Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Hóa học 12 ctst bài 15: Các phương pháp tách kim loại

Câu 1:

- Xét trường hợp dung dịch Y chứa 2 chất tan là NaOH và NaCl. Quá trình điện phân diễn ra như sau :

Tại cathode:

Fe²⁺  +  2e  →  Fe  

x   ←   2x  →   x 

2H₂O   +  2e   →   2OH^-  +  H₂

                 2y   →   2y           y

Tại Anode:

2Cl^-      →    Cl₂        +      2e 

(2x + 2y)    (x + y)   ←  (2x + 2y)  

- Từ phương trình: Al + 3H₂O + NaOH → Na[Al(OH)₄] 

suy ra n_OH- = n_Al = 0,02 => y = 0,01 mol

- Khối lượng dung dịch giảm:    56x + 71n_Cl2 + 2n_H2 = 4,54 => x = 0,03 mol  

- Hỗn hợp X có số mol FeCl₂ là 0,03 mol; số mol BaCl là 0,06 mol 

nên n_Ag = n_FeCl2 = 0,03 mol; n_AgCl = 2n_FeCl2 + n_NaCl = 0,12 mol.

→ m =  20,46 g.

Câu 2: 

Cathode:

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

Cu²⁺ + 2e → Cu

Fe²⁺ + 2e → Fe

Anode:

2Cl^- → Cl₂ + 2e

2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

n_khí = 0,8 mol gồm : 0,6 mol Cl₂ ; 0,2 mol O₂

→ n_{e trao đổi} = 2 mol

Cathode thoát ra : n_Cu= 0,6 ; n_Fe = 0,2 mol

Phần dung dịch còn lại chứa: 0,2 mol Fe²⁺ ; 1,2 mol NO₃^-

→ H⁺ có 0,8 mol (Bảo toàn điện tích)

3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

0,2    →                                    (mol)

=> m_X – m_Y = m_Cu + m_Fe + m_O2 + m_Cl2 + m_NO = 100,6g

Câu 3: 

n_NaCl = 0,3 mol

Do cho thanh Fe vào X tạo khí NO nên quá trình điện phân tạo H+

+ Cathode:   Cu²⁺  +2e  →  Cu

+ Anode:  2Cl^- →  Cl₂ + 2e

                 2H₂O → 4H⁺  + O₂ + 4e

Gọi n_O2 = ymol

n_{e trao đổi} = 0,3 + 4y mol

→ m _giảm = m _Cu + m _O2 + m _Cl2 = 32(0,3 + 4y) + 32.y + 0,3.71 = 32,55

→ y = 0,075 mol

Giả sử vẫn còn x mol Cu²⁺ dư trong dung dịch sau điện phân. Thanh sắt dư nên phản ứng chỉ tạo muối sắt II:

3Fe + 8H⁺ + 2NO₃^-  →  3Fe²⁺  + 2NO  + 4H₂O

Fe + Cu²⁺  →  Fe²⁺  + Cu

m_{thanh sắt giảm} = m_{Fe phản ứng} – m_{Cu tạo ra} = 0,1125.56 - 8x = 3,9

→ x = 0,3 mol

→ n_{Cu2+ ban đầu} = 0,3 + .n_{e trao đổi} = 0,6 mol

→ a = 112,8g.