Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Điều chế và tách kim loại (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại K hoạt động mạnh (trong dãy hoạt động hóa học đứng trước Al) nên được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối (ví dụ KCl nóng chảy). Các kim loại Cu, Au, Ag hoạt động yếu, chỉ được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện hoặc điện phân dung dịch muối. Đáp án khớp với bảng đáp án chính thức (Câu 53: B).

a) Đúng. Trong các phản ứng C + O2 → CO2, Si + O2 → SiO2, Mn + O2 → MnO, oxygen bị khử (số oxi hóa giảm từ 0 xuống -2), nhận electron nên đóng vai trò chất oxi hóa.
b) Sai. Mục đích của quá trình luyện thép là loại bỏ các tạp chất như C, Si, Mn,... (theo đề bài), không phải làm giảm hàm lượng carbon trong gang.
c) Sai. Theo đề bài, các oxide rắn (SiO2, MnO) kết hợp với chất phụ gia tạo thành xỉ nhẹ nổi lên trên bề mặt thép lỏng để tách ra, chứ không lắng xuống.
d) Sai. Có phát thải một số khí độc như SO2, CO,... gây tác động xấu đến môi trường sống.

a) Đúng
b) Sai. loại bỏ các tạp chất như C, Si, Mn,,
c) Sai. các oxide dạng rắn (SiO₂, MnO) sẽ kết hợp với chất phụ gia tạo thành xỉ nhẹ nổi lên trên bề mặt thép lỏng để tách ra.
d) Sai. Có phát thải một số khí độc như: SO₂, CO,…
a) Đúng
b) Sai. loại bỏ các tạp chất như C, Si, Mn,,
c) Sai. các oxide dạng rắn (SiO₂, MnO) sẽ kết hợp với chất phụ gia tạo thành xỉ nhẹ nổi lên trên bề mặt thép lỏng để tách ra.
d) Sai. Có phát thải một số khí độc như: SO₂, CO,…

(AI giải đề cho tôi)
Nhiệt luyện là dùng chất khử (CO, C, H2...) ở nhiệt độ cao để khử oxit kim loại. Phương trình $3CO+F{e}_2{O}_{3}ightarrow2Fe+3C{O}_2$ dùng CO khử oxit sắt ở nhiệt độ cao, thuộc nhiệt luyện. A là điện phân nóng chảy, B là điện phân dung dịch, D là kim loại thế.

(AI giải đề cho tôi)
Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất bằng cách điện phân nóng chảy hỗn hợp Al2O3 (tan trong cryolite Na3AlF6 để hạ nhiệt độ nóng chảy). Tại catot: $A{l}^{3+}+3e^{-}\to Al$; tại anot: $2O^{2-}-4e^{-}\to O_2$. Đây là phương pháp điện phân nóng chảy, không phải thủy luyện, nhiệt luyện hay điện phân dung dịch (do Al là kim loại hoạt động mạnh, điện phân dung dịch chỉ thu được H2 ở catot). Đáp án khớp với đáp án nguồn: C.

(AI giải đề cho tôi)
Nhiệt luyện là dùng chất khử (CO, C, H2...) khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao. Phương trình $3CO+F{e}_2{O}_3\to 2Fe+3C{O}_2$ dùng CO khử oxit sắt, thuộc nhiệt luyện. A là điện phân nóng chảy, B là điện phân dung dịch, D là kim loại thế.

(AI giải đề cho tôi)
a) Đúng: Trong phản ứng $F{e}_2{O}_3+3CO\to 2Fe+3C{O}_2$, CO nhận oxi chuyển thành $C{O}_2$ nên CO là chất khử, khử $F{e}_2{O}_3$ thành Fe trong quá trình luyện gang.
b) Đúng: Đá vôi phân hủy ở nhiệt độ cao: $CaC{O}_3\to CaO+C{O}_2$; sau đó $CaO+Si{O}_2\to CaSi{O}_3$ tạo xỉ, giúp loại bỏ tạp chất $Si{O}_2$ khỏi quặng sắt.
c) Sai: Việc khử $F{e}_2{O}_3$ bằng CO ở nhiệt độ cao trong lò cao là phương pháp nhiệt luyện (khử nhiệt), không phải phương pháp thủy luyện (dùng dung dịch để tuyển quặng/tạo hợp chất tan).
d) Sai: Quặng pirite ($Fe{S}_2$) chứa lưu huỳnh; khi luyện sẽ sinh ra $S{O}_2$ — khí gây mưa acid, ô nhiễm môi trường. Do đó thay hematite bằng pirite sẽ làm TĂNG phát thải khí ô nhiễm chứ không giảm.
a) Đúng.
b) Đúng.
c) (AI giải đề cho tôi)
Sai: Đây là phương pháp nhiệt luyện (khử Fe2O3 bằng CO ở nhiệt độ cao), không phải thủy luyện.
d) (AI giải đề cho tôi)
Sai: FeS2 chứa lưu huỳnh, luyện sẽ sinh SO2 gây ô nhiễm, làm tăng phát thải khí ô nhiễm.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 2 (luyện gang trong lò cao):
a) Đúng. Trong phản ứng Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, CO nhận electron (C từ +2 lên +4), khử Fe(III) về Fe kim loại, nên CO là chất khử.
b) Đúng. Đá vôi phân hủy: CaCO3 → CaO + CO2; CaO tác dụng với tạp chất SiO2 tạo xỉ: CaO + SiO2 → CaSiO3, giúp loại bỏ SiO2 khỏi gang.
c) Sai. Luyện gang dùng nhiệt (than cốc đốt nóng, CO khử quặng ở nhiệt độ cao) nên đây là phương pháp nhiệt luyện, không phải thủy luyện.
d) Sai. Quặng pirite (FeS2) chứa lưu huỳnh; khi luyện sẽ phát thải SO2 (gây mưa acid), làm ô nhiễm môi trường nhiều hơn, không giảm phát thải.
a) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. CO khử Fe2O3 thành Fe (C từ +2 lên +4), nên CO là chất khử trong luyện gang.
b) (AI giải đề cho tôi)
Đúng. CaCO3 → CaO + CO2; CaO + SiO2 → CaSiO3 (xỉ), giúp loại bỏ tạp chất SiO2.
c) Sai. Phải là phương pháp nhiệt luyện
d) Sai. Quá trình sẽ phát thải ra SO₂ gây ô nhiễm môi trường hơn (gây mưa acid)

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp nhiệt luyện (dùng C hoặc CO khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao) áp dụng cho các kim loại trung bình như Fe, Zn, Cu... Sắt được điều chế trong lò cao: $F{e}_2{O}_3+3CO\stackrel{t^o}{\to }2Fe+3C{O}_2$. Các kim loại kiềm và kiềm thổ như Na, Ca, Ba rất hoạt động nên phải điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối (ví dụ điện phân NaCl nóng chảy, CaCl_2 nóng chảy). Vậy đáp án là Fe.

Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại.
Chọn A.

Trong công nghiệp, kim loại Na được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy.
Chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Ở nhiệt độ cao, H${}_2$ khử được các oxit của kim loại đứng sau nhôm trong dãy hoạt động hóa học (CuO, Fe${}_2$O${}_3$, PbO...), vì phản ứng $H_2+CuOoCu+H_{2}O$ xảy ra dễ dàng. Các oxit MgO, Al${}_2$O${}_3$, CaO là oxit của những kim loại rất hoạt động (Mg, Al, Ca đứng trước nhôm), rất bền, H${}_2$ không khử được. Vậy đáp án là A, trùng với đáp án nguồn (44-A).

(AI giải đề cho tôi)
Kim loại kiềm (Na, K, ...) rất hoạt động nên không điều chế bằng điện phân dung dịch (thu được H2 ở catot) hay thủy luyện, nhiệt luyện. Trong công nghiệp, chúng được điều chế bằng điện phân muối nóng chảy, ví dụ: $2NaCl\stackrel{\text{điện phaˆn}}{\to }2Na+C{l}_2$. Đáp án khớp với nguồn: 45-B.

Hướng dẫn giải (nguồn: Đáp số 720, trang 11–12):
PTHH: $2A{l}_2{O}_3\stackrel{\text{điện phaˆn}}{\to }4Al+3O_2$
$n_{Al}=\frac{2700}{27}=100$ mol $\Rightarrow n_{O_2}=\frac{100.3}{4}=75$ mol.

Phản ứng ở anode: $C+O_2\to$ hỗn hợp khí $\{\begin{array}{l}CO:a\text{ mol}\\ C{O}_2:a\text{ mol}\\ O_2:a\text{ mol}\end{array}$ (các khí có tỉ lệ mol bằng nhau).

BTNT (O): $2n_{O_2}=n_{CO}+2n_{C{O}_2}+2n_{O_2}\Rightarrow 2.75=a+2a+2a\Rightarrow a=30$ mol.

BTNT (C): $n_C=n_{CO}+n_{C{O}_2}=2a=60$ mol $\Rightarrow x=m_C=60.12=720$ g.

(AI giải đề cho tôi)
Điện phân nóng chảy dùng cho kim loại hoạt động mạnh (kiềm, kiềm thổ, Al). Al được điều chế bằng điện phân nóng chảy Al2O3 hòa tan trong cryolite Na3AlF6: 2Al2O3 →(điện phân) 4Al + 3O2. Fe điều chế bằng nhiệt luyện (khử Fe2O3 bằng CO), Ag và Cu điều chế bằng điện phân dung dịch muối hoặc nhiệt khử. Đáp án A, khớp đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi) Al là kim loại hoạt động mạnh (Al đứng trước Zn trong dãy hoạt động hóa học), được điều chế bằng điện phân nóng chảy Al₂O₃ (hoặc Al₂O₃ hòa tan trong cryolit Na₃AlF₆). Fe điều chế bằng nhiệt luyện; Ag, Cu điều chế bằng điện phân dung dịch hoặc nhiệt luyện.

Phản ứng nhiệt nhôm tổng quát: $$3M_x{O}_y+2yAl\stackrel{t^o}{\to }3xM+yA{l}_2{O}_3$$ (M là kim loại sau Al)

$A{l}_2{O}_3$ không bị khí $H_2$ hay CO khử thành kim loại ở nhiệt độ cao.

Phương pháp: Lý thuyết về điều chế kim loại.
Hướng dẫn giải:
Kim loại chỉ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy là Na.
Đáp án C

(AI giải đề cho tôi)
Phương pháp thủy luyện dùng để điều chế các kim loại kém hoạt động (như Ag, Cu, Hg) bằng cách dùng kim loại mạnh hơn khử ion kim loại trong dung dịch muối, ví dụ: Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag. Các kim loại kiềm (K), kiềm thổ (Mg) và Al phải điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Vậy đáp án là Ag, khớp với đáp án nguồn 49-D.