Hoá học 12 Bài 21: Điều chế kim loại

Lý thuyết10 Trắc nghiệm37 BT SGK 227 FAQ

Nôi dung bài học giúp các em hiểu về nguyên tắc điều chế kim loại cũng như các phương pháp để điều chế như phương pháp nhiệt luyện, thủy luyện, điện phân.

QUẢNG CÁO

1. Video bài giảng

2. Tóm tắt lý thuyết

2.1. Nguyên tắc điều chế kim loại

2.2. Phương pháp điều chế kim loại

3. Bài tập minh hoạ

3.1. Bài tập Điều chế kim loại - Cơ bản

3.2. Bài tập Điều chế kim loại - Nâng cao

4. Luyện tập bài 21 Hóa học 12

4.1. Trắc nghiệm

4.2. Bài tập SGK & Nâng cao

5. Hỏi đáp về Bài 21 Chương 5 Hoá học 12

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Nguyên tắc điều chế kim loại

- Là sự khử ion kim loại thành kim loại: \({M^{n + }} + ne \to M\)

2.2. Phương pháp điều chế kim loại

a. Phương pháp nhiệt luyện

- Dùng chất khử như C,CO,H₂, hoặc kim loại hoạt động để khử ion kim loại ra khỏi hợp chất ở nhiệt độ cao.

- Chú ý:

+ Phương pháp này thường được sử dụng trong công nghiệp

+ Dùng để điều chế các kim loại trung bình, yếu như: Zn, Fe, Sn, Pb,...

b. Phương pháp thủy luyện

- Dùng chất khử mạnh Zn, Fe,..để khử kim loại có tính khử yếu hơn trong dung dịch ra khỏi hợp chất.

Chú ý:

+ Cơ sở phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như H₂SO₄, NaOH, NaCN,..để hoà tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách ra khỏi phần không tan.

+ Không dùng kim loại kiềm, kiềm thổ để khử.

c. Phương pháp điện phân

Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại ở catot ra khỏi hợp chất.

- Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng để điều chế các kim loại mạnh như Na, K, Mg, Ca, ...

Ví dụ: Điều chế NaCl nóng chảy thu được Na theo pthh

- Điện phân dung dịch: Dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl₂ thu được Cu theo pthh

- Tính lượng chất thu được ở mỗi điện cực. Dựa vào định luật Faraday: \(m=\frac{A.I.t}{n.F}\)

+ m: Khối lượng chất thu được mỗi điện cực (gam)

+ A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực

+ n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận

+ I: Cường độ dòng điện ampe kế (A)

+ t: Thời gian điện phân (giây)

+ F: hằng số Faraday (F = 96500)

ADMICRO

Bài tập minh họa

3.1. Bài tập Điều chế kim loại - Cơ bản

Bài 1:

Tiến hành các thí nghiệm sau:

(a) Cho Mg vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃ dư

(b) Sục khí Cl₂ vào dung dịch FeCl₂

(d) Cho Na vào dung dịch CuSO₄ dư

(e) Nhiệt phân AgNO₃

(f) Điện phân nóng chảy Al₂O₃

Sau khi kết thúc các phản ứng, những thí nghiệm thu được kim loại?

Hướng dẫn:

(a) Cho Mg vào dung dịch Fe³⁺(dư) tạo Fe²⁺

(b) \(C{l_2} + 2FeC{l_2} \overset{t^{0}}{\rightarrow} 2FeC{l_3}\)

(d) \(2Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2};2NaOH + CuS{O_4} \to Cu{\left( {OH} \right)_2} + N{a_2}S{O_4}\)

(e) \(2AgN{O_3}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2Ag + 2N{O_2} + {O_2}\)

(f) \(2A{l_2}{O_3}\overset{dpnc}{\rightarrow}4Al + 3{O_2}\)

Vậy có 3 thí nghiệm thu được kim loại là: (c); (e); (f)

Bài 2:

Trong các kim loại Cu; Ag; Na; K và Ba, số kim loại điều chế được bằng phương pháp thủy luyện là:

Hướng dẫn:

Phương pháp thủy luyện dùng để điều chế nững kim loại yếu, đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học. Như vậy ta có các kim loại: Cu; Ag

Bài 3:

Bốn kim loại K, Al, Fe và Ag được ấn định không theo thứ tự là X, Y, Z, và T. Biết rằng X và Y được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy; X đẩy được kim loại T ra khỏi dung dịch muối; và Z tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nóng nhưng không tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nguội. Các kim loại X, Y, Z và T theo thứ tự là:

Hướng dẫn:

Do X và Y điều chế bằng cách điện phân nóng chảy ⇒ đó là Al và K
Mà X đẩy được T ra khỏi muối ⇒ X là Al ⇒ Y là K
Z tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng nhưng không tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ đặc nguội ⇒ Z bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc nguội.
⇒ Z là Fe ⇒ T là Ag.

Bài 4:

Cho khí CO dư đi qua ống chứa 0,2 mol MgO và 0,2 mol CuO nung nóng, đến phản ứng hoàn toàn, thu được x gam chất rắn. Giá trị của x là:

Hướng dẫn:

Chất rắn gồm MgO và Cu (vì MgO không phản ứng với CO)
⇒ x = 20,8g

3.2. Bài tập Điều chế kim loại - Nâng cao

Bài 1:

Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H₂ qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al₂O₃, CuO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là:

Hướng dẫn:

\(n_{hh \ (CO + H_{2})} = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 \ mol\)
Thực chất phản ứng khử các oxit là:
CO + O → CO₂
H₂ + O → H₂O
Vậy: \(n_{O}=n_{CO}+n_{H_{2}} = 0,1 \ mol\)
Khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: 24 - 1,6 = 22,4 gam.

Bài 2:

Điện phân 10 ml dung dịch AgNO₃ 0,4M ( điện cực trơ ) trong thời gian 10 phút 30 giây với dòng điện có cường độ I = 2A, thu được m gam Ag. Giả sử hiệu suất phản ứng điện phân đạt 100%.