Bài 5.91 trang 47 sách bài tập [SBT] Hóa học 12
Trình bày phương pháp hoá học điều chế các kim loại từ các dung dịch muối riêng biệt : NaCl, CuCl2, FeCl3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Hướng dẫn trả lời:
+] Cô cạn dung dịch NaCl, lấy NaCl khan rồi điện phân nóng chảy
\[2NaCl\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow 2Na + C{l_2}\]
+] Có thể điện phân dung dịch CuCl2:
\[CuC{l_2}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow Cu{\rm{ }} + {\rm{ }}C{l_2}\]
hoặc :
\[CuC{l_2}\buildrel { + NaOH} \over
\longrightarrow Cu{[OH]_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow CuO\buildrel { + {H_2},{t^0}} \over
\longrightarrow Cu\]
\[ + ]FeC{l_3}\buildrel { + NaOH} \over
\longrightarrow Fe{[OH]_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow F{e_2}{O_3}\buildrel { + CO,{t^0}} \over
\longrightarrow Fe\]
Bài 5.92 trang 48 sách bài tập [SBT] Hóa học 12
Từ những hợp chất riêng biệt : Cu[OH]2, MgO, FeS2, hãy nêu phương pháp thích hợp để điều chế Cu, Mg, Fe. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Hướng dẫn trả lời:
\[\eqalign{
& Cu{[OH]_2} \to CuC{l_2}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow Cu \cr
& MgO \to MgC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Mg \cr
& Fe{S_2} \to F{e_2}{O_3} \to Fe \cr
& 4Fe{S_2} + 11{O_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2F{e_2}{O_3} + 8S{O_2} \cr
& F{e_2}{O_3} + 3CO\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2Fe + 3C{O_2} \cr} \]
Bài 5.93 trang 48 sách bài tập [SBT] Hóa học12
Bằng những phương pháp nào người ta có thể điều chế Cu từ dung dịch Cu[NO3]2, Ca từ dung dịch CaCl2? Viết phương trình hoá học của các phản ứng.
Hướng dẫn trả lời:
- Điều chế Cu từ Cu[NO3]2:
\[\matrix{
{2Cu{{\left[ {N{O_3}} \right]}_2} + {\rm{ }}2{H_2}O{\rm{ }}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow 2Cu{\rm{ }} + {\rm{ }}{O_2} + {\rm{ }}4HN{O_3}} \hfill \cr
{{\rm{ hay }}Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}Cu{{\left[ {N{O_3}} \right]}_2} \to Fe{{\left[ {N{O_3}} \right]}_2} + Cu} \hfill \cr
{2Cu{{\left[ {N{O_3}} \right]}_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2CuO{\rm{ }} + {\rm{ }}4N{O_2} + {\rm{ }}{O_2}} \hfill \cr
{CuO{\rm{ }} + {\rm{ }}{H_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow Cu{\rm{ }} + {\rm{ }}{H_2}O} \hfill \cr}\]
Điều chế Ca từ CaCl2: cô cạn dung dịch CaCl2rồi điện phân nóng chảy.
\[CaC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Ca{\rm{ }} + {\rm{ }}C{l_2}\]
Bài 5.94 trang 48 sách bài tập [SBT] Hóa học 12
Trình bày phương pháp hoá học điều chế các kim loại Ca, Na, Cu từ những muối riêng biệt: CaCO3, Na2SO4, Cu2S.
Hướng dẫn trả lời:
Có thể điểu chế kim loại theo các sơ đồ sau :
\[\eqalign{
& a]CaC{O_3}\buildrel { + HCl} \over
\longrightarrow CaC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Ca \cr
& b]N{a_2}S{O_4}\buildrel { + BaC{l_2}} \over
\longrightarrow NaCl\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Na \cr
& c]C{u_2}S\buildrel { + {O_2}} \over
\longrightarrow CuO\buildrel { + {H_2}} \over
\longrightarrow Cu \cr
& CuO\buildrel { + HCl} \over
\longrightarrow CuC{l_2}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow Cu \cr} \]
Bài 5.95 trang 48 sách bài tập [SBT] Hóa học 12
Từ các chất riêng biệt : CuSO4, CaCO3, FeS cần điều chế được các kim loại Cu, Ca, Fe. Viết PTHH của các phản ứng xảy ra. [Các điều kiện khác có đủ].
Hướng dẫn trả lời:
Điều chế Cu:
\[2CuS{O_4} + 2{H_2}O\buildrel {{\rm{dpdd}}} \over
\longrightarrow 2Cu + {O_2} + 2{H_2}S{O_4}\]
Điều chế Ca: CaCO3+ 2HClCaCl2+ H2O + CO2\[CaC{l_2}\buildrel {dpnc} \over\longrightarrow Ca + C{l_2}\]
Điều chế Fe: FeS+ 2HCl FeCl2+ H2S
\[FeC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Fe + C{l_2}\]
Bài 5.96 trang 48 sách bài tập [SBT] Hóa học 12
Điện phân [điện cực trơ] dung dịch X chứa 0,2 mol CuSO4và 0,12 mol NaCl bằng dòng điện có cường độ 2A. Tính thể tích khí [đktc] thoát ra ở anot sau 9650 giây điện phân.
Hướng dẫn trả lời:
Trong quá trình điện phân cation nào có tính oxi hoá mạnh hơn sẽ thu e trước, anion nào có tính khử mạnh hơn sẽ nhường e trước. Trong dung dịch đã cho thứ tự như sau :
- Ở catot: Cu2+> H+[H2O]> Na+
- Ở anot: Cl-> OH-[H2O]> SO42-
Ghép các ion thành phân tử để viết pt điện phân. Các ion Cl-và Cu2+ điện phân trước
\[CuC{l_2}\buildrel {dp{\rm{dd}}} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}[1]\]
0,06mol 0,060,06
\[2CuS{O_4} + 2{H_2}O\buildrel {{\rm{dpdd}}} \over
\longrightarrow 2Cu + {O_2} + 2{H_2}S{O_4}\] [2]
Thời gian cần thiết để điện phân ở [1]:
\[m = {{A.I.t} \over {n.F}} \to t = {{m.n.F} \over {A.I}} = {{71.0,06.2.96500} \over {2.71}} = 5790[s]\]
Thời gian còn lại để điện phân [2] là: 9650- 5790= 3860 [s]
Tính khối lượng O2thu được khi điện phân trong 3860 s:
\[\eqalign{
& m = {{AIt} \over {nF}} = {{32.2.3860} \over {4.96500}} = 0,64g \cr
& {n_{{O_2}}} = {{0,64} \over {32}} = 0,02mol \cr} \]
Tổng số mol khí thu được ở anot là: 0,06+0,02=0,08 mol
Thể tích khí thu được ở anot là: 0,08.22,4=1,792 [l]