu;\)

Anot: \(2{H_2}O – 4e \to 4{H^ + } + {O_2}\)

b.

\(2Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 2Cu + {O_2} + 4HN{O_3}.\)

c. \({H_2}O\) đóng vai trò là môi trường đồng thời cũng đóng vai trò là chất khử.

d. Sau khi điện phân: \(\left[ {C{u^{2 + }}} \right]\) giảm; \(\left[ {{H^ + }} \right]\) tăng

\( \Rightarrow \) độ pH giảm.

Bài 5 SGK: Có hỗn hợp bột các kim loại \(Ag\) và \(Cu\). Bằng những phương pháp hoá học ta có thể thu được \(Ag\) từ hỗn hợp? Giải thích và viết các phương  trình hoá học.

Cho hỗn hợp bột \(Ag\) và \(Cu\) vào dung dịch \(Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3}\) dư, \(Cu\) tan, lọc thu được \(Ag\).

\(Cu + 2Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} \to Cu{\left( {N{O_3}} \right)_2} + 2Fe{\left( {N{O_3}} \right)_2}.\)

Bài 6 SGK: Điện phân \(200\;ml\) dung dịch có chứa 2 muối là \(Cu{(N{O_3})_2},AgN{O_3}\) với cường độ dòng điện là \(0,804\,A\) đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì mất thời gian là \(2\) giờ, khi đó khối lượng cực âm tăng thêm \(3,44\) gam. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu.

Catot (-): \(A{g^ + },C{u^{2 + }},{H_2}O.\)

 \(A{g^ + } + 1e \to Ag\)

  \(x\)      \(\rightarrow\) \( x\)  \(\rightarrow\) \( x\)

\(C{u^{2 + }} + 2e \to Cu\)

  \(y\)      \(\rightarrow\) \(2 y\)   \(\rightarrow\)  \( y\)

\(2{H_2}O + 2e \to {H_2} + 2O{H^ – }\)

Anot (+): \(N{O_3}^ – ,{H_2}O.\)

\({H_2}O – 2e \to 2{H^ + } + {1 \over 2}{O_2}\)

\(\eqalign{
& {n_e} = {q \over {96500}} = {{It} \over {96500}} = {{0,804.2.3600} \over {96500}} = 0,06\;mol. \cr
&\text{Ta có hệ}: \left\{ \matrix{
x + 2y = 0,06 \hfill \cr
108x + 64y = 3,44 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
x = 0,02 \hfill \cr
y = 0,02 \hfill \cr} \right. \cr} \)

Nồng độ của các muối có trong dung dịch ban đầu là:

 \({CM_{{{Cu{{(N{O_3})}_2}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M\),

\({CM_{{{AgN{O_3}}}}} = {{0,02} \over {0,2}} = 0,1M.\)

Bài 7 SGK: Điện phân hoàn toàn \(33,3\) gam muối clorua nóng chảy 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.

Giả sử kim loại cần tìm là \(R\)

\(RC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow R + C{l_2} \uparrow \)

 \(0,3\)       \( \leftarrow\)            \( 0,3 = {{6,72} \over {22,4}}\)

Ta có : \((M_R+71).0,3=33,3 \Rightarrow \) \(M_R=40\; (Ca)\)

Vậy muối clorua đó là: \(CaC{l_2}\) (canxi clorua).

Bài 8 SGK: Điện phân một dung dịch \(AgN{O_3}\) trong thời gian \(15\) phút với cường độ dòng điện là \(5\) ampe. Để làm kết tủa hết ion \(A{g^ + }\)còn lại trong dung dịch sau điện phân, cần dùng \(25\,ml\) dung dịch \(NaCl\; 0,4M\).

a. Viết sơ đồ điện phân và phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra;

b. Tính khối lượng \(Ag\) thu được ở catot

c. Tính khối lượng \(AgN{O_3}\) có trong dung dịch ban đầu.

a.

\(AgN{O_3}\buildrel {} \over
\longrightarrow A{g^ + } + N{O_3}^ – \)

Catot ( – ): \(A{g^ + },{H_2}O\)

\(A{g^ + } + 1e \to Ag\)

 Anot (+): \(N{O_3}^ – ,{H_2}O\)

 \({H_2}O – 2e \to 2{H^ + } + {1 \over 2}{O_2}\)

\(4AgN{O_3} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 4Ag + {O_2} + 4HN{O_3}\)

b. Khối lượng \(Ag\) thu được ở catot

Áp dụng định luật Faraday: \({m_{Ag}} = {{A.I.t} \over {n.F}} = {{108.5.15.60} \over {1.96500}} = 5,04(g)\)

c.   \(n_{NaCl}= 0,4.0,025 = 0,01\;mol\)

\(4AgN{O_3} + 2{H_2}O\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 4Ag + {O_2} + 4HN{O_3}\)

 \(0,047 \)                     \(\buildrel {} \over
\longleftarrow \)  \(0,047 = {{5,04} \over {108}}\)

\(AgN{O_3} + NaCl \to AgCl \downarrow  + NaN{O_3}\)

\(0,01\)     \(\buildrel {} \over
\longleftarrow 0,01\)

 \( \Rightarrow {n_{AgN{O_3}}} = 0,047 + 0,01 = 0,057mol\)

Vậy khối lượng \(AgN{O_3}\) có trong dung dịch ban đầu là:

\({m_{AgN{O_3}}} = 0,057.170 = 9,69(g).\)

[/toggle]