Đang tải... (xem toàn văn)
Mặt khác, hoà tan hết a gam hỗn hợp X bằng ĐK14 dung dịch HCl 1M đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 1,12 lít khí đktc.. Thể tích dung dịch HCl tối thiểu đã dùng là V lít.[r]
(1)ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN 1.Tìm hiểu phương pháp nhiệt luyện Thầy có hai câu hỏi nhỏ Nhiệt luyện là gì? Nhiệt là nhiệt độ, luyện là điều chế → dùng nhiệt độ cao để điều chế kim loại trung bình và yếu ( Zn, Fe…→ Cu, Ag) Phản ứng: CuO + H2 → Cu + H2O Sơ đồ phản ứng Điều chế kim loại nào? Nhiệt luyện là phương pháp đơn giản, dùng điều chế kim loại trung bình và yếu Luyện gang, thép (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (2) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN ĐK1 ĐHKA-2007 Cho luồng khí H2 (dư) qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nhiệt độ cao Sau phản ứng hỗn hợp rắn còn lại là A Cu, Fe, Zn, Mg B Cu, Fe, ZnO, MgO C Cu, FeO, ZnO, MgO ĐK2 ĐK3 D Cu, Fe, Zn, MgO CĐ 2007 Cho khí CO (dư) vào ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO thu chất rắn Y Cho Y vào dung dịch NaOH (dư), khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan Z Giả sử các phản ứng xảy hoàn toàn Phần không tan Z gồm A MgO, Fe, Cu B Mg, Fe, Cu C MgO, Fe3O4, Cu D Mg, Al, Fe, Cu Kim loại M có thể điều chế cách khử ion nó oxit khí H2 nhiệt độ cao Mặt khác, kim loại M khử ion H+ dung dịch axit loãng thành H2 Kim loại M là A Mg B Al C Cu D Fe Công thức quan trọng Luôn cố gắng tìm chất vấn đề, các em nhớ cách tự nhiên Bản chất quá trình nhiệt luyện: CO + O(oxit) → CO2 H2 + O(oxit) → H2O Nhận xét: n(CO+H2) = nO(oxit) = n(CO2+H2O) Ta có: nO(oxit) = nZnO + nCuO + nFeO + 3nFe2O3 + 4nFe3O4 Để ý nhé: Rắn ban đầu là oxi (Kim loại + O) → Rắn sau pứ (Kim loại) Vậy: Oxi đã bị (H2, CO) lôi khỏi oxit để tạo (H2O, CO2) Do đó: Khối lượng rắn giảm = mO(oxit) (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (3) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN (Khối lượng rắn giảm = khối lượng bình giảm = Khối lượng ống sứ giảm) Dẫn từ từ khí CO qua ống sứ nung nóng đựng 26,4 gam hỗn hợp oxit kim loại Sau ĐK4 phản ứng hoàn toàn, thu 3,36 lít (đktc) khí Khối lượng rắn còn lại sau phản ứng là bao nhiêu? Hướng dẫn Khí là CO2: 0,15 (mol) nCO2 = nO(oxit) = 0,15 → mO=2,4 → m Rắn giảm =2,4 → m Rắn còn lại = m Rắn ban đầu – m Rắn giảm = 26,4 – 2,4 = 24 (gam ) ĐHKA-2009 Cho luồng khí CO (dư) qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến ĐK5 phản ứng hoàn toàn, thu 8,3 gam chất rắn Tính khối lượng CuO có hỗn hợp ban đầu Hướng dẫn m Rắn giảm = 9,1 – 8,3 = 0,8 gam → mO (oxit) = 0,8→ nO(CuO)=0,05 (Al2O3 không bị khử) → mCuO=4 (gam) Cho luồng khí CO dư qua ống sứ nung nóng đựng m gam hỗn hợp Fe 3O4 và ĐK6 CuO đến phản ứng hoàn toàn, thu 2,32 gam hỗn hợp kim loại và 0,05 mol CO Xác định giá trị m Hướng dẫn nCO2=0,05 → nO(oxit)=0,05→ mO(oxit)=0,8 → m Rắn giảm = 0,8 Mà: m Rắn ban đầu = m Rắn sau pứ + mO(oxit) → m Rắn ban đầu = 2,32+0,8=3,12 (gam) ĐHKA-2008 Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với lượng dư hỗn hợp rắn ĐK7 gồm CuO và Fe3O4 nung nóng Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Tính giá trị V Hướng dẫn m Rắn giảm = mO(oxit)=0,32 → nO(oxit)=0,02 → n(H2+CO)=0,04 → V=0,448 (lít) CĐ 2008 Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) qua ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm ĐK8 CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí X Dẫn toàn khí X trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành gam kết tủa Giá trị V là bao nhiêu? Hướng dẫn Khí X là CO2 Phương trình: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 0,04 ← 0,04 nCO2=0,04 → nCO=nCO2=0,04→ V=0,896 (lít) Hợp chất X là oxit sắt có 72,41% khối lượng là Fe Khử hết 5,22 gam A cần V lít hỗn ĐK9 hợp (H2, CO) Tính giá trị V Hướng dẫn Gọi CTPT oxi sắt là: Fe2On → %Fe = x 100% = 72,41% → n= → oxit Fe3O4 nFe3O4=0,0225 → nO(Fe3O4)=4nFe3O4=0,09 → n(H2+CO)=0,09 → V(H2+CO)=2,016 (lít) Cho 1,344 lít khí CO (đktc) qua ống sứ đựng 1,6 gam oxit sắt Sau phản ứng xảy ĐK10 hoàn toàn thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với He Công thức oxit sắt là Hướng dẫn Hỗn hợp khí sau pứ gồm: CO và CO2 a(mol) CO (28) a Sơ đồ ̅ = 36 = = → a= b đường chéo b(mol) CO2 (44) b (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (4) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN Lại có: nCO b.đầu = 0,06 → a+b=0,06 → a=b=0,03 Suy ra: nO(oxit)=nCO2=0,03 → mO(oxit)=0,48 → mFe(oxit)=1,12 → nFe(oxit)=0,02 Vậy: nFe:nO = 2:3 → CTPT oxit Fe2O3 Cho 32,48 gam oxit kim loại M phản ứng hoàn toàn với CO nhiệt độ cao Sau ĐK11 phản ứng thu 0,56 mol CO2 Công thức oxit M là Hướng dẫn nCO2=0,56 → nO(oxit)=0,56 → mO(oxit)=8,96 → mM(oxit)=23,52 Thử ĐA Fe3O4 Khử hoàn toàn 11,2 gam oxit kim loại CO nhiệt độ cao, sau phản ứng thu ĐK12 9,24 gam CO2 Công thức oxit kim loại là Hướng dẫn nCO2=0,21 → nO(oxit)=0,21→ mO(oxit)=3,36 → m Kim loại (oxit)=7,84 Thử ĐA Fe2O3 CĐ 2007 Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt ĐK13 đến phản ứng xảy hoàn toàn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Công thức oxit sắt và phần trăm thể tích khí CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng là Hướng dẫn Hỗn hợp khí thu sau pứ gồm: CO và CO2 a(mol) CO (28) a Sơ đồ ̅ = 40 = = → 3a= b đường chéo b(mol) CO2 (44) 12 b Lại có: nCO b.đầu = 0,2 → a+b=0,2 → a=0,05 / b=0,15 Suy ra: nO(oxit)=nCO2=0,15 → mO(oxit)=2,4 → mFe(oxit)=5,6 → nFe(oxit)=0,1 Vậy: nFe:nO = 2:3 → CTPT oxit Fe2O3 Dẫn khí CO qua a gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe2O3 nhiệt độ cao đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu 11,2 gam Fe Mặt khác, hoà tan hết a gam hỗn hợp X ĐK14 dung dịch HCl 1M đến phản ứng hoàn toàn thu 1,12 lít khí (đktc) Thể tích dung dịch HCl tối thiểu đã dùng là V lít Giá trị V là Hướng dẫn Gọi số mol: Fe x (mol) / Fe2O3 y (mol) nFe=0,2 → x+2y=0,2 nH2=0,05 → nFe=0,05 → x=0,05 Giải hpt: x=0,05 / y=0,075 Số mol ddHCl min=0,55 (mol) → VddHCl min=0,55 (lít) Dùng CO khử hoàn toàn 2,88 gam hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe 2O3 thu 2,24 gam ĐK15 chất rắn Mặt khác, để hoà tan 2,88 gam X cần vừa đủ 100 ml dung dịch HCl, nồng độ a (M) Kết thúc thí nghiệm, thu 224 ml khí (đktc) Giá trị a là Hướng dẫn Gọi số mol: Fe x (mol) / FeO y (mol) / Fe2O3 z (mol) Suy ra: 56x+72y+160z=2,88 2,24 gam rắn là Fe → nFe=0,04 → x+y+2z=0,04 Khí là H2 → nH2=0,01 → nFe=0,01 → x=0,01 Giải hpt: x=y=z=0,01 → nHCl=0,08 → a=0,8M ĐHKB-2010 Hỗn hợp X gồm CuO và Fe2O3 Hoà tan hoàn toàn 44 gam X dd ĐK16 HCl (dư), sau phản ứng thu dd chứa 85,25 gam muối Mặt khác, khử hoàn toàn 22 gam X CO (dư), cho hỗn hợp khí thu sau phản ứng lội từ từ qua dd (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (5) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN Ba(OH)2 (dư) thì thu m gam kết tủa Giá trị m là Hướng dẫn { → { { → → Ta có: 44 gam X gọi số mol: CuO x (mol) / Fe2O3 y (mol) → 80x+160y=44 Muối: CuCl2 x (mol) / FeCl3 2y (mol) → 135x+162,5y=85,25 Giải hpt: x=0,15 / y=0,2 → 22 gam X có: CuO 0,075 / Fe2O3 0,1 → nO(oxit)=nCuO+3nFe2O3=0,375 → nCO2=0,375→ nBaCO3↓=0,375 → m=73,875 gam ĐHKB-2011 Cho nước qua than nóng đỏ, thu 15,68 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, ĐK17 CO2 và H2 Cho toàn X tác dụng hết với CuO (dư) nung nóng, thu hỗn hợp chất rắn Y Hòa tan toàn Y dung dịch HNO3 (loãng, dư) 8,96 lít NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Phần trăm thể tích khí CO X là: Hướng dẫn C + H2O → { → → NO: 0,4 mol 0,7 mol Rắn Y là: Cu BTHT: Cu2 → NO3 0,6 ← 0,4 nCu=0,6 → n(CO+H2) pứ=nCu=0,6 → nCO2: 0,1 → x+y=0,6 | z=0,1 BTNT C: nC b.đầu=x+z | BTNT H: nH2=y | BTNT O: y=x+2z Giải hpt: x=0,2 / y=0,4 → %CO(hhX)=28,57% ĐHKB-2012 Dẫn luồng khí CO qua hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 nung nóng, sau thời ĐK18 gian thu chất rắn X và khí Y Cho Y hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu 29,55 gam kết tủa Chất rắn X phản ứng với dung dịch HNO3 dư thu V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị V là Hướng dẫn nBaCO3=0,15 → nCO2=0,15 → nCO pứ=0,15 Cả quá trình phản ứng có: C và N thay đổi số OXH Chất khử Chất OXH +2 +4 +5 C -2e → C N +3e → N+2 (NO) 0,15→ 0,3 3x ← x → 3x=0,3 → x=0,1 → V=2,24 lít ĐHKB-2013 Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z Cho toàn Z vào dung dịch ĐK19 Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu gam kết tủa Mặt khác, hòa tan hoàn toàn Y dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu 1,008 lít khí SO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) và dung dịch chứa 18 gam muối Giá trị m là Hướng dẫn Cách 1: Fe3O4 thực là hỗn hợp oxit: FeO + Fe2O3 (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (6) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN → Coi hỗn hợp gồm: FeO x (mol) / Fe2O3 y (mol) Ta có: nCaCO3=nCO2=0,04 → nCO pứ=0,04 Xét toàn bài toán thì có chất thay đổi số OXH là: FeO, CO và SO2 Fe+2 -1e → Fe+3 x→ x S+6 +2e → S+4 0,09 ←0,045 C+2 -2e → C+4 0,04 → 0,08 → x+0,08=0,09 → x=0,01 → nFeO=0,01 Và: nFe2(SO4)3=0,045 → x+2y=2.0,045 → y=0,04 → m=7,12 gam Cách 2: Qui hỗn hợp oxit về: Fe a (mol) / O b (mol) nFe2(SO4)3=0,045 → a=0,09 Xét toàn bài toán thì có chất thay đổi số OXH: Fe, O, CO, SO2 Chất khử Chất oxi hoá +3 Fe -3e → Fe O +2e → O-2 0,09→ 0,27 2b ←b → C+2 -2e → C+4 S+6 +2e → S+4 (SO2) 0,04 → 0,08 0,09 ←0,045 0,35 0,09+2b BT mol e: 0,35=0,09+2b → b=0,13 → m=7,12 gam ĐHKA-2014 Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, đó oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đktc) qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu chất rắn ĐK20 Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 18 Hoà tan hoàn toàn Y dung dịch HNO3 loãng (dư), thu dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO (ở đktc, là sản phẩm khử nhất) Giá trị m là bao nhiêu? Hướng dẫn { { → { → { Ta có: Hỗn hợp Z gồm khí: CO và CO2 có ̅ =36 → nCO pứ=nCO2 nCO ban đầu0,06 → nCO pứ=nCO2=0,03 → nO(oxit) đi=nCO pứ=0,03 → nO(còn lại oxit)=( – 0,03) Ta có: nHNO3 pứ= 4nNO + 2nO(còn lại oxit) = 4.0,04+2.( – 0,03) BTNT N: nN(HNO3)=nN(Muối NO3 ) + nN(NO) → nNO3=0,06+0,03125m Mặt khác: Muối = kim loại + NO3 → 3,08m=0,75m+62(0,06+0,03125m) → m=9,47 gam Chuyên Thái Bình- Thi thử ĐH lần 2014 Cho nước tác dụng với than nóng đỏ nhiệt độ cao hỗn hợp X gồm CO, CO và H2 Cho V lít hỗn hợp X (đktc) tác dụng hoàn toàn với CuO dư, đún nóng thu ĐK21 hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí, thoát Hoà tan hết hỗn hợp Y dung dịch HNO3 đặc thu 11,2 lít khí NO2 là sản phẩm khử (đktc) Biết các phản ứng tạo hỗn hợp X có hiệu suất 80% và than gồm cacbon có lẫn 4% tạp chất trơ Khối lượng than đã dùng để tạo V lít hỗn hợp X (đktc) là: (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (7) ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 2: NHIỆT LUYỆN Hướng dẫn Tóm tắt: C + H2O → (CO, CO2, H2) → hỗn hợp khí Rắn Y → NO2: 0,5 Xét bài thì có C và N là thay đổi số OXH Chất khử Chất OXH C0 -4e → C+4 N+5 +1e → N+4 (NO2) x→ 4x 0,5 ← 0,5 BT mol e: 4x=0,5 → x=0,125 → nC=0,125:80%=0,15625 → mC=1,875 gam→ Than: 1,953 Chu Văn An- Thi thử lần 2014 Cho a gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Fe3O4 và Cu vào dung dịch HCl dư, thấy có mol ĐK22 axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp X CO dư thu 42 gam chất rắn Phần trăm khối lượng Cu hỗn hợp X là: ĐH KHTN lần 2014 Cho 7,02 gam hỗn hợp bột Al, Fe và Cu vào bình A chứa dung dịch HCl dư thu khí B Lượng khí B dẫn qua ống sứ đựng CuO nung nóng lấy dư, thấy khối ĐK23 lượng chất rắn ống giảm 2,72 gam Thêm vào bình A (chứa các chất sau phản ứng) lượng dư muối natri, đun nóng thu 0,04 mol khí không màu, hoá nâu không khí Thành phần phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp ban đầu là: Hướng dẫn { → { → → Ta có: Hpt: { → x=0,1 / y=0,02 / z=0,05 → 15,95% (Trung tâm OLYMPIA- Thầy ĐỖ KIÊN 0948206996) | Victory loves preparation (8)