Bài 20: Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim

Bài 20: Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim

I. Nhận biết

1. Khoanh tròn vào chữ cái đứng trước câu trả lời đúng.

1. Phương pháp nào sau đây không dùng để tách kim loại ra khỏi hợp chất của nó?

1. Nhiệt luyện
2. Điện phân
3. Thủy luyện
4. Trung hòa

2. Kim loại nào sau đây có thể tách ra bằng phương pháp nhiệt luyện?

1. Natri
2. Sắt
3. Nhôm
4. Kali

2. Điền từ thích hợp vào chỗ trống:

1. Phương pháp tách kim loại dựa vào khả năng khử của các chất là phương pháp _______.

2. Trong phương pháp thủy luyện, người ta thường dùng _______ để khử ion kim loại trong dung dịch muối.

II. Thông hiểu

3. Giải thích ngắn gọn:

1. Tại sao không thể dùng phương pháp nhiệt luyện để tách nhôm từ quặng bôxit?

2. Nêu hai ưu điểm của hợp kim so với kim loại nguyên chất.

4. Nối cột A với cột B sao cho đúng:

1. Sắt và cacbon (2-5%)
2. Sắt và cacbon (<2%)
3. Đồng và kẽm
4. Sắt tráng thiếc

III. Vận dụng

5. Một số kim loại được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy, ví dụ như Na, Mg, Al.

1. Viết phương trình điện phân nóng chảy \(Al_2O_3\) để điều chế nhôm kim loại.

2. Giải thích vì sao không thể điều chế nhôm bằng phương pháp nhiệt luyện thông thường.

6. Tính toán:

1. Để điều chế 5,4 gam nhôm (Al) bằng phương pháp điện phân \(Al_2O_3\) nóng chảy, cần dùng ít nhất bao nhiêu mol electron? (Biết \(Al^{3+} + 3e \rightarrow\) Al)

2. Nếu hiệu suất điện phân đạt 80%, khối lượng Al thực tế thu được là bao nhiêu gam?

IV. Vận dụng cao

7. Một hợp kim gồm đồng và kẽm, có khối lượng 50 gam. Hòa tan hoàn toàn hợp kim này trong dung dịch HCl dư, thu được 1,12 lít khí \(H_2\) (đktc).

1. Viết các phương trình hóa học xảy ra.

2. Tính phần trăm khối lượng của đồng và kẽm trong hợp kim.

8. Cho một mẫu gang có khối lượng 10 gam chứa 4% cacbon. Hãy tính khối lượng sắt nguyên chất có trong mẫu gang đó.

9. Một người muốn điều chế 10 gam sắt nguyên chất từ quặng hematit (\(Fe_2O_3\)) có hàm lượng sắt là 60%.

1. Viết phương trình hóa học điều chế sắt từ \(Fe_2O_3\) bằng phương pháp nhiệt luyện với CO.

2. Tính khối lượng quặng \(Fe_2O_3\) cần dùng để điều chế đủ lượng sắt trên (giả sử hiệu suất phản ứng đạt 100%).

10. Cho sơ đồ điều chế kim loại như hình vẽ bên dưới. Quan sát và trả lời câu hỏi:

1. Hãy cho biết tên phương pháp điều chế kim loại trong hình.

2. Kim loại nào có thể được điều chế bằng phương pháp này?

Đáp án mẫu (tham khảo giáo viên, không in ra cho học sinh)

1. 1. D
   2. B
2. 1. nhiệt luyện
   2. chất khử (như kim loại hoạt động mạnh hoặc khí \(H_2\))
3. 1. Nhôm hoạt động hóa học mạnh, không bị khử bởi các chất thông thường ở nhiệt độ cao.
   2. Hợp kim bền hơn, có tính chất tốt hơn kim loại nguyên chất (như cứng hơn, chống ăn mòn).

4. 1-B, 2-C, 3-A, 4-D

5. 1. \(2Al_2O_3 \rightarrow 4Al + 3O_2\)
   2. Vì nhôm có tính khử mạnh, không thể bị khử bằng chất khử thông thường.
6. 1. 5,4 gam Al = 0,2 mol Al; cần 0,6 mol electron.
   2. 5,4 × 80% = 4,32 gam
7. 1. Zn + 2HCl \(\rightarrow ZnCl_2 + H_2\); Cu không phản ứng.
   2. Tính được % khối lượng từng kim loại.

8. Khối lượng sắt = 10 × 96% = 9,6 gam

9. 1. Fe$_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$
   2. Tính từ 10 gam Fe, hàm lượng 60%, ra khối lượng quặng.
10. 1. Điện phân nóng chảy
    2. Na, Mg, Al...