Lý thuyết Tách kim loại và tái chế kim loại (Hóa 12 Cánh diều 2025)

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 15: Tách kim loại và tái chế kim loại

A. Lý thuyết Tách kim loại và tái chế kim loại

I. Trạng thái tự nhiên của kim loại

Các nguyên tố kim loại tồn tại trong vỏ Trái Đất, nước mặt, nước ngầm và cơ thể sinh vật

+ Trong vỏ Trái Đất, đa số các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng hợp chất oxide và muối không tan, một số kim loại quý tồn tại ở dạng đơn chất và hợp kim

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

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

II. Phương pháp tách kim loại

1. Phương pháp tách các kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu

– Phương pháp nhiệt luyện: Thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu như Z, Fe, Sn, Pb, Cu,… ra khỏi các oxide bằng các chất khử phù hợp và phổ biến như C, CO,… ở nhiệt độ cao

– Phương pháp thủy luyện: thường được dùng để tách những kim loại hoạt động hóa học yếu như Cu, Ag, Au,… ra khỏi dung dịch muối của chúng bằng các kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,….

2. Phương pháp tách kim loại hoạt động hóa học mạnh

Phương pháp điện phân dùng để tách các kim loại hoạt động hóa học mạnh

III. Tái chế kim loại

1. Nhu cầu tái chế kim loại

Nhu cầu sử dụng kim loại của con người ngày càng lớn. Tái chế để đáp ứng nhu cầu sử dụng và góp phần bảo vệ tài nguyên và môi trường.

2. Thực tiễn tái chế kim loại

 

Sơ đồ tư duy Tách kim loại và tái chế kim loại

 

B. Trắc nghiệm Tách kim loại và tái chế kim loại

Phần I. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn. Mỗi câu hỏi chỉ chọn một phương án trả lời.

 Câu 1: Phương pháp nào sau đây có thể tách được sodium kim loại?

A. Nung nóng mạnh quặng sodium trong không khí.

B. Nung nóng quặng sodium với carbon.

C. Điện phân nước muối.

D. Điện phân muối sodium chloride nóng chảy.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Điện phân muối sodium chloride nóng chảy có thể tách được sodium kim loại.

$2NaCl\stackrel{đ\text{pnc}}{\to }2Na+C{l}_2$

Câu 2: Cho ba kim loại được tách từ quặng của chúng theo các cách tương ứng sau.

Kim loại	Phương pháp tách thông dụng
X	Điện phân nóng chảy
Y	Nhiệt phân, nung nóng trực tiếp
Z	Nung nóng với carbon

Khả năng hoạt động hoá học của các kim loại giảm dần theo thứ tự nào sau đây?

A. X, Z, Y.                                                                                                     

B. Y, Z, X.                                                              

C. X, Y, Z.                                                                                                     

D. Z, Y, X. 

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

X cần dùng phương pháp điện phân nóng chảy nên X là kim loại mạnh như Na, K, Ba, Ca, Mg, Al.

Y nhiệt phân, nung nóng trực tiếp nên Y là kim loại rất yếu như Ag, Hg.

Z nung nóng với carbon nên Z là kim loại trung bình như Fe, Cu.

Vậy, khả năng hoạt động hóa học giảm dần theo thứ tự: X, Z, Y.

 Câu 3: Cho các oxide kim loại sau: (1) Silver oxide; (2) Calcium oxide và (3) Mercury(II) oxide. Nung nóng oxide kim loại nào ở trên thu được kim loại?

A. (1).                             

B. (2).                             

C. (1); (3).                      

D. (2); (3).

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

(1) 2Ag₂O$\stackrel{t^o}{\to }$ 4Ag + O₂

(3) 2HgO $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Hg + O₂

 Câu 4: Để khử hoàn toàn một lượng oxide kim loại thành kim loại cần vừa đủ V lít khí H₂. Hoà tan lượng kim loại tạo thành bằng H₂SO₄ loãng, dư thu được V lít H₂ (các khí đo cùng điều kiện). Oxide kim loại đó là

A. MgO.                        

B. Fe₂O₃.                         

C. FeO.                           

D. CuO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Nhận thấy kim loại Cu không phản ứng với H₂SO₄ loãng ⇒ loại D.

MgO không bị khử bởi H₂ ⇒ loại A.

Oxide kim loại phản ứng với H₂ và kim loại tương ứng phản ứng với H₂SO₄ loãng sinh ra lượng H₂ tương ứng (bằng nhau) thì kim loại phản ứng với H₂SO₄ phải có hóa trị bằng hóa trị của kim loại trong oxide.

Vậy oxide là FeO.

Câu 5: Cho khí CO (dư) đi qua ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al₂O₃, MgO, Fe₃O₄ và CuO, thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH dư, khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan Z. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần không tan Z gồm            

A. MgO, Fe, Cu.                                           

B. Mg, Fe, Cu.                                    

C. MgO, Fe₃O₄, Cu.                            

D. Mg, Al, Fe, Cu                     

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phương trình hóa học:

Fe₃O₄ + 4CO $\stackrel{t^o}{\to }$ 3Fe + 4CO₂

CuO + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Cu + CO₂

⇒ Chất rắn Y: Al₂O₃, MgO, Fe và Cu cho tác dụng với NaOH dư.

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

⇒ Chất rắn Z: MgO, Fe và Cu.

Câu 6: Kim loại nào sau đây có thể được điều chế từ hợp chất của nó bằng cách chỉ dùng nhiệt (đun nóng)?

A. Bạc.                            

B. Nhôm.                        

C. Sắt.                             

D. Kẽm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ví dụ: AgNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ Ag + NO₂ + $\frac{1}{2}$ O₂

Câu 7: Phương pháp thích hợp để điều chế Mg từ MgCl₂ là

A. dùng kali khử ion Mg²⁺ trong dung dịch.       

B. điện phân MgCl₂ nóng chảy.

C. điện phân dung dịch MgCl₂.                          

D. nhiệt phân MgCl₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Phương pháp thích hợp để điều chế Mg từ MgCl₂ là điện phân MgCl₂ nóng chảy.

$MgC{l}_2\stackrel{đpn\text{c}}{\to }Mg+C{l}_2$

Câu 8: Có thể thu được kim loại nào trong số các kim loại sau: Cu, Na, Ca, Al bằng cả ba phương pháp điều chế kim loại phổ biến?

A. Na.                             

B. Ca.                              

C. Cu.                             

D. Al.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Cu có thể điều chế bằng phương pháp thủy luyện, nhiệt luyện và điện phân dung dịch.

Phương trình hóa học minh họa:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

CuO + H₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ Cu + H₂O

CuCl₂ $\stackrel{đpdd}{\to }$ Cu + Cl₂

Câu 9: Phản ứng nào sau đây không điều chế được kim loại Cu?

A. Cho Fe tác dụng với dung dịch CuSO₄.

B. Cho Na tác dụng với dung dịch CuSO₄.

C. Điện phân dung dịch CuSO₄ (điện cực trơ).

D. Cho H­₂ tác dụng với CuO, đun nóng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Cho Na tác dụng với dung dịch CuSO₄ không điều chế được kim loại Cu do:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Hay viết gộp:

2Na + 2H₂O + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄ + H₂

 Câu 10: Trong công nghiệp, nhôm được tách ra từ quặng bauxite bằng cách nào sau đây?

A. Nung nóng quặng bauxite.                             

B. Nung nóng quặng bauxite với carbon.

C. Nung nóng quặng bauxite với hydrogen.       

D. Điện phân nóng chảy quặng bauxite.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Trong công nghiệp, nhôm được tách ra từ quặng bauxite bằng cách điện phân nóng chảy quặng bauxite (thành phần chính là Al₂O₃).

$2A{l}_2{O}_3\stackrel{đ\text{pnc}}{\to }4Al+3O_2$

 

Phần II. Câu trắc nghiệm đúng sai. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai. (Đ – S).

Câu 11: Cho các phát biểu sau về tách và tinh chế kim loại.

a) Các kim loại Fe, Al, Cu đều có thể điều chế bằng phương pháp dùng CO khử oxide kim loại tương ứng.

b) Trong công nghiệp, kim loại Al chỉ có thể điều chế được bằng phương pháp điện phân.

c) Để tách Ag khỏi các tạp chất Fe, Cu ta có thể cho hỗn hợp vào dung dịch AgNO₃ dư.

d) Trong công nghiệp, kim loại Na được điều chế bằng cách điện phân dung dịch NaCl.

Hướng dẫn giải

a) Sai. Al điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

b) Đúng.

c) Đúng. Fe và Cu phản ứng với AgNO₃ dư tạo thành muối tan. Lọc thu kết tủa ta được bạc nguyên chất.

d) Sai. Na được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy NaCl.

Câu 12. Xét phương trình hóa học sau: X(s) + CuSO₄(aq) → XSO₄(aq) + Cu(s)

a) Đây là phương pháp thủy luyện để điều chế kim loại Cu.

b) X là kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn Cu.

c) X có thể là kim loại Ca.

d) Phương pháp điều chế trên có thể áp dụng điều chế kim loại Al, Mg trong công nghiệp.

Hướng dẫn giải

a) Đúng.

b) Đúng.

c) Sai vì Ca sẽ phản ứng với H₂O trước sinh ra Ca(OH)₂ sau đó Ca(OH)₂ mới phản ứng với CuSO₄ tạo ra Cu(OH)₂ nên sẽ không sinh như phản ứng trên.

d) Sai vì phương pháp thủy luyện thường dùng để tách những kim loại hoạt động hóa học yếu như Cu, Ag, Cu,…

Phần III. Câu trắc nghiệm yêu cầu trả lời ngắn

Câu 13: Dẫn khí CO dư qua ống sử dụng 16 g 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: 11,2 gam

Giải thích:

Bảo toàn nguyên tố: $n_{Fe}=n_{F{e}_2{O}_3}.2=\frac{16}{160}.2=0,2mol\Rightarrow m_{Fe}=56.0,2=11,2g$

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

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: 0,125

Giải thích:

$n_{Ag}=n_{AgN{O}_3}=0,2mol\Rightarrow m_{Ag}=108.0,2=21,6g<30,4g$

⇒ Z chứa Ag và Cu (có thể có Fe dư)

Xét dung dịch $\left\{\begin{array}{l}N{O}_3^{-}:(0,2+0,8x)mol\\ F{e}^{2+}:0,25mol\\ C{u}^{2+}:amol\end{array}\right.$$\Rightarrow 2a+2.0,25=0,2+0,8x\Rightarrow 0,4x-a=0,15$=>m_Z = 108. 0,2 + 64. 0,15 = 31,2 g > 30,4 g(loại)

Vậy dung dịch $\left\{\begin{array}{l}N{O}_3^{-}:(0,2+0,8x)mol\\ F{e}^{2+}:bmol\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}2b=0,2+0,8x\\ 108.0,2+64.0,4x+56(0,25-b)=30,4\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=0,125\\ b=0,15\end{array}\right.$

Câu 15. Cho 4,958 lít khí CO (ở đkc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 g một oxide sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khi thu được sau phản ứng có tỉ khối so với H₂ bằng 20. Phần trăm thể tích CO₂ trong hỗn hợp khí sau phản ứng là ?

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: 75

Giải thích:

$nCO=4,95824,79=0,2 mol⇒nCOnCO2=44−4040−28=13⇒CO:0,05 molCO2:0,15 mol⇒ Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác: Lý thuyết Bài 14: Tính chất hoá học của kim loại Lý thuyết Bài 15: Tách kim loại và tái chế kim loại Lý thuyết Bài 16: Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại Lý thuyết Bài 17: Nguyên tố nhóm IA Lý thuyết Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA Lý thuyết Bài 19: Nước cứng và làm mềm nước cứng SharefacebookShare on FacebookBài liên quan Lý thuyết Hợp kim – Sự ăn mòn kim loại (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Nguyên tố nhóm IA (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Ester – Lipid (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Nguyên tố nhóm IIA (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Xà phòng và chất giặt rửa tổng hợp (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Nước cứng và làm mềm nước cứng (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Giới thiệu về carbohydrate (Hóa 12 Cánh diều 2025) Lý thuyết Sơ lược về kim lại chuyển tiếp dãy thứ nhất (Hóa 12 Cánh diều 2025) Copyright © 2025 Cộng đồng học tập lớp 12 Back to Top Menu Search for: Tài khoản Remember Me Đăng ký Lost your password ? $