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

Các phản ứng xảy ra trong quá trình tách kim loại được đánh số thứ tự từ 1 đến 4 dưới đây:

(1) MgCl${}_2$(l) → Mg(l) + Cl${}_2$(g)

(2) 2K[Au(CN)${}_2$](aq) + Zn(s) → K${}_2$[Zn(CN)${}_4$](aq) + 2Au(s)

(3) Fe${}_2$O${}_3$(s) + 3CO(g) → 2Fe(l) + 3CO${}_2$(g)

(4) 2CuSO${}_4$(aq) + 2H${}_2$O(l) → 2Cu(s) + 2H${}_2$SO${}_4$(aq) + O${}_2$(g)

Hãy gắn số thứ tự phản ứng xảy ra tương ứng với các phương pháp: nhiệt luyện, điện phân nóng chảy, thủy luyện, điện phân dung dịch và sắp xếp theo trình tự thành dãy bốn số (ví dụ: 1234, 4321,...).

Trong công nghiệp, dãy gồm những kim loại nào sau đây đều được sản xuất bằng phương pháp điện phân nóng chảy?

Từ một loại quặng hematite chứa 80\% $F{e}_2{O}_3$ (còn lại là tạp chất trơ không chứa sắt), người ta sản xuất gang (chứa 95\% sắt). Để sản xuất được 800 tấn gang nói trên với hiệu suất của toàn bộ quá trình là 90\% thì cần dùng bao nhiêu tấn quặng hematite? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về phương pháp điều chế kim loại?

Một nhà máy luyện kim sản xuất zinc (Zn) từ 60 tấn quặng zinc blende (chứa 80% ZnS về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa zinc) với hiệu suất cả quá trình đạt 95%. Phương trình hóa học được cho như sau:

$$2\text{ZnS}+3{\text{O}}_2\to 2\text{ZnO}+2{\text{SO}}_2$$

$$\text{ZnO}+\text{C}\to \text{Zn}+\text{CO}$$

Toàn bộ lượng Zn tạo ra được đúc thành n thanh Zn hình hộp chữ nhật: Chiều dài 120 cm, chiều rộng 25 cm và chiều cao 15 cm. Biết khối lượng riêng của kẽm là 7,14 g/cm${}^3$, hãy xác định giá trị của n. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Cho các phản ứng sau:
(a) $\mathrm{CuO}+{\mathrm{H}}_2\to \mathrm{Cu}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
(b) $2CuS{\mathrm{O}}_4+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to 2Cu+{\mathrm{O}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$
(c) $\mathrm{Fe}+\mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4\to \mathrm{FeS}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{Cu}$
(d) $2Al+\mathrm{C}{\mathrm{r}}_2{\mathrm{O}}_3\to \mathrm{A}{\mathrm{l}}_2{\mathrm{O}}_3+2Cr$
Số phản ứng dùng để điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện là

Kim loại kẽm (Zinc) được sản xuất trong công nghiệp từ quặng sphalerite (có thành phần chính là ZnS) theo sơ đồ:
$$\mathrm{ZnS}\stackrel{+O_2,t^{\circ }}{\to }\mathrm{ZnO}\stackrel{+C,t^{\circ }}{\to }\mathrm{Zn}.$$
Phương pháp tách kim loại kẽm thuộc phương pháp nào sau đây?

Quặng vàng tồn tại trong tự nhiên thường có hàm lượng vàng thấp. Phương pháp tách vàng phù hợp hiện nay là phương pháp Cyanide. Theo phương pháp này, để thu hồi vàng từ quặng, người ta thường nghiền nhỏ quặng rồi hòa tan trong dung dịch KCN (potassium cyanide, rất độc) cùng với dòng không khí liên tục được thổi vào. Khi đó, vàng bị hòa tan tạo thành phức chất (các chất khác trong quặng không phản ứng với KCN):
$$4Au(s)+8KCN(aq)+O_2(g)+2H_{2}O(l)\to 4K[Au(CN{)}_2](aq)+4KOH(aq)(1)$$
Tiếp theo cho bột kẽm dư vào dung dịch phức, thu được bột vàng (có lẫn một ít bột kẽm):
$$Zn(s)+2K[Au(CN{)}_2](aq)\to K_2[Zn(CN{)}_4](aq)+2Au(s)(2)$$

Cho các phản ứng sau:
(1) $CuO+H_2\to Cu+H_{2}O$; (2) $2CuS{O}_4+2H_{2}O\to 2Cu+O_2+2H_{2}S{O}_4$;
(3) $Fe+CuS{O}_4\to FeS{O}_4+Cu$; (4) $2Al+C{r}_2{O}_3\to A{l}_2{O}_3+2Cr$.
Số phản ứng có thể sử dụng trong phương pháp nhiệt luyện để điều chế kim loại là

Cho phương trình hóa học của các phản ứng (ở điều kiện phản ứng thích hợp) được đánh số thứ tự từ 1 đến 4 dưới đây:
(1) 2NaCl(l) → 2Na(l) + Cl${}_2$(g).
(2) Fe${}_2$O${}_3$(s) + 3CO(g) → 2Fe(g) + 3CO${}_2$(g).
(3) Fe(s) + CuSO${}_4$(aq) → FeSO${}_4$(aq) + Cu(s).
(4) 4AgNO${}_3$(aq) + 2H${}_2$O(l) → 4Ag(s) + O${}_2$(g) + 4HNO${}_3$(aq).
Gán số thứ tự phương trình hóa học của các phản ứng theo phương pháp tách kim loại lần lượt là: nhiệt luyện, thủy luyện, điện phân nóng chảy, điện phân dung dịch và sắp xếp theo trình tự thành dãy bốn số (ví dụ 1234, 4321…).

Trong các kim loại sau, kim loại nào có thể được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?

Cho phương trình hóa học của các phản ứng sau:

Zn(s) + CuSO${}_4$(aq) → Cu(s) + ZnSO${}_4$(aq) (1)

H${}_2$(g) + CuO(s) $\stackrel{t^0}{\to }$ Cu(s) + H${}_2$O(g) (2)

Zn(s) + 2Na[Ag(CN)${}_2$](aq) → Na${}_2$[Zn(CN)${}_4$](aq) + 2Ag(s) (3)

2CuSO${}_4$(aq) + 2H${}_2$O(l) $\stackrel{\text{dpđđ}}{\to }$ 2Cu(s) + 2H${}_2$SO${}_4$(aq) + O${}_2$(g) (4)

Trong các phản ứng trên, số phản ứng mà kim loại được tách ra bằng phương pháp thủy luyện?

Sử dụng thông tin cho dưới đây để trả lời Câu 15 – 18: Kẽm (zinc) là kim loại có nhiều ứng dụng trong công nghiệp như mạ kẽm chống ăn mòn, sản xuất hợp kim,... đồng thời kẽm cũng là một vi chất thiết yếu cho sự sống. Lượng kẽm này được tách chủ yếu từ quặng zinc blende (ZnS) theo các bước sau:
• Bước 1. Làm giàu quặng: Quặng được nghiền nhỏ và cho vào nước có thổi không khí. Các hạt đất, đá lắng xuống đáy, zinc sulfide nổi lên cùng với bọt. Lớp bọt này được tách ra và sấy khô.
• Bước 2. Đốt quặng: Nung nóng zinc sulfide trong lò thu được zinc oxide.
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂
• Bước 3. Khử zinc oxide: ZnO được trộn với than cốc và nung ở nhiệt độ 1400°C.
$$\mathrm{ZnO}+\mathrm{C}\stackrel{t^0}{\to }\mathrm{Zn}+\mathrm{CO}$$
Sơ đồ lò nung được thể hiện trong hình bên.
[Hình cần kiểm tra lại: p4_f1]
• Bước 4. Thu hồi: Kim loại kẽm tạo thành được làm nguội, khí CO sinh ra được đốt cháy, nhiệt lượng toả ra giúp giảm chi phí vận hành lò nung.
Biết rằng: kẽm có khối lượng riêng bằng 7,13 g/cm³, nóng chảy ở 419,5°C, sôi ở 906°C.
Câu 15: Phát biểu nào dưới đây đúng?

Cho các nhận định sau về sản xuất và ứng dụng của kẽm:
(1) Trong mạ kẽm chống ăn mòn thép, kẽm là lớp bảo vệ bề mặt, đồng thời bảo vệ điện hoá cho thép.
(2) Cả hai phản ứng xảy ra tại bước 2 và bước 3 trong sơ đồ đều là phản ứng oxi hoá - khử.
(3) Khí thải từ bước 2 và bước 3 đều là nguyên nhân trực tiếp gây mưa acid.
(4) Kẽm được thu hồi ở bước 4 ở dạng lỏng và dưới đáy lò nung (cửa số 1) do kẽm là kim loại nặng.
(5) Nhiệt độ của lò nung được cung cấp bởi đốt cháy carbon và đốt cháy khí CO.
Số phát biểu đúng là

Phương pháp tách kim loại nào đã được sử dụng trong bước 3 của sơ đồ trên?

Trong công nghiệp, người ta tách Al bằng phương pháp điện phân nóng chảy $A{l}_2{O}_3$ với điện cực bằng than chì. Để sản xuất được 1 tấn Al thì lượng than chì bị tiêu hao là x tấn và cần y tấn quặng bauxite chứa 42% $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$ (các thành phần còn lại không chứa Al). Biết khí thoát ra ở anode gồm 40% CO và 60% CO${}_2$ về thể tích. Al${}_2$O${}_3$ được tách hoàn toàn từ quặng và hiệu suất quá trình điện phân là 90%. Tính tổng giá trị (x + y). (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)

Quặng sắt là các khoáng vật chứa các hợp chất của sắt mà chủ yếu ở dạng các oxide. Hematite là một loại quặng chứa hàm lượng sắt cao và được dùng để trực tiếp sản xuất gang bằng cách nạp thẳng vào lò cao. Giả thiết 90\% sắt trong quặng được chuyển vào gang. Từ 1000 tấn quặng hematite (có hàm lượng 69,9\% Fe) có thể sản xuất được bao nhiêu tấn gang loại 96\% Fe? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

Trong công nghiệp, aluminium (nhôm) được sản xuất từ quặng bauxite (có thành phần chính là Al₂O₃.2H₂O) theo hai giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Tinh chế quặng bauxite.
Giai đoạn 2: Điện phân Al₂O₃ nóng chảy.



Trong quá trình sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nóng chảy aluminium oxide, điện cực dương bằng than chì bị ăn mòn liên tục do phản ứng giữa carbon và oxygen tạo thành hỗn hợp khí O₂, CO, CO₂. Giả sử các khí trong hỗn hợp trên có tỉ lệ mol bằng nhau, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Để sản xuất được 2,7 kg nhôm thì khối lượng than chì bị tiêu hao do phản ứng oxi hoá là x gam. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến số nguyên).

Phương pháp điện phân nóng chảy được sử dụng để điều chế kim loại nào sau đây?

Quặng argentite (sau khi đã tuyển quặng) có hàm lượng Ag${}_2$S là 86,8\% (còn lại là tạp chất tro). Từ loại quặng này người ta tách lấy kim loại Ag theo các bước sau:

Giai đoạn 1: Cho quặng này bằng dung dịch NaCN 0,5\% (dư) đồng thời sục không khí dư vào hỗn hợp, khi đó xảy ra phản ứng:

(1) Ag${}_2$S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)${}_2$] + Na${}_2$S

(2) 2NaCN + 2Na${}_2$S + 2H${}_2$O + O${}_2$ → 2NaSCN + 4NaOH

(3) Na${}_2$S + 2O${}_2$ → Na${}_2$SO${}_4$

Giai đoạn 2: Lọc bỏ chất rắn, lấy dung dịch nước lọc rồi cho bột kẽm (zinc, Zn) vào dung dịch nước lọc, khi đó xảy ra phản ứng: 2Na[Ag(CN)${}_2$] + Zn → Na${}_2$[Zn(CN)${}_4$] + 2Ag. Lọc lấy chất rắn, tinh chế chất rắn này bằng dung dịch H${}_2$SO${}_4$ loãng thu được kim loại Ag. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lượng Zn dùng dư 2\% so với lượng cần thiết. Khi xử lí 1 tấn quặng argentite ở trên theo quy trình này thì cần dùng bao nhiêu kg Zn? (chỉ làm tròn số ở phép tính cuối cùng và làm tròn số đến hàng đơn vị)