HH.3.3- Vận dụng – Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại
YCCD: Vận dụng phương pháp điều chế kim loại điều chế một số kim loại từ một số quặng có trong tự nhiên

Người ta điều chế Al từ một quặng có chứa 15\% tạp chất trơ. Biết hiệu suất phản ứng đạt 85\%. Khối lượng Al thu được từ 4 tấn quặng trên là bao nhiêu tấn?

Chỉ báo: HH1.2
Cấp độ: Hiểu
Yêu cầu cần đạt: Trình bày được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium); Phương pháp tách kim loại hoạt động trung bình như kẽm (zinc), sắt (iron); Phương pháp tách kim loại kém hoạt động như đồng (copper).
Nội dung: Cho phương trình hóa học của phản ứng sau:
(1) CuO + CO $\stackrel{t^o}{\to }$ Cu + CO${}_2$
(2) 2CuSO${}_4$ + 2H${}_2$O $\stackrel{dpdd}{\to }$ 2Cu + O${}_2$ + 2H${}_2$SO${}_4$
(3) Fe + CuSO${}_4$ $\to$ FeSO${}_4$ + Cu
(4) Fe${}_2$O${}_3$ + 3C $\stackrel{t^o}{\to }$ 3CO + 2Fe
Số phản ứng có thể được dùng để điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện là

(hiểu) Cho phương trình hóa học của phản ứng sau:
(1) $\text{CuO}+\text{CO}\stackrel{t^0}{\to }\text{Cu}+{\text{CO}}_2$
(2) $2{\text{CuSO}}_4+2{\text{H}}_2\text{O}\stackrel{dpdd}{\to }2\text{Cu}+{\text{O}}_2+2{\text{H}}_2{\text{SO}}_4$
(3) $\text{Fe}+{\text{CuSO}}_4\to {\text{FeSO}}_4+\text{Cu}$
(4) ${\text{Fe}}_2{\text{O}}_3+3\text{C}\stackrel{t^0}{\to }3\text{CO}+2\text{Fe}$

Sơ đồ thùng điện phân

a) Thành phần chính của quặng bauxite là $A{l}_2{O}_3.2H_{2}O$.
(Chỉ báo: HH1.1, Cấp độ: Biết — Nêu được khái quát trạng thái tự nhiên của kim loại và một số quặng, mỏ kim loại phổ biến.)

b) Để tách được kim loại Al ra khỏi quặng người ta dùng phương pháp điện phân nóng chảy $A{l}_2{O}_3$.
(Chỉ báo: HH2.1, Cấp độ: Hiểu — Trình bày được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium).)

c) Tại cathode xảy ra quá trình khử $A{l}^{3+}$, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa ion $O^{2-}$
(Chỉ báo: HH2.2, Cấp độ: Hiểu — Giải thích được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium).)

d) Để thu được 1,8 tấn Al tinh khiết thì cần 6.8 tấn quặng bauxite chứa 35\% $A{l}_2{O}_3$ về khối lượng. Hiệu suất cả quá trình là 80\%.
(Chỉ báo: HH3.1, Cấp độ: Vận Dụng — Trình bày được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium).)

Trong công nghiệp, phương pháp điện phân dung dịch được sử dụng để sản xuất một lượng đáng kể kim loại nào sau đây?

Kim loại kẽm (zinc, Zn) được sản xuất trong công nghiệp từ quặng sphalerite (có thành phần chính là ZnS) theo sơ đồ: ZnS $\stackrel{+O_2,t^0}{\to }$ ZnO $\stackrel{+C,t^0}{\to }$ Zn. Phương pháp điều chế kim loại nào đã được sử dụng trong quá trình sản xuất zinc theo sơ đồ trên?

Tiến hành các thí nghiệm sau:
(1) Cho kim loại Mg (dư) vào dung dịch Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$.
(2) Dẫn khí CO dư qua bột CuO nung nóng.
(3) Cho kim loại K vào dung dịch CuSO${}_4$ dư.
(4) Điện phân dung dịch AgNO${}_3$ với điện cực trơ.
Thí nghiệm nào thu được kim loại? (Liệt kê theo thứ tự từ nhỏ đến lớn)