Đang tải... (xem toàn văn)
Nếu giữ thanh kẽm ấy trong A một thời gian đủ lâu thì thấy sau phản ứng dung dịch thu được chỉ chứa 1 muối duy nhất với nồng độ là 0,54 M.. Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch A b[r]
(1)BÀI TẬP ÔN TẬP KIM LOẠI MÔN HÓA HỌC 12
I. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI
Câu 1: Một loại quặng đồng (Halcopirit) chứa 9,2% CuFeS2
1 Hỏi từ quặng điều chế tối đa kg đồng kim loại lít dung dịch H2SO4 đặc 98% (d = 1,84 g.ml)
2 Trong bình dung tích khơng đổi 1,68 lít chứa O2 (dktc) 3,68 g CuFeS2 tinh khiết Nung bình
8190C đến phản ứng xày hoàn toàn, biết sản phẩm phản ứng Fe2O3, CuO SO2 Tính áp suất
trong bình nhiệt độ nung Thể tích chất rắn khơng đáng kể
3 Hồn tan hoàn toàn hỗn hợp Fe2O3 CuO dung dịch A tiến hành điện phân dung dịch A
với điện cực trơ, cường độ dòng 1,93 A vịng 33 phút 20 giây Tính khối lượng kim loại thoat catot
Giải
1 Số kmol FeCuS2 =
184 100
2 , 1000
= 0,5 kmol
Vậy khối lượng Cu tối đa = 0,5.64 = 32 kg Theo phản ứng :
2CuFeS2 + 6,5 O2 → 2CuO + Fe2O3 + 4SO2 (1)
2SO2 + O2 → 2SO3 (2)
SO3 + H2O → H2SO4 (3)
Thì số n(H2SO4) = 2n(CuFeS2) = 2.0,5 = kmol tức 98kg nguyên chất
Vậy thể tích axit sunfuric =
84 , 98
100 98
= 54,35 lít
2 Tính n(CuFeS2) =
184 68 ,
=0,02 mol
n(O2) ban đầu =
4 , 22
68 ,
=0,075 mol
Theo (1) số mol khí giảm = 0,02
4 ,
=0,025 mol
Vậy tổng số mol khí = 0,075 – 0,025 = 0,05 mol (có thể tích theo số mol SO2; O2 dư)
Gọi P áp suất bình 8190C, ta có
atm p
p
67 , 819
273 68 , 273
4 , 22 05 ,
1
3 Các phản ứng hòa tan:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (3)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (4)
Các phản ứng xảy điện cực: Ở Catot :
(2)2H+ + 2e → H2
Fe2+ + 2e → Fe
(nếu nồng độ H+ nhỏ, ion Fe2+ bị điện phân đồng thời với H+) Ở anot:
2Cl- - 2e →Cl2
Thời gian điện phân = 33.60 + 20 = 2000s Theo phản ứng (1), (3), (4):
n(CuCl2) = n(FeCl3) = n(CuFeS2) = 0,02 mol
Tổng điện lượng Q = 2000.1,93 = 3860 C Tính điện lượng Q1 cần để khử Fe3+ → Fe2+
1936 02
, 9650
56
1
1
Q Q
C
Vì Q1<Q chứng tỏ Fe3+ bị khử hết thành Fe2+
Điện lượng lại Q2 = 3860 – 1930 = 1930 C dành cho trình sau Trước hết tính lượng Cu
ra:
64 , 9650
193 64
Cu
m g hay 0,01 mol
Chứng tỏ chưa bị điện phân hết, nên khơng xảy q trình khử H+ Fe2+ (có thể tính theo thời gian khử Fe3+ → Fe2+,và sau tính thời gian khử Cu2+ → Cu)
Câu 2: X quặng hematit chứa 60% Fe2O3, Y quặng manhetit chứa 69,6% Fe3O4
1 Hỏi từ quặng X Y điều chế tối đa kg sắt kim loại ?
2 Cần trộn X, Y theo tỉ lệ khối lượng để quặng Z mà quặng Z điều chế 0,5 gang chau71 4% cacbon?
3 Cần kg sắt phế liệu chứa 32% Fe2O3, 67% Fe 1% cacbon đề luyện với gang nói
trong lị Mactanh nhằm thu loại thép chứa 1% cacbon ? Biết trình luyện thép cacbon cháy thành CO
4 Cho luồng khí CO qua ống sứ đốt nóng đựng 70 gam quặng Z ( cho biết oxit sắt , quặng Z chì cịn lại tạp chất trơ), khí khỏi ống sứ cho qua dung dịch Ba(OH)2 dư thu kết tủa
T, chất rắn R lại ống sứ nặng 60 gam Hòa tan chất rắn R dung dịch HCl dư thấy thoát 8,96 lít H2 (đktc)
a Tính khối lượng kết tủa T
b Tính % khối lượng chất chất rắn R
Giải
1 Theo cơng thức oxit Fe, Fe2O3 Fe3O4 quặng X Y điều chế
lượng Fe nhau: 42 , 160 168 100
1
60
X
m = 420 kg
504 , 232 168 100
1 , 69
Y
m = 504 kg
2 Lượng Fe có quặng Z Z : 0,48 100
96 ,
0
Z
(3)Gọi x,y số quặng X quặng Y cần trộn lẫn, ta có hệ phương trình: 48 , 504 , 42 , y x y x giải hệ / / y x
Nghĩa phải trộn X, Y theo tỉ lệ 2: Phản ứng xảy lò Mactanh: Fe2O3 + 3C
0
t
2Fe + 3CO (1)
Gọi a số kg sắt phế liệu, có 0,32a kg Fe2O3, nên theo (1), lượng cacbon tham gia phản ứng
bằng: a a 072 , 12 160 32 ,
kg có a.3.28 0,168a
160 32 ,
kg CO bay Lượng cacbon có thép: mC = 40 + 0,01a + 0,072a = 40 – 0,062a
Khối lượng thép bằng: mt = 1000 + a – 0,168a = 1000 + 0,832a
Theo hàm lượng cacbon thép, ta có tỉ lệ: 100 832 , 1000 062 , 40 a a m m t C
Rút a = 426,6 kg
4 Các phản ứng khử oxit sắt:
a 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (2)
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (3)
FeO + CO → Fe + CO2 (4)
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (5)
Theo phản ứng (2, 3, 4) khối lượng hụt: 70 – 60 = 10 gam khối lượng oxi bị khử, số
mol nguyên tử O số mol CO2 = 0,625
16 10
mol theo phản ứng (5) số mol kết tủa BaCO3
Vậy khối lượng kết tủa T = 0,625.197 = 123,125 g
b Các phản ứng hoà tan R dung dịch HCl chắn xảy ra: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (6)
Có thể xảy ra:
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O (7)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + H2O (8)
Fe3O4 + 8HCl →FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (9)
Tổng khối lượng tạp chất trơ Z R:
gam , 23 100 , 69 100 70 100 60 100 70
Theo phản ứng (6) nFe + n(H2) = 0,4
4 , 22 96 , mol
Do khối lượng Fe R : 0,4.56 = 22,4 gam
Do khối lượng oxit lại : 60 – 23,2 – 22,4 =14,4 gam
(4)
2 , 2
4 , 14 232 160
72
z y x
z y
x
(tồng số mol Fe có oxit trên, cách tính sau: tính số gam Fe2O3 suy số mol Fe2O3, tương tự
tính số gam Fe3O4 suy số mol Fe)
Từ hệ phương trình này, phương diện tốn học ta dễ dàng nhận thấy nghiệm x = 0,2, tức khối lượng FeO = 0,2.72 = 14,4 g
Vậy %Fe = 37,33% 60
100 ,
22
%FeO = 24% 60
100 ,
14
% tạp chất trơ = 38,67% 60
100 ,
23
Câu 3: Người ta nướng quặng calcoxit có hàm lượng 9,2% Cu2S 0,77% Ag2S
a Tính khối lượng khí SO2 tạo
b Tính lượng H2SO4 điều chế thu hồi 93% 87% khí SO2 hai phản ứng nướng
quặng chuyển thành axit
c Tính lượng Cu Ag thu biết quặng hiệu suất tách tinh chế đạt 75% 82% d Nêu phương pháp tinh chế đồng điện phân
Thường đồng thơ cịn chứa từ đến 2% tạp chất Ni, Zn, Fe, Ag, Au, Pt Viết phương trình phản ứng xảy trình điện phân
Giải
Phản ứng xảy nướng Cu2S Ag2S
Cu2S(nóng chảy) + O2(k) → 2Cu(r) + SO2(k) (1)
Ag2S(r) + O2(k) → 2Ag + SO2(k) (2)
Trong quặng calcoxit có 9,2% Cu2S tức 92 kg Cu2S hay 578,61
159 92000
mol Cu2S
Theo phản ứng (1) tạo 578,61 mol SO2
a Trong quặng calcoxit có 0,77% Ag2S tức 7,7 kg Ag2S hay 31,04
248 7700
mol Ag2S
Theo phản ứng (2), tạo 31,04 mol SO2
Lượng SO2 tạo hai phản ứng:
(578,61 + ,31,04)64 = 39018 g hay 39,018 kg b Sơ đồ điều chế H2SO4 từ SO2
SO2
xt t O2,0,
SO3
O
H2 H
2SO4 (3)
Lượng SO2 thu hồi từ hai phản ứng
11 , 565 100
87 04 , 31 100
93 61 , 578
mol SO2
Theo sơ đồ (3), lượng H2SO4 thu 565,11 mol hay : 565,11.98 = 55380,78 g hay: 55,4 kg H2SO4
(5)578,61.2.63,5 100
75
= 55112,6 g hay 55,11 kg Cu
Lượng Ag thu được: theo phương trình phản ứng (2) 31,04.2.108
100 82
= 5497,80 g hay 5,497 kg Ag
d Tinh chế đồng phương pháp điện
Lấy đồng thô điều chế theo phản ứng (1) làm anot, catot làm Cu, nguyên chất mỏng, dung dịch điện phân CuSO4
e
Anot Cu2+ Catot
Cu thô Cu nguyên chất dd CuSO4
Nồng độ CuSO4 hầu khơng đổi q trình điện phân
Ở anot
Xảy q trình oxi hóa
- chất dễ bị oxi hóa đồng nhường electron vào dung dịch: Zn(r) → Zn2+(aq) + 2e
Fe(r) → Fe2+(aq) + 2e Ni(r) → Ni2+(aq) + 2e Rồi đến lượt đồng Cu(r) → Cu2+(aq) + 2e
- chất khó bị oxi hóa Cu: Ag, Au, Pt lắng xuống đáy thùng vùng anot Ở Catot xảy trình khử
Ion Cu2+ bị khử trước:
Cu2+(aq) + 2e → Cu(r) nguyên chất
Nếu điện áp khống chế chặt chẽ, có Cu2+ bị khử tinh chế đồng nguyên chất tới bốn số (99,99%)
Anot tan dần Cu nguyên chất tích tụ dần catot
Câu 4: Ngày ngành luyện kim bột phát triển nghĩa để chế hợp kim người ta ép hỗn hợp kim loại với áp suất lớn
Cho A hỗn hợp bột Al Cu kim loại lấy m gam hỗn hợp A hòa tan 500ml dung dịch NaOH, nồng độ x mol.l ngừng khí thu 6,72 lít H2 (ở đktc) cịn lại m1 gam kim
loại khơng tan Mặt khác hòa tan m gam hỗn hợp A 500ml dung dịch HNO3 nồng độ y mol.l
khi ngừng khí thu 6,72 lít khí NO (ở đktc) cịn lại m2 gam kim loại không
(6)m1 gam 1,5421 m2 gam oxit
1 Tìm x, y
2 Tính khối lượng m
3 Tính % khối lượng Al, Cu hỗn hợp A
4 Để điều chế hợp kim B chưa 32%Cu, 46% Al, 22%Mg cần thêm kg kim loại vào 100 kg hỗn hợp A ?
Giải
1 Theo phản ứng:
Cu + 0,5O2 → CuO (1)
2Al + 1,5O2 → Al2O3 (2)
Thì tỉ lệ tăng khối lượng Cu 1,25 64 80
lần, Al 1,89 54
102
lần
Điều chứng tỏ lần, phần kim loại lại phải chứa Al Cu, nghĩa lần đầu NaOH phải hết lần thứ coi Cu phản ứng Dĩ nhiên thực tế Cu có bị hịa tan HNO3, Al dư nên
Al dư đẩy Cu khỏi muối nitrat Dó ta coi có phản ứng: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Theo đề bài:
n(H2) = nNO = 0,3
4 , 22
72 ,
mol
Theo phản ứng (3); (4) nồng độ dung dịch NaOH HNO3 là:
M
x 0,4
3 ,
3 ,
M
y 2,4
5 ,
3 ,
2 Theo phản ứng (3) lượng Al tan = 0,3 0,2
2
2
2
H
n mol; theo (4) lượng Al tan nNO = 0,3
mol, tức khối lượng m1 khác m2 lượng Al tan nhiêu ta có:
m1 – m2 = (0,3 – 0,2).27 = 2,7 g
Và khối lượng Al2O3 lần nhiêu lần
1,6064m1 – 1,542 m2 = 102 5,1
2 ,
0
g
Giải hệ phương trình trên, ta có m1 = 14,5 g
Vậy m = 14,5 + 0,2.27 = 19,9 g
3 Gọi a, b số mol Cu Al m1 hỗn hợp oxit tương ứng, ta có:
3 , 23 6064 , , 14 102 80
5 , 14 27 64
b a
b a
(7)%Cu = 32,16%
, 19
100 64 ,
0
%Al = 100% - 32,16% = 67,84%
4 Vì % khối lượng Al hợp kim B giảm nhiều nhất, nên ta chọn Al làm chuẩn hợp kim B
tức 100 kg A có 67,84 kg Al ứng với 46% hợp kim B 147,48 46
100 84 ,
67
kg
Do lượng Mg cần thêm vào : 32,45 100
22 48 ,
147
kg hàm lượng Cu cần thêm vào :
03 , 15 16 , 32 100
32 48 ,
147
kg
II. BÀI TẬP KHÔNG LỜI GIẢI
Câu 5: Một phương pháp điều chế Al2O3 (nguyên liệu để điều chế nhôm) công nghiệp
trải qua số giai đoạn sau đây:
-Nung Nefelin (NaKAl2Si2O8) với CaCO3 lò 12000C
-Ngâm nước sản xuất tạo thành dung dịch aluminat Na[Al(OH)4(H2O)2]; K[Al(OH)4(H2O)2 bùn quặng CaSiO3
-Chiết lấy dung dịch, sục CO2 dư qua dung dịch
-Nung kết tủa Al(OH)3 Al2O3
Hãy viết phương trình phản ứng xảy
Câu 6: Nung mẫu quặng chứa MnO, Cr2O3 tạp chất trơ với lượng dư chất oxi hoá
mạnh Na2O2 thu hỗn hợp chứa Na2MnO4 Na2CrO4 Hoà tan chất thu đượcï sau
phản ứng vào nước thu kết tủa MnO2 dung dịch B có chứa ion MnO4-, CrO42- Cho
thêm dung dịch H2SO4 dư vào dung dịch B thu dung dịch C có chứa ion MnO4-, Cr2O72-
Thêm dung dịch FeSO4 dư vào dung dịch C Cho dung dịch H2SO4 dung dịch FeSO4 vào kết
tủa MnO2 Viết phương trình phản ứng xảy thí nghiệm
Câu 7: a) Cho hỗn hợp X chứa 0,15 mol Mg 0,1 mol Fe vào lít dung dịch chứa 0,1 mol Ag+ 0,15 mol Cu2+ Phản ứng tạo chất rắn D dung dịch C Thêm tiếp NaOH dư vào dung dịch C đem kết tủa nung đến khối lượng khơng đổi chất rắn E Tính khối lượng rắn D E
b) Cũng cho hỗn hợp X vào lít dung dịch chứa AgNO3 Cu(NO3)2 dung dịch G thu
mất màu hoàn toàn chất rắn F có khối lượng 20 gam Thêm NaOH dư vào dung dịch G tạo kết tủa H gồm hiđrôxit Nung H ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi chất rắn K có khối lượng 8,4 gam Tính nồng độ mol.lít dung dịch AgNO3 Cu(NO3)2?
Câu 8: Dung dịch A chứa đồng thời muối bạc nitrat đồng (II) nitrat với nồng độ muối đồng gấp lần muối bạc
a Nhúng kẽm vào 250 ml dung dịch A Sau thời gian lấy rửa cân thấy khối lượng kẽm tăng 1,51 gam Biết lúc dung dịch sau phản ứng chứa muối Tính CM cũa muối Zn
trong dung dịch sau phản ứng
b Nếu giữ kẽm A thời gian đủ lâu thấy sau phản ứng dung dịch thu chứa muối với nồng độ 0,54 M Tính nồng độ mol chất dung dịch A ban đầu
c Trong thí nghiệm câu b, khối lượng kẽm ban đầu thay đổi so với khối lượng kẽm ban đầu
(8)trình phản ứng
Câu 9:
Thí nghiệm 1: Cho lượng kim loại Mg vào 200 ml dd X chứa AgNO3 0,15M Cu(NO3)2 0,01M
Phản ứng kết thúc thu gam chất rắn dung dịch Y
Thí nghiệm 2: Cho 0,78 g kim loại T (đứng trước Cu dãy hoạt động hóa học kim loại, có hóa trị II hợp chất) vào 200ml dd X Phản ứng kết thúc thu 2,592 gam chất rắn ddZ a Tính khối lượng kim loại Mg dùng
b Xác định kim loại T
c Tính nồng độ CM chất dd X Z, coi thể tích dd khơng thay đổi thể tích chất
rắn khơng đáng kể Cho biết AgNO3 tham gia phản ứng xong Cu(NO3)2 tham gia phản ứng Câu 10: Cho 5,1 gam hỗn hợp A gồm Fe Mg vào 100 ml dung dịch CuSO4, Sau phản ứng xảy
ra hoàn toàn, lọc, thu 0,69 gam chất rắn B dd C, Thêm dd NaOH dư vào C, lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng không đổi, 0,45 gam chất rắn D Tìm nồng độ mol.l dd CuSO4, tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp A thể tích khí SO2 (đktc)
bay hịa tan hồn tồn chất rắn B H2SO4 đặc nóng dư
Câu 11: Nhúng sắt kẽm vào cốc chứa 500ml dung dịch CuSO4 Sau thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc có thêm Cu bám vào, khối lượng dd cốc giảm 0,22 gam Trong dd sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol
FeSO4 Thêm dd NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi,
thu 14,5 gam chất rắn Tính số gam Cu bám kim loại nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu
Câu 12: Cho luồng khí CO qua ống sứ chứa 0,04 mol hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 đun nóng Sau
khi phản ứng kết thúc thu 4,784 gam hỗn hợp B gồm chất rắn Fe2O3, Fe3O4, FeO, Fe, số
mol Fe3O4 1.3 trồng số mol Feo Fe2O3 có 0,046 mol CO2 Hồn tan hết hỗn hợp B
bằng dung dịch HCl dư thấy thoát 0,028 mol H2 Tính số mol chất hỗn hợp A B Câu 13: Hỗn hợp X nặng mx gam gồm sắt, sắt(II)oxit, sắt(III)oxit đồng(II)oxit Người ta cho hỗn hợp
khí Y gồm CO2 CO qua ống sứ chứa mx gam X nung nóng nhiệt độ cao, thu 20 gam chất
rắn A khí Z Dẫn khí Z qua nước vôi dư, thu 40 gam kết tủa cịn lại khí G tích 20% thể tích khí Z (nói trên) Cho biết khí Y có khối lượng riêng 1,393g.lít (đo đktc)
-Viết phương trình phản ứng xảy
(9)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I. Luyện Thi Online
-Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
-Luyện thi vào lớp 10 chuyên Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn
II. Khoá Học Nâng Cao HSG
-Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
-Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III. Kênh học tập miễn phí
-HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
-HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia
- - - - -