Giải Hóa 12 SGK nâng cao Chương 5 Bài 24 Điều chế kim loại

Dãy các ion kim loại nào sau dây bị Zn khử thành kim loại?

A. Cu²⁺, Mg²⁺, Pb²⁺

B. Cu²⁺, Ag⁺, Na⁺.

C. Sr²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺

D. Pb²⁺, Ag⁺ ,Al³⁺.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

---

Phản ứng hóa học nào sau đây chỉ được thực hiện bằng phương pháp điện phân?

A. Fe+ CuSO₄ → FeSO₄ + Cu.

B. CuSO₄ + H₂O → Cu + O₂ + H₂SO₄

C. CuSO₄ + NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄.

D. Cu + AgNO₃ → Ag + Cu(NO₃)₂.

Hướng dẫn giải:

Đáp án B

---

Từ mỗi hợp chất sau: Cu(OH)₂, NaCl, Fe₂S₂. Hãy lựa chọn những phương pháp thích hợp để điều chế kim loại tương ứng. Trình bày các phương pháp đó.

Hướng dẫn giải:

Từ Cu(OH)₂ → Cu: Phương pháp nhiệt luyện

Nung Cu(OH)₂ → CuO + H₂O  (1)

Khử CuO bằng H₂:  CuO + H₂ → Cu + H₂O  (2)

* Từ NaCl → Na: Phương pháp điện phân

2NaCl (đpnc) → 2Na + Cl₂   (3)

*Từ Fe₂S₂ → Fe: Phương pháp nhiệt luyện

Đốt Fe₂S₂ trong Oxi: 2Fe₂S₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 4SO₂ (4)

Khử Fe₂O₃ bằng CO: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ (5)

---

Điều chế Cu bằng cách điện phân dung dịch Cu(NO₃)₂.

a. Trình bày sơ đồ điện phân.

b. Viết phương trình điện phân.

c. Cho biết vai trò của nước trong quá trình điện phân.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Catot (-): Cu²⁺, H₂O                                       Anot (+):  NO3-, H2O

Cu²⁺ + 2e → Cu                                        2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

Câu b:

Phương trình điện phân

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + 4HNO₃ + O₂

Câu c:

H₂O là chất nhường e ⇒ Chất khử.

Nồng độ của Cu²⁺ giảm.

Nồng độ của NO₃^- không thay đổi nồng độ của H⁺ tăng.

---

Có hỗn hợp các bột kim loại Ag, Cu. Bằng những phương pháp hóa học nào ta có thể thu được Ag từ hỗn hợp? Giải thích và viết phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải:

Ngâm hỗn hợp bột Ag - Cu vào dung dịch AgNO₃ dư, lọc lấy chất rắn là Ag.

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

---

Điện phân 200ml một dung dịch có chứa hai muối là Cu(NO₃)₂ và AgNO₃ với cường độ dòng điện là 0,804 A, đến khi bọt khí bắt đầu thoát ra ở cực âm thì thời gian điện phàn là 2 giờ, người ta nhận thấy khối lượng cực âm tăng thêm 3,44 g. Hãy xác định nồng độ mol của mỗi muối trong dung dịch ban đầu?

Hướng dẫn giải:

2 giờ = 7200 s

Gọi thời gian điện phân muối bạc là t₁

Gọi thời gian điện phân muối đồng là t₂

⇒ t₁ + t₂ = 7200 (1)

Theo định luật Faraday:

\(\begin{array}{l}
{m_{Ag}} = \frac{{108.0,804.{t_1}}}{{96500}} = {9.10^{ - 4}}.{t_1}\\
{m_{Cu}} = \frac{{64.0,804.{t_2}}}{{2.96500}} = 2,{666.10^{ - 4}}.{t_2}
\end{array}\)

mà mAg + mCu = 3,44 (g) ⇒ (9.t₁ + 2,666.t₂ ). 10^-4 = 3,44 (2)

(1),(2) ⇒ t₁ = 2400 (s) ⇒ mAg = 2,16 gam ⇒ nAg = 0,02

t₂ = 4800 (s) ⇒ mCu = 1,28 gam ⇒ nCu = 0,02

C_M Cu(NO₃)₂ = 0,02/0,2 = 0,1M ; C_M AgNO₃ = 0,02/0,2 = 0,1 M

---

Điện phân hoàn toàn 3,33 gam muối clorua của một kim loại nhóm IIA, người ta thu được 6,72 lít khí clo (đktc). Hãy xác định tên của muối clorua kim loại.

Hướng dẫn giải:

Phương trình hóa học của phản ứng.

MCl₂ (đpnc) → M + Cl₂

Số mol: nMCl₂ = nCl₂ = 0,3 mol

Khối lượng mol MCl₂:

M_MCl2 = 33,3 : 0,3 = 111

⇒ M + 71 = 111 ⇒ M = 40 (Ca)

Muối đã dùng là CaCl₂ : canxi clorua

---

Điện phân một dung dịch AgNO₃ trong thời gian 15 phút với cường độ dòng điện là 5 ampe. Để làm kết tủa hết ion Ag⁺ còn lại trong dung dịch sau điện phân, cần dùng 25 ml dung dịch NaCl 0,4M.

a. Viết phương trình điện phân và phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

b. Tính khối lượng Ag thu được ở catot.

c. Tính khối lượng AgNO₃ có trong dung dịch ban đầu.

Hướng dẫn giải:

Câu a:

Sơ đồ điện phân và các phương trình hóa học đã xảy ra :

Catot (-) : Ag⁺, H₂O                                            Anot (+) : NO₃^-, H₂O

Ag⁺ + e → Ag                                                    2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

4AgNO₃ + 2H₂O → 4Ag + 4HNO₃ + O₂ (đpdd)

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Câu b:

 \({m_{Ag}} = \frac{{108.5.15.60}}{{96500}} = 5,04gam\)

Câu c:

nNaCl = 0,025.0,4 = 0,01 mol

\({n_{Ag}} = \frac{{5,04}}{{108}}mol\)

Theo (1): nAgNO₃ = nAg ≈ 0,0466

Theo (2): nAgNO₃ = nNaCl = 0,01

⇒ nAgNO₃ ban đầu ≈ 0,0566

⇒ Khối lượng AgNO₃ ban đầu : 0,0566.170 ≈ 9,62 gam.

 

Trên đây là nội dung chi tiết giải bài tập SGK nâng cao môn Hóa 12 Chương 5 Điều chế kim loại, với hướng dẫn giải chi tiết, rõ ràng, trình bày khoa học. Hoc247 hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn học sinh lớp 12 học tập thật tốt!