Giải bài tập Hóa học 12 Bài 15: Các phương pháp tách kim loại
Mở đầu trang 81 Hóa học 12: Sau khi khai thác quặng, cần thực hiện quá trình tách kim loại để thu được kim loại tinh khiết. Có những phương pháp nào để tách kim loại?
Lời giải:
Các phương pháp tách kim loại:
– Phương pháp nhiệt luyện: Tách những kim loại hoạt động hoá học trung bình và yếu.
– Phương pháp thuỷ luyện: Tách những kim loại hoạt động hoá học yếu.
– Phương pháp điện phân:
+ Điện phân nóng chảy (muối, oxide): Tách những kim loại hoạt động hoá học mạnh.
+ Điện phân dung dịch muối: Tách những kim loại hoạt động hoá học trung bình và yếu.
Câu hỏi 1 trang 81 Hóa học 12: Tìm hiểu và nêu trạng thái tự nhiên của một số kim loại.
Lời giải:
– Các kim loại tồn tại ở dạng đơn chất như vàng, bạc, platinum,…
– Hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng hợp chất trong các quặng, mỏ, ví dụ như nhôm trong quặng bauxite (Al2O3), sắt trong quặng pyrite (FeS2)…
Câu hỏi 2 trang 82 Hóa học 12: Xác định chất oxi hoá, chất khử trong các phản ứng ở Ví dụ 1.
Lời giải:
Luyện tập trang 82 Hóa học 12: Trình bày cách tách Cu từ Cu(OH)2 bằng phương pháp nhiệt luyện. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.
Lời giải:
– Nhiệt phân copper(II) hydroxide để thu được copper(II) oxide rồi khử copper(II) oxide bằng các chất khử như C, CO hoặc H2.
– Phương trình hóa học:
Câu hỏi 3 trang 83 Hóa học 12: Hãy so sánh phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thủy luyện. Phương pháp nào thường dùng trong phòng thí nghiệm để tách kim loại? Giải thích.
Lời giải:
* So sánh phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thuỷ luyện:
– Giống nhau: cả hai phương pháp đều dùng nguyên tắc khử những ion của kim loại.
– Khác nhau:
+ Phương pháp nhiệt luyện thực hiện khử những ion của kim loại hoạt động yếu và trung bình trong các oxide của chúng ở nhiệt độ cao bằng chất khử C, CO,…
+ Phương pháp thuỷ luyện thực hiện bằng cách hoà tan kim loại hoặc hợp chất của những kim loại hoạt động yếu trong dung dịch thích hợp để tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó, các ion kim loại được khử bằng kim loại hoạt động mạnh hơn.
* Phương pháp thường được dùng trong phòng thí nghiệm là phương pháp thuỷ luyện vì phương pháp này dễ xảy ra trong dung dịch thích hợp, an toàn và không đòi hỏi nhiệt độ cao như phương pháp nhiệt luyện.
Câu hỏi 4 trang 83 Hóa học 12: Có thể điện phân dung dịch muối của bạc để tách kim loại này được không? Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).
Lời giải:
– Có thể điện phân dung dịch muối của bạc để tách kim loại này.
– Phương trình hóa học:
Câu hỏi 5 trang 84 Hóa học 12: Tìm hiểu về một số làng nghề tái chế kim loại phổ biến Al, Fe, Cu ở Việt Nam. Nêu thực trạng về môi trường tại làng nghề đó.
Lời giải:
Ở nước ta, tái chế kim loại ở các địa phương chưa hiệu quả do khả năng tái chế mỗi kim loại cũng như việc thu gom vật liệu để tái chế đang gặp khó khăn. Bên cạnh đó, quy trình, công nghệ tái chế lạc hậu làm cho tình trạng ô nhiễm môi trường ở mức báo động đỏ.
Bài tập
Bài 1 trang 84 Hóa học 12: Viết sơ đồ tách các kim loại bằng một phương pháp hoá học thích hợp từ mỗi nguyên liệu MgO và Fe2O3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra (nếu có).
Phương pháp giải:
Các phương pháp tách kim loại:
– Phương pháp nhiệt luyện: Tách những kim loại hoạt động hoá học trung bình và yếu.
– Phương pháp thuỷ luyện: Tách những kim loại hoạt động hoá học yếu.
– Phương pháp điện phân:
+ Điện phân nóng chảy (muối, oxide): Tách những kim loại hoạt động hoá học mạnh.
+ Điện phân dung dịch muối: Tách những kim loại hoạt động hoá học trung bình và yếu.
Lời giải:
Bài 2 trang 84 Hóa học 12: Trình bày phương pháp hoá học thích hợp để tách kim loại bạc ra khỏi hỗn hợp kim loại bạc và đồng. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Lời giải:
Cho hỗn hợp kim loại bạc và đồng vào dung dịch silver nitrate (AgNO3) dư, đồng tan hết trong dung dịch, bạc không tan, lọc hỗn hợp ta thu được bạc.
Bài 3 trang 84 Hóa học 12: Đá vôi là loại đá trầm tích bao gồm các khoáng vật calcite và các dạng kết tinh khác nhau của calcium carbonate. Đá vôi (thành phần chính CaCO3) có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Hãy lựa chọn và trình bày phương pháp hoá học thích hợp điều chế calcium từ CaCO3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Lời giải:
Hòa tan muối calcium carbonate bằng dung dịch hydrochloric acid, cô cạn dung dịch và điện phân nóng chảy calcium chloride khan.
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
Xem thêm các bài giải bài tập Hóa Học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 14. Đặc điểm cấu tạo và liên kết kin loại. Tính chất kim loại
Bài 15. Các phương pháp tách kim loại
Bài 16. Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại
Bài 17. Nguyên tố nhóm IA
Bài 18. Nguyên tố nhóm IIA
Bài 19. Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất