Câu hỏi tự luận mức độ vận dụng cao Hóa học 12 kntt bài 20: Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại

Câu 1: 

Phản ứng của than nóng đỏ với hơi nước:

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

                    x →   2x (mol)

C + 2H₂O → CO + H₂

                    y → y (mol)

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:

CuO + CO → Cu + CO₂

           y →    y → y (mol)

CuO + H₂ → Cu + H₂O

2x+y   →     2x+y → 2x+y

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:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃

                    x+y → x+y

Trong phần nước lọc, khối lượng giảm 1,16 gam

Giải hệ (1) và (2)

Số mol kim loại Cu tạo ra là:  mol

Khối lượng kim loại có trong m là 5,12 gam.

Câu 2:

Số mol Cu(NO₃)₂ và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol

Tại cathode lần lượt xảy ra các quá trình: (1) Cu²⁺ + 2e → Cu

(2) 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

Tại anode 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 đi một lượng là: (

⇒ Cu²⁺ và Cl^- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực.

Gọi mol H₂ thoát ra ở cathode là x, mol O₂ thoát ra ở anode là y. Ta có:

- Cathode: (1) Cu²⁺ + 2e → Cu

                    0,1        0,2     0,1 mol

(2) 2H₂O + 2e → H₂ + 2OH^-

                    2x     x         2x mol

- Anode: (a) 2Cl^- → Cl₂ + 2e

                    0,4       0,2     0,4 mol

(b) 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e

                    4y      y        4y mol

Bảo toàn electron: 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 mol

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)

H⁺ + OH^- → H₂O

1,5     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