Luyện tập Dãy hoạt động hóa học của kim loại. Một số phương pháp tách kim loại CTST

Sodium: Na

Iron: Fe

Aluminium: Al

Magnesium: Mg

Theo dãy hoạt động hóa học của một số kim loại

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au

Mức độ hoạt động hóa học của kim loại giảm dần từ trái sáng phải

Vậy kim loại hoạt động hóa học tốt nhất là Na

Do kim loại sodium, potassium hoạt động mạnh, dễ dàng phản ứng với các tác nhân (oxygen, hơi nước …) có trong không khí. Do đó, để bảo quản cần ngâm chúng vào trong dầu hoả.

Trong phương pháp điều chế nhôm bằng điện phân nóng chảy thường có thêm chất xúc tác cryolite. Cryolite được sử dụng để giảm nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃, tiết kiệm năng lượng

Phương pháp điện phân nóng chảy: Sử dụng để tách kim loại hoạt động mạnh như (K, Na, Ca, …).

Trong công nghiệp nhôm được tách từ quặng bauxide bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

Trong phương pháp nhiệt luyện người ta không sử dụng CO₂ để phản ứng với oxide của kim loại cần tách

Cu không phản ứng với ZnSO₄ ⇒ Cu hoạt động hoá học kém hơn Zn.

Cu đẩy được Ag ra khỏi muối ⇒ Cu hoạt động hoá học mạnh hơn Ag.

Mức độ hoạt động hoá học của các kim loại tăng dần theo thứ tự: Ag, Cu, Zn.

Hòa tan hỗn hợp trong dung dịch NaOH dư, Al sẽ tan còn Fe nguyên chất. Lọc bỏ dung dịch, chất rắn thu được là Fe

2Al + 2H₂O + 2NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

Dùng kẽm vì có phản ứng:

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu ↓

Sau khi dùng dư Zn, Cu tạo thành không tan được tách ra khỏi dung dịch và thu được dung dịch ZnSO₄ tinh khiết.

Không dùng Mg vì có phản ứng:

Mg + CuSO₄ → MgSO₄ + Cu ↓

Sau phản ứng có dung dịch MgSO₄ tạo thành, như vậy không tách được dung dịch ZnSO₄ tinh khiết.

Theo dãy hoạt động hóa học của một số kim loại

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au

Kim loại đứng trước H tác dụng được với dung dịch acid (HCl, H₂SO₄ loãng,… ) giải phóng khí H₂

Vậy Mg, K, Fe, Al, Na thỏa mãn

Theo dãy hoạt động hóa học của một số kim loại

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au

Các kim loại đứng trước (trừ Na, K, Ca…) có thể đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối.

Vậy kim loại Cu đứng sau Fe không thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch muối của nó

Na sẽ tác dụng với nước trong dung dịch trước

Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄

Sodium tan dần, có khí thoát ra, xuất hiện kết tủa màu xanh.

n_CuSO4 = 0,6.0,5 = 0,3 mol

Nếu chỉ có Zn phản ứng thì:

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Vô lý, loại

Vậy Zn phản ứng hết, Fe phản ứng một phần.

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄  + Cu

Fe + CuSO₄ → FeSO₄  + Cu

Hỗn hợp kim loại gồm Cu, Fe dư

n_Cu = n_CuSO4 = 0,3 mol

⇒ m_{Fe dư} = 30,4 – 0,3.64 = 11,2 gam

Đặt x, y là số mol Zn và Fe phản ứng

⇒ 65x + 56y + 11,2 = 29,8 (1)

n_CuSO4 = x + y = 0,3 (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta được

⇒ x = 0,2; y = 0,1

⇒ m_{Fe phản ứng} = 0,1.56 = 5,6 gam

m_{Fe ban đầu} = m_{Fe dư} + m_{Fe phản ứng} = 16,8 gam

Dựa vào một trong các chất tham gia phản ứng, công thức tính

Phương trình phản ứng hóa học của phản ứng:

2Al₂O₃ 4Al + 3O₂

2.102 tấn              4.27 tấn

x tấn                          4 tấn

Dựa vào phản ứng ta có

x = 7,55 tấn

Hiệu suất phản ứng là 90%, có nghĩa là 7,55 tấn Al₂O₃ chỉ chiếm 90% khối lượng phải dùng.

Khối lượng quặng bauxite:

Phương trình hóa học:

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag ↓

Từ phương trình phản ứng ta thấy:

Cứ 1 mol Cu phản ứng (ứng với 64 gam) tạo thành 2 mol Ag, khối lượng chất rắn tăng :

2.108 – 64 = 152 gam

Vậy khối lượng chất rắn tăng 1,52 gam, ứng với số mol Cu phản ứng bằng:

⇒ n_AgNO3 = 2.n_Cu = 2.0,01 = 0,02 mol

Nồng độ mol dung dịch AgNO₃ đã dùng là: