Lý thuyết Các phương pháp tách kim loại (Hóa 12 Chân trời sáng tạo 2024)

Nguyễn Mạnh Tài Ngày: 26-12-2024 Lớp 12

1.1 K

Với tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Bài 15: Các phương pháp tách kim loạiể sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết cùng với 10 bài tập trắc nghiệm chọn lọc có đáp án giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 15: Các phương pháp tách kim loại

A. Lý thuyết Các phương pháp tách kim loại

1. Trạng thái tự nhiên của kim loại và quặng, mỏ kim loại

- Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại tồn tại ở dạng đơn chất (như vàng, bạc, platium,…) hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng hợp chất trong các quặng mỏ.

2. Phương pháp tách kim loại

- Nguyên tắc tách kim loại là khử ion kim loại thành đơn chất: Mⁿ⁺ + ne M

- Tùy thuộc vào độ hoạt động hóa học của kim loại, chọn phương pháp tách kim loại phù hợp

+ Phương pháp nhiệt luyện: tách những kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu

+ Phương pháp thủy luyện: tách những kim loại hoạt động hóa học yếu

+ Phương pháp điện phân: điện phân nóng chảy (muối, oxide): tách những kim loại hoạt động hóa học mạnh; điện phân dung dịch muối: tách những kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu

3. Nhu cầu và thực tiễn tái chế kim loại

- Tái chế là quá trình xử lí để tái sử dụng rác thải hoặc vật liệu không cần thiết (phế liệu) thành vật liệu mới mang lại lợi ích cho đời sống và sản xuất

- Tái chế kim loại từ các phế liệu đã sử dụng là một trong những giải pháp chiến lược giúp con người sử dụng hiệu quả hơn nguồn tài nguyên.

- Nhu cầu và thực tiễn tái chế kim loại đòi hỏi quy mô, công nghệ tái chế hiện đại, chuyên nghiệp để tăng hiệu quả tái chế và bảo vệ môi trường, giải thiểu tác hại đối với sức khỏe con người.

Sơ đồ tư duy Các phương pháp tách kim loại

B. Trắc nghiệm Các phương pháp tách kim loại

Câu 1. Cho luồng khí CO dư qua hỗn hợp các oxide CuO, Fe₂O₃, Al₂O₃, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn thu được gồm

A. Cu, Fe, Al, Mg.

B. Cu, FeO, Al₂O₃, MgO.

C. Cu, Fe, Al₂O₃, MgO.

D. Cu, Fe, Al, MgO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Các chất H₂, CO có thể khử được oxide của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học.

Câu 2. Tiến hành các thí nghiệm sau:

(1) Cho Zn vào dung dịch AgNO₃.

(2) Cho Fe vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃.

(3) Cho Na vào dung dịch CuSO₄.

(4) Dẫn khí CO (dư) qua ống nghiệm có bột CuO, nung nóng.

Các thí nghiệm tạo thành đơn chất kim loại sau phản ứng là

A. (3) và (4).

B. (1) và (2).

C. (2) và (3).

D. (1) và (4).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

(1) Zn + 2AgNO₃ $\to$ Zn(NO₃)₂ + 2Ag

(2) CO + CuO $\overset{t^{0}}{\to}$ Cu + CO₂

Câu 3. Với quá trình tách natri (sodium) bằng phương pháp điện phân sodium chloride nóng chảy, phát biểu nào sau đây đúng?

A. Tại anode xảy ra quá trình khử ion Na⁺.

B. Tại cathode xảy ra quá trình khử ion Cl^-.

C. Tại cathode xảy ra quá trình khử ion Na⁺.

D. Tại anode xảy ra quá trình khử ion Cl^-.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Điện phân NaCl:

Tại cathode: Na⁺ + 1e $\to$ Na (quá trình khử)

Tại anode: 2Cl^- $\to$ Cl₂ + 2e (quá trình oxi hóa).

Câu 4. Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về trạng thái tự nhiên của kim loại?

A. Đa số các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng kim loại tự do và muối không tan.

B. Trong nước mặt và nước ngầm các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng cation, như Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺….

C. Trong cơ thể sinh vật, nguyên tố calcium có trong xương và răng, các nguyên tố potassium, sắt, đồng…có trong máu.

D. Nhôm và sắt là những nguyên tố kim loại chiếm hàm lượng cao trong vỏ trái đất.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Vì đa số các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên.

Câu 5. Trong quá trình điện phân dung dịch hỗn hợp Cu(NO₃)₂; AgNO₃. Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Tại điện cực âm xảy ra quá trình khử Cu²⁺ trước.

B. Khối lượng dung dịch giảm là khối lượng của kim loại thoát ra bám vào cathode.

C. Ngay từ đầu đã có khí thoát ra tại cathode.

D. Tại anode xảy ra quá trình oxi hóa H₂O.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Điện phân dung dịch hỗn hợp Cu(NO₃)₂, AgNO₃.

Tại anode: 2H₂O $\to$ 4H⁺ + O₂ + 4e.

Câu 6: Trong vỏ Trái Đất, những kim loại nào sau đây tồn tại chủ yếu dưới dạng đơn chất?

A. Ag, Au.

B. Zn, Fe.

C. Mg, Al.

D. Na, Ba.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Kim loại Ag, Au hoạt động kém nên tồn tại chủ yếu dưới dạng đơn chất.

Câu 7. Nguyên tác tách kim loại ra khỏi hợp chất của chúng là

A. khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

B. oxy hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

C. hoà tan các khoàng vật có trong quặng để thu được kim loại.

D. dựa trên tính chất của kim loại như từ tính, khối lượng riêng lớn để tách chúng ra khỏi quặng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Nguyên tắc tách kim loại ra khỏi hợp chất của chúng làkhử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

Câu 8. Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?

A. Cu.

B. Na.

C. Ca.

D. Mg.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương pháp thủy luyện: khử những ion kim loại trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh hơn. Thường được dùng để điều chế kim loại trung bình và yếu như Fe, Cu, Ag,…

Câu 9. Phương pháp chung để điều chế các kim loại Na, Ca, Al trong công nghiệp là

A. điện phân dung dịch.

B. điện phân nóng chảy.

C. nhiệt luyện.

D. thủy luyện.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Trong công nghiệp, người ta dùng phương pháp điện phân nóng chảy để điều chế kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm.

Câu 10. Cho các kim loại sau: K, Ba, Cu và Ag. Số kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch (với điện cực trơ) là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Các kim loại điều chế được bằng phương pháp điện phân dung dịch: Cu, Ag.

Câu 11: Điện phân MgCl₂ nóng chảy. MgCl₂ nóng chảy phân li thành các ion Mg²⁺ và ion Cl^-.

Phát biểu	Đúng	Sai
a. Cation Mg²⁺ di chuyển về cực âm (cathode) và anion Cl^- di chuyển về cực dương (anode) của bình điện phân.
b. Tại cathode xảy ra quá trình oxi hóa: Mg²⁺ + 2e ⟶ Mg.
c. Tại anode xảy ra quá trình khử: 2 Cl^-⟶ Cl₂ + 2e.
d. Có thể điều chế Mg từ MgCl₂ bằng phương pháp nhiệt luyện.

Hướng dẫn giải

a – Đúng.

b – Sai. Vì tại cathode xảy ra quá trình khử.

c – Sai. Vì tại anode xảy ra quá trình oxi hóa.

d – Sai. Vì Mg không điều chế được bằng phương pháp nhiệt luyện.

Câu 12: Xét quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hoà có màng ngăn

Phát biểu	Đúng	Sai
a. Ở cực dương (cathode) xảy ra quá trình khử: 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-.
b. Ở cực âm (anode) xảy ra quá trình oxi hoá: 2Cl^-→ Cl₂ + 2e.
c. Phương trình hoá học của phản ứng điện phân: 2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂ + Cl₂.
d. Màng ngăn để ngăn cực âm với cực dương, do vậy không xảy ra phản ứng giữa Cl₂ và NaOH.

Hướng dẫn giải

a – Sai. Vì cực âm (cathode).

b – Sai. Vì cực dương (anode).

c – Đúng.

d – Đúng.

Câu 13: Hình vẽ sau đây mô tả thí nghiệm khí X tác dụng với chất rắn Y, nung nóng sinh ra khí Z:

Trắc nghiệm Hóa học 12 Chân trời sáng tạo Bài 15 (có đáp án): Các phương pháp tách kim loại

Cho các phát biểu sau:

a. Khí X là chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước, rất độc.

b. Khí Z là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính.

c. Phương trình tạo ra khí Z là CuO + CO $\overset{t^{o}}{\to}$ Cu + CO₂.

d. Thí nghiệm được sử dụng để điều chế kim loại nhóm IA, IIA.

Số phát biểu đúng là

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: 3

Giải thích:

a, b, c – Đúng.

d – Sai. Vì phương pháp nhiệt luyện được sử dụng để điều chế kim loại hoạt động trung bình và yếu như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu…

Câu 14: Dẫn khí CO dư qua ống sứ đựng 16 gam Fe₂O₃ nung nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kim loại. Giá trị của m là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: 16,8 gam

Giải thích:

Phương trình hóa học:

3CO + Fe₂O₃ $\overset{t^{0}}{\to}$ 2Fe + 3CO₂

Ta có n_Fe = 3 $n_{F e_{2} O_{3}} = 0, 3$ mol.

Khối lượng Fe thu được là m_Fe = 0,3 . 56 = 16,8 gam.

Câu 15: Cho 14 gam bột Fe vào 400 mL dung dịch X gồm AgNO₃ 0,5M và Cu(NO₃)₂ xM. Khuấy nhẹ cho tới khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 30,4 gam chất rắn Z. Xác định giá trị của x?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: 0,125M

Giải thích:

Ta có: $n_{A g N O_{3}} = 0, 2$ mol; $n_{C u {(N O_{3})}_{2}} = 0, 4 x$ mol