Câu hỏi: Phương pháp thủy luyện trong điều chế kim loại là gì?
Lời giải:
Phương pháp thủy luyện còn gọi là phương pháp ướt, được dùng để điều chế những kim loại có độ hoạt độnghóa họcthấp như Au, Ag, Hg, Cu…
- Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp, như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN…để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó các ion kim loại trong dung dịch được khử bằng kim loại có tính khử mạnh hơn, như Fe, Zn…
- Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau Mg [thường là kim loại yếu].
Ví dụ 1:
Người ta điều chế Ag bằng cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí bằng dung dịch NaCN, rồi lọc để thu được dung dịch muối phức bạc:
Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag[CN]2] + Na2S
Sau đó, ion Ag+ trong phức được khử bằng kim loại Zn:
Zn + 2Na[Ag[CN]2] → Na2[Zn[CN]4] + 2Ag
Ví dụ 2:
Vàng lẫn trong đất đá có thể hòa tan dần trong dung dịch NaCN cùng với oxi của không khí, được dung dịch muối phức của vàng:
4Au + 8NaCN + O2+ 2H2O → 4Na[Au[CN]2] + 4NaOH
Sau đó, ion Au3+trong phức được khử bằng kim loại Zn:
Zn + 2Na[Au[CN]2] → Na2[Zn[CN]4] + 2Au
Cách giải bài tập điều chế kim loại bằngPhương pháp thủy luyện
* Một số lưu ý cần nhớ:
Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung môi thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN,... để hoà tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại này bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn, ...
Ví dụ : Dùng Fe để khử ion Cu2+trong dung dịch muối đồng.
Fe + CuSO4→ FeSO4+ Cu¯
Fe + Cu2+→ Fe2++ Cu¯
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1:Cho thanh sắt Fe vào dung dịch X chứa 0,1 mol AgNO3và 0,2 mol Cu[NO3]2. Khi thấy thanh kim loại tăng lên 8,8 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt
Hướng dẫn giải chi tiết:
nAg+= 0,1 mol; nCu2+= 0,2 mol
Nếu Ag+phản ứng hết :
Fe + 2Ag+→ Fe2++ 2Ag
0,05 ← 0,1 → 0,1
=> mtăng= 0,1.108 – 0,05.56 = 8 < 8,8
=> Ag+phản ứng hết; Cu2+phản ứng 1 phần
Fe + Cu2+→ Fe2++ Cu
x → x → x
=> mtăng= 64x – 56x = 8x
=> tổng khối lượng tăng ở 2 phản ứng là:
mtăng= 8 + 8x = 8,8 => x = 0,1 mol
=> mkim loại bám vào= mAg+ mCu= 17,2 gam
Ví dụ 2:Cho 0,56 gam bột sắt vào 100 ml dung dịch gồm AgNO30,3M và Cu[NO3]20,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn X. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải chi tiết:
nFe= 0,01 mol; nAgNO3= 0,03 mol; nCu[NO3]2= 0,05 mol
Ta thấy : ne Fe cho tối đa= 0,01.3 = 0,03 mol = ne Ag+ nhận tối đa
=> Fe phản ứng hết với Ag, tạo thành Fe3+và Ag
=> nAg = nAgNO3= 0,03 mol => m = 0,03.108 = 3,24 gam
Ví dụ 3:Cho m gam Zn vào dung dịch chứa 0,15 mol FeCl3. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,92 gam chất rắn. Giá trị của m là:
Hướng dẫn giải chi tiết:
nFeCl3= 0,15mol => mFe tối đa sinh ra= 0,15 . 56 = 8,4 gam > 3,92 gam
=> chất rắn chỉ có Fe, còn Zn đã phản ứng hết
nFe= 3,92 / 56 = 0,07 mol
FeCl3phản ứng với Zn tạo thành Fe [0,07 mol] và FeCl2[0,15 – 0,07 = 0,08 mol]
Bảo toàn e: 2nZn= 3nFe+ nFeCl2=> nZn= 0,145 mol
=> m = 9,425 gam
Trang chủ
Sách ID
Khóa học miễn phí
Luyện thi ĐGNL và ĐH 2023
Phương pháp điều chế kim loại
- Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?
- Điều chế kim loại
- 1. Nguyên tắc điều chế kim loại
- 2. Các phương pháp điều chế kim loại
- Câu hỏi vận dụng điều chế kim loại
Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện được VnDco biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi liên quan đến điều chế kim loại, cũng như đưa ra nguyên tắc điều chế kim loại, các phương pháp điều chế kim loại. Từ đó vận dụng giải các dạng câu hỏi liên quan. Mời các bạn tham khảo.
Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?
A. Na
B. Mg
C. Cu
D. Al
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Kim loại Cu có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện.
Các kim loại K, Na, Ba chỉ có thể điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.
Đáp án C
Điều chế kim loại
1. Nguyên tắc điều chế kim loại
Thực hiện phản ứng khử ion kim loại thành kim [Mn+ ] loại thành kim loại tự do [M]
Mn+ + ne → M
Thí dụ:
Na+ + 1e → Na
2. Các phương pháp điều chế kim loại
2.1. Phương pháp thủy luyện
a. Nguyên tắc chung: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối của nó.
b. Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại có tính khử yếu như: Pb, Ag, Cu,...
Thí dụ:
Cu + 2AgNO3 → Cu[NO3]2 + 2Ag
Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
c. Lưu ý khi dùng phương pháp thủy luyện
Ba điều kiện để kim loại A đẩy được kim loại B ra khỏi dung dịch muối của nó dưới dạng tự do là:
Điều kiện 1: Kim loại A phải hoạt động mạnh hơn kim loại B [nghĩa là A đứng trước B trong dãy điện hóa]
Điều kiện 2: Kim loại A và kim loại B đều phải không tan trong nước ở điều kiện thường.
Điều kiện 3: Muối B [tham gia phản ứng] và muối của A [tạo thành] đều là muối tan.
2.2. Phương pháp nhiệt luyện
a. Nguyên tắc: Dùng chất khử thích hợp như CO, C, Al, H2 khử ion kim loại trong oxit của chúng ở nhiệt độ cao.
b. Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong công nghiệp với kim loại có tính khử trung bình đến yếu [sau Al].
Thí dụ:
3Fe3O4 + 8Al → 9Fe + 4Al2O3
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
c. Lưu ý
Để thu được kim loại tính khiết nên dùng CO hay H2 dư [vì khí dư sẽ thoát ra, không ảnh hưởng đến độ tinh khiết của kim loại cần điều chế].
Nếu dùng CO thiếu để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao [do sắt có nhiều hóa trị] quá trình phản ứng xảy ra theo từng giai đoạn
Có thể dùng nhiệt để phân hủy một số hợp chất [oxit, muối, ...] của các kim loại yếu để điều chế kim loại tự do.
2.3. Phương pháp điện phân
Nguyên tắc chung: Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại thành kim loại tự do
Phạm vi áp dụng: Bằng phương pháp điện phân có thể điều chế được hầu hết các kim loại
Lưu ý:
Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
K Ca Na Mg Al Zn Fe ..... Pt Au
a. Điện phân chất điện li nóng chảy
Điều chế được hầu hết các kim loại. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ dùng điều chế các kim loại như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al. Vì phương pháp này tốn kém hơn so với phương pháp điện phân dung dịch.
b. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước
Điều chế các kim loại trung bình, yếu [sau Al].
Mn+ + ne → M
* Lưu ý:
Nếu điện phân dung dịch mà có các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ thì nước sẽ tham gia điện phân.
2H2O + 2e → H2 + 2OH–
Nếu trong dung dịch có nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước.
Câu hỏi vận dụng điều chế kim loại
Câu 1.Dãy các kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp thủy luyện là
A. Na, K, Ca, Al.
B. Al, Ca, Cu, Ag.
C. Mg, Zn, Pb, Ni.
D. Fe, Cu, Ag, Au.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 2.Dãy các kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện?
A. Na, Mg, Fe
B. Ni, Fe, Pb
C. Zn, Al, Cu
D. K, Mg, Cu
Xem đáp án
Đáp án B
Câu 3.Những kim loại có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện là:
A. Al, Fe, Ca, Cu, Ag
B. Mg, Zn, Pb, Ni, Hg
C. Fe, Cu, Ag, Au, Sn
D. Na, K, Ca, Al, Li
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 4. Hai kim loại nào sau đây có thể điều chế bằng phương pháp thủy luyện
A. Fe và Ca
B. Mg và Na
C. Ag và Cu
D. Fe và Ba
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 5.Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là
A. oxi hóa kim loại thành ion kim loại.
B. khử kim loại thành ion kim loại.
C. khử ion kim loại thành kim loại.
D. oxi hóa ion kim loại thành kim loại.
Xem đáp án
Đáp án C
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành kim loại.
Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử
Mn+ + ne → M
Ví dụ:
K+ + 1e → K
Fe2+ + 2e → Fe
Câu 6. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là
A. cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử.
B. oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
C. khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
D. cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 7. Những kim loại nào có thể điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện?
A. Kim loại có tính khử mạnh như Na, K, Ca...
B. Kim loại có tính khử trung bình như Zn, Fe, Sn...
C. Các kim loại như Al, Zn, Fe...
D. Các kim loại như Na, Ag, Cu...
Xem đáp án
Đáp án B
Những kim loại có thể điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện là kim loại có tính khử trung bình như Zn, Fe, Sn...
Câu 8. Phản ứng hóa học nào sau đây chỉ thực hiện được bằng phương pháp điện phân?
A. Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
B. 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + O2 + 2H2SO4.
C. CuSO4 + 2NaOH → Cu[OH]2 + Na2SO4.
D. Cu + 2AgNO3 → 2Ag + Cu[NO3]2.
Xem đáp án
Đáp án B
Phản ứng A và D là phương pháp thủy luyện
Phản ứng C là dung dịch muối tác dụng với dung dịch bazơ
Phản ứng B là điện phân muối CuSO4 trong nước
Câu 9. Khẳng định nào sau đây là đúng về:
A. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
B. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
C. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử.
D. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
Xem đáp án
Đáp án A
Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
Câu 10. Phương trình hóa học nào sau đây biểu diễn cách điều chế Ag từ AgNO3 theo phương pháp thuỷ luyện?
A. 2AgNO3 + Zn → 2Ag + Zn[NO3]2
B. 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
C. 4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + 4HNO3 + O2
D. Ag2O + CO → Ag + CO2
Xem đáp án
Đáp án A
Phương pháp thủy luyện là dùng các kim loại mạnh hơn [như Mg, Al] để khử ion kim loại thành kim loại cần điều chế => phương trình hóa học: 2AgNO3 + Zn → 2Ag + Zn[NO3]2
Câu 11. Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối [với điện cực trơ] là
A. Ni, Cu, Ag.
B. Li, Ag, Sn.
C. Ca, Zn, Cu.
D. Al, Fe, Cr.
Xem đáp án
Đáp án A
Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối [với điện cực trơ] là Ni, Cu, Ag
Câu 12. Dãy gồm các kim loại đều có thể điều chế được bằng phương pháp nhiệt luyện là
A. Fe, Cu, Pb.
B. Fe, Cu, Ba.
C. Na, Fe, Cu.
D. Ca, Al, Fe.
Xem đáp án
Đáp án A
Phương pháp nhiệt luyện [dùng kim loại mạnh để đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối] => dùng để điều chế các kim loại từ Mg trở về sau trong dãy điện hóa
A. thỏa mãn
B. loại Ba
C. Loại Na.
D. Loại Ca
..........................................
VnDoc đã gửi tới nội dung tài liệu Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện, nội dung tài liệu đưa ra nguyên tắc điều chế kim loại cũng như các phương pháp để giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức trọng tâm. Mời các bạn cùng tham khảo thêm Hóa lớp 12,Hóa học lớp 11, Hóa học lớp 10.
Ngoài ra các tài liệu trên, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập, cũng như bài giảng, giáo án hay miễn phí trên Facebook: Tài Liệu Học Tập VnDoc.com. Mời quý thầy cô cùng các bạn đọc tham gia, để có thể cùng nhau chia sẻ nhận được những tài liệu mới nhất.
Chúc các bạn học tập tốt.