1. LÍ THUYẾT
1.1. Điều chế kim loại
Chia 2 loại.
- Kim loại mạnh: K, Ba,Ca, Na, Mg, Al. điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy
* muối clorua: trừ AlCl3 bị thăng hoa ở nhiệt độ cao.
* bazơ: trừ Be(OH)2, Mg(OH)2, Al(OH)3 không bền khi đun nóng
* oxit: chỉ dùng điều chế Al.
- Kim loại TB_Y. Mg trở đi.
* Muối
- tác dụng với kim loại mạnh hơn ( thủy luyện )
- điện phân dung dịch
* Oxit: dùng CO, H2, Al, C ở to cao để khử ( nhiệt luyện )
1.2. Điều chế các phi kim và hợp chất của chúng
- Xem kĩ và phân rõ cách điều chế trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp
2. BÀI TẬP MINH HỌA
Câu 1: Điện phân (với cực điện trơ, mồng ngăn xốp) dung dịch gồm 0,2 mol Fe2(SO)4, 0,2 mol CuSO4 và 0,4 mol NaCl. Biết rằng hiệu suất điện phân đạt 100%. Điều khẳng định nào sau đây là đúng ?
A. Khi khối lượng catot tăng 12,8 gam thì dung dịch hoàn toàn chỉ có màu nâu vàng.
B. Khi khối lượng calot tăng lên 6,4 gam thì đã có 19300 culong chạy qua bình diện phân.
C. Khi có 4,48 lít khi (đktc) thoát ra ở anot thì khối lượng catot không thay đổi.
D. Khi có khi bắt dầu thoát ra ở catot thì đã có 8,96 lít khí (đktc) thoát ra ở anot.
Hướng dẫn giải
Đáp án: C
tại catot sẽ lần lượt xảy ra các quá trình:
(1) Fe3+ +1e →Fe2+
(2) Cu2+ + 2e →Cu
(3) Fe2+ + 2e →Fe
(4) 2H2O + 2e →H2 + 2OH-
Tại anot sẽ lần lượt xảy ra các quá trình:
a) 2Cl- → Cl2 + 2e
b) 2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Trong dung dịch ban đầu có 0,4 mol Fe3+ , 0,2 mol Cu2+ , 0,4 mol Cl- và các ion khác không tham gia phản ứng điện phân
Khi catot tăng 112,8 gam, tức là Cu2+ vừa hết, phản ứng (2) vừa kết thúc. Khi đó dung dịch chỉ có mù trắng xanh của Fe2+ nên phưng án A sai
Khi khối lượng catot tăng lên 6,4 gam, tức là đã có 0,1 mol Cu2+ bị điện phân. Vậy phản ứng (1) đã xảy ra hết, phản ứng (2) xảy ra một phần
Áp dụng công thức : q = ∑ni ziF
Trong đó ni là số mol chất i (phân tử hoặc ion) bị điện phân, zi là số e của chất i trao đổi ở điện cực
Ta có: q = (0,4.1 + 0,1.2).96500= 57900 (C)
Phương án B sai
Khi có 4,48 lít khí thoát ra ở anot, tức là có 0,2 mol khí thoát ra suy ra phản ứng (a) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Tại anot có 0,4 mol e trao đổi.
Đông thời tại catot phản ứng (1) xảy ra hoàn toàn và vừa đủ. Chưa có kim loại kết tử trên điện cực. Phương án C đúng
Khi có khí bắt đầu thoát ra ở catot tức là các phản ứng (1) (2) (3 ) (4) đã xyar ra oàn toàn. Số e trao đổi ở catot là 1,4 mol.
Tại anot, phản ứng (a) đã xảy ra hoàn toàn và có 0,4 mol e đã tiêu thụ trong phản ứng (a), sinh ra 0,2 mol Clo
Số e tiêu thụ cho phản ứng (b) sẽ là 1 mol. Vậy có 0,25 mol khí oxi sinh ra.
Tổng số mol khí sinh ra tại anot trong trường hợp này là 10,08 lít. Phương án D sai
Câu 2: Cho hơi nước qua than nóng đỏ thu được 2,24 lít hồn hợp khí X gồm CO2, CO và 112 (đo ở đktc). Dẫn X qua hổn hợp gồm CuO và Al2O3 dư nung nóng thu dược m gam chất rắn và hỗn hợp khí và hơi Y. Dẫn Y qua dung dịch Ca(OH)2 dư, lọc bỏ kết tủa thấy khối lượng dung dịch giảm 1,16 gam. Khối lượng kim loại có trong m là
A. 5,12 gam.
B. 1,44 gam.
C. 6,4 gam.
D. 2,7 gam.
Hướng dẫn giải
Đáp án: A
Theo đề ta có: 3x + 2y = 0,1 (1)
Khi dẫn hỗn hợp khí X qua hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 dư, chỉ có CuO phản ứng:
Khí và hơi Y thoát ra gồm: (x+y) mol CO2 và (2x+ y) mol H2O
Dẫn Y qua dung dịch Ca(OH)2 dư, sẽ có phản ứng:
Trong phần nước lọc, khối lượng giảm 1,16 gam
⇒ 100.(x + y) – 44(x + y) – 18(2x + y) = 1,16 (2)
Giải hệ (1) và (2) ⇒ x = y = 0,02 mol
Số mol kim loại Cu tạo ra là: 2x + 2y =0,08 mol
Khối lượng kim loại có trong m là 5,12 gam
Câu 3: Một nhóm học sinh đã đề xuất các cách điều chế Ag từ AgNO3 như sau :
(1) Cho kẽm tác dụng với dung dịch AgNO3.
(2) Điện phân dung dịch AgNO3.
(3) Cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch NaOH sau đó thu lấy kết tủa đem nhiệt phân.
(4) Nhiệt phân AgNO3.
Trong các cách điều chế trên, có bao nhiêu cách có thể áp dụng để điều chế Ag từ AgNO3 ?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Các phản ứng:
1. Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag
2. 4AgNO3 + 2 H2O → 4Ag + 4HNO3 + O2
3. 2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O + H2O + 2 NaNO3
2Ag2O → O2 + 4Ag
4. 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
Câu 4: Điện phân 1 lit dung dịch có chứa 18,8 gam Cu(NO3)2 và 29,8 gam KCl bằng điện cực trơ, có màng ngăn xốp. Sau 1 thời gian thấy khối lượng dung dịch giảm 34,3 gam so với ban đầu. Coi thẻ tích dung dịch không đổi trong quá trình điện phân, Nồng độ các chất trong dung dịch sau khi điện phân là
A. KCl 0,1M; KNO3 0,2M ; KOH 0,1M,
B. KNO3 0,1 M ; KCl 0,2 M
C. KCl 0,05M ; KNO3 0,2M ; KOH 0,15M.
D. KNO3 0,2M , KOH 0,2M.
Hướng dẫn giải
Đáp án: D
Số mol Cu(NO3)2 và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol
Tại catot lần lượt xảy ra các quá trình: (1) Cu2+ +2e → Cu
(2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Tại anot lần lượt xảy ra các quá trình: (a) 2Cl- →Cl2 + 2e
(b) 2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Nhận xét: trong số các ion do muối điện li ra chỉ có Cu2+ và Cl- bị điện phân ở các điện cực.
Nếu Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, tổng khối lượng dung dịch giảm:
(0,1.64 + 0,4.35,5) = 20,6 (gam) < 34,3 gam
⇒ Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực
Gọi mol H2 thoát ra ở catot là x, mol O2 thoát ra ở anot là y.
Bảo toàn e: 0,2 + 2x = 0,4 + 4y (1)
Tổng khối lượng giảm: 64.0,1 + 2x + 71.0,2 = 34,3 (2)
Giải hệ phương trình (1)và (2) ta được: x = 0,85; y = 0,375
Sau khi điện phân trong dung dịch có:
K+ (0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 2.0,85 = 1,7 mol); H+ (4.0,375 = 1,5 mol)
Sau phản ứng trên còn dư 0,2 mol OH-
⇒ Dung dịch cuối cùng có K+( 0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 0,2 mol)
⇒ Có 0,2 mol KNO3 và 0,2 mol KOH
Nồng độ các chất còn lại trong dung dịch là: KNO3 0,2 M; KOH 0,2 M
3. LUYỆN TẬP
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế clo bằng cách
A. cho dung dịch HCl đặc tác dụng với MnO2, đun nóng.
B. điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
C. điện phân nóng chảy NaCl.
D. cho F2 đẩy Cl2 ra khỏi dung dịch NaCl.
Câu 2. Trong phòng thí nghiệm, để điều chế một lượng nhỏ khí X tinh khiết, người ta đun nóng dung dịch amoni nitrit bão hoà. Khí X là
A. N2O.
B. NO.
C. NO2.
D. N2.
Câu 3. Dãy gồm các kim loại được điều chế trong công nghiệp bằng phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy của chúng, là:
A. Fe, Ca, Al.
B. Na, Ca, Zn.
C. Na, Cu, Al.
D. Na, Ca, Al.
Câu 4. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế HNO3 từ
A. NaNO2 và H2SO4 đặc.
B. NaNO3 và H2SO4 đặc.
C. NH3 và O2.
D. NaNO3 và HCl đặc.
Câu 5. Trong công nghiệp, natri hiđroxit được sản xuất bằng phương pháp
A. điện phân dung dịch NaNO3, không có màng ngăn điện cực.
B. điện phân NaCl nóng chảy.
C. điện phân dung dịch NaCl, không có màng ngăn điện cực.
D. điện phân dung dịch NaCl, có màng ngăn điện cực.
Câu 6. Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế oxi bằng cách
A. điện phân nước.
B. nhiệt phân Cu(NO3)2.
C. nhiệt phân KClO3 có xúc tác MnO2.
D. chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
Câu 7. Hai kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch là
A. Al và Mg.
B. Na và Fe.
C. Cu và Ag.
D. Mg và Zn.
Câu 8. Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng là:
A. Mg, Zn, Cu.
B. Al, Fe, Cr.
C. Fe, Cu, Ag.
D. Ba, Ag, Au.
Câu 9. Nếu cho 1 mol mỗi chất: CaOCl2, KMnO4, K2Cr2O7, MnO2 lần lượt phản ứng với lượng dư dung dịch HCl đặc, chất tạo ra lượng khí Cl2 nhiều nhất là
A. CaOCl2.
B. KMnO4.
C. K2Cr2O7.
D. MnO2.
Câu 10. Khi nhiệt phân hoàn toàn 100 gam mỗi chất sau: KClO3 (xúc tác MnO2), KMnO4, KNO3 và AgNO3. Chất tạo ra lượng O2 lớn nhất là
A. KClO3.
B. KMnO4.
C. KNO3.
D. AgNO3.
Câu 11. Thực hiện các thí nghiệm sau:
(I) Cho dung dịch NaCl vào dung dịch KOH.
(II) Cho dung dịch Na2CO3 vào dung dịch Ca(OH)2.
(III) Điện phân dung dịch NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn.
(IV) Cho Cu(OH)2 vào dung dịch NaNO3. (V) Sục khí NH3 vào dung dịch Na2CO3.
(VI) Cho dung dịch Na2SO4 vào dung dịch Ba(OH)2.
Các thí nghiệm đều điều chế được NaOH là:
A. II, III và VI.
B. I, II và III.
C. I, IV và V.
D. II, V và VI.
Câu 12. Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối (với điện cực trơ) là:
A. Ni, Cu, Ag.
B. Ca, Zn, Cu.
C. Li, Ag, Sn.
D. Al, Fe, Cr
Câu 13. Thí nghiệm với dung dịch HNO3 thường sinh ra khí độc NO2. Để hạn chế khí NO2 thoát ra từ ống nghiệm, người ta nút ống nghiệm bằng:
(a) bông khô.
(b) bông có tẩm nước.
(c) bông có tẩm nước vôi.
(d) bông có tẩm giấm ăn.
Trong 4 biện pháp trên, biện pháp có hiệu quả nhất là
A. (d).
B. (a).
C. (c).
D. (b).
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Chuyên đề bài tập về điều chế môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tốt!
