Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Điều chế và tách kim loại (Hóa học Lớp 12)

$m_{ZnS}$ = 1 tấn × 0,8 × 0,75 = 0,6 tấn = 600.000 g.
$n_{Zn}=n_{ZnS}$ = 600.000 / 97 ≈ 6185,57 mol.
$m_{Zn}$ = 6185,57 × 65 ≈ 402061,86 g.
$V_{Zn}=m/D$ = 402061,86 / 7,14 ≈ 56311,18 cm³ = 0,056311 m³.
$d=V/S$ = 0,056311 / 2000 ≈ 2,815 × 10⁻⁵ m = 28,15 $\mu m$ → Đáp số: 28.

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng ZnS trong 1 tấn quặng: $m_{ZnS}=0,8\times 10^6\mathrm{g}$. Số mol ZnS: $n=\frac{800000}{97}=8247,4227\mathrm{mol}$. Theo sơ đồ $\mathrm{ZnS}\to \mathrm{ZnO}\to \mathrm{Zn}$ nên $n_{Zn}=n_{ZnS}$. Với hiệu suất 75%: $n_{Zn}=8247,4227\times 0,75=6185,567\mathrm{mol}$. Khối lượng Zn: $m=6185,567\times 65=402061,86\mathrm{g}$. Thể tích Zn: $V=\frac{402061,86}{7,14}=56311,07\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=5,631107\times 10^{-2}{\mathrm{m}}^3$. Độ dày lớp mạ: $x=\frac{V}{S}=\frac{5,631107\times 10^{-2}}{2000}=2,81555\times 10^{-5}\mathrm{m}=28,1555\mu m\approx 28\mu m$.

(AI giải đề cho tôi)
Xét phản ứng khi ngâm bột bo mạch (chứa Cu, Ag) vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃ dư:
$$Cu+2F{e}^{3+}\to C{u}^{2+}+2F{e}^{2+}$$
(a) Đúng. Phản ứng trên có sự thay đổi số oxi hóa (Cu: 0 → +2; Fe: +3 → +2) nên là phản ứng oxi hóa – khử.
(b) Đúng. Ion $F{e}^{3+}$ nhận electron (chất oxi hóa), oxi hóa Cu thành $C{u}^{2+}$.
(c) Đúng. Tách kim loại bằng cách ngâm quặng/vật liệu trong dung dịch muối rồi lọc tách rắn – lỏng là phương pháp thủy luyện (hòa tan chọn lọc kim loại bằng dung dịch thích hợp).
(d) Sai. Xét khả năng phản ứng: $E_{A{g}^{+}/Ag}^0=+0,80V>E_{F{e}^{3+}/F{e}^{2+}}^0=+0,77V$, nên $F{e}^{3+}$ không oxi hóa được Ag (Ag không tan trong dung dịch Fe₂(SO₄)₃). Do đó chất rắn không tan sau khi lọc chắc chắn còn chứa Ag (cùng với các tạp chất không tan khác).
Vậy có 3 phát biểu đúng (a, b, c) → đáp án A, khớp với đáp án nguồn.

Đáp số: 4,24
$$\{\begin{array}{l}{n}_{CO}=0,3x\\ n_{C{O}_2}=0,7x\end{array}\Rightarrow \sum n_O=0,3x+2.0,7x=1,7x;\sum n_C=x$$

Sơ đồ: $A{l}_2{O}_3\to 2Al+3O$

$$n_O=1,5n_{Al}=1,5.\frac{10,8}{27}.10^6=6.10^{5}mol\Rightarrow x=\frac{6.10^5}{1,7}\text{mol}$$
Suy ra
$$12.\frac{6.10^5}{1,7}=42,35.10^{5}gam\approx 4,24$$
Khối lượng carbon đã tiêu thụ tại anode: 12x = $$12.\frac{6.10^5}{1,7}=42,35.10^{5}gam\approx 4,24$$ tấn

m${}_{Zn}$ = 60.80\%.97\%.65/97 = 31,2 tấn

m 1 thanh = 7,14.120.30.10 = 257040 gam = 0,25704 tấn

Số thanh = 31,2/0,25704 = 121

(AI giải đề cho tôi)
Khối lượng ZnS: 60 × 80% = 48 tấn. Theo tỉ lệ mol ZnS → Zn, khối lượng Zn lý thuyết: 48 × 65/97 ≈ 32,1649 tấn. Với hiệu suất 97%: m(Zn) = 32,1649 × 0,97 ≈ 31,2 tấn = 3,12 × 10^7 g. Thể tích Zn: V = 3,12 × 10^7 / 7,14 ≈ 4,3697 × 10^6 cm³. Thể tích 1 thanh: 120 × 30 × 10 = 36 000 cm³. n = 4,3697 × 10^6 / 36 000 ≈ 121,38 → làm tròn n = 121.

(AI giải đề cho tôi)
Quy trình gồm: (A) FeTiO_3 + C → Fe + TiO_2 + CO (tách TiO_2, sinh 1 mol CO); (B) TiO_2 + 2C + 2Cl_2 → TiCl_4 + 2CO (chlorination, sinh 2 mol CO); (C) TiCl_4 + 2Mg → Ti + 2MgCl_2 (Kroll); (D) MgCl_2 → Mg + Cl_2 (điện phân tái sinh). Vậy mỗi mol Ti tạo ra tổng 1 + 2 = 3 mol CO. n_Ti = 4800/48 = 100 mol → n_CO = 3 × 100 = 300 mol.

(AI giải đề cho tôi)
Bảo toàn O: CO2 bị hấp thụ cho 0,5/100 = 0,005 mol CO2; tổng khí 1,12/22,4 = 0,05 mol nên CO = 0,045 mol. O trong khí = 2(0,005) + 0,045 = 0,055 mol = mol oxit (x + y). Khối lượng: 80x + 72y = 4, với x + y = 0,055 → 72(0,055) + 8x = 4 → x = 0,005 mol CuO, y = 0,05 mol FeO (kiểm tra: 0,4 + 3,6 = 4 g ✓). Chất rắn Z = Cu + Fe = 64(0,005) + 56(0,05) = 0,32 + 2,8 = 3,12 g.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng thí nghiệm: (a) Mg vào Fe2(SO4)3 dư: Mg chỉ khử Fe3+ về Fe2+ (Mg + 2Fe3+ → Mg2+ + 2Fe2+), do Fe3+ dư nên không có Fe kim loại sinh ra → không thu được kim loại. (b) Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3, chỉ tạo muối sắt (III) → không có kim loại. (c) H2 dư khử CuO nung nóng: CuO + H2 → Cu + H2O, thu được kim loại Cu. (d) Na vào dung dịch CuSO4 dư: Na phản ứng mạnh với nước (2Na + 2H2O → 2NaOH + H2), sau đó NaOH + CuSO4 tạo kết tủa Cu(OH)2, không tạo Cu → không có kim loại. (e) Nhiệt phân AgNO3: 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2, thu được kim loại Ag. (f) Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ: tại catot Cu2+ + 2e → Cu, thu được kim loại Cu. Vậy số thí nghiệm thu được kim loại là 3 (c, e, f) → đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Các phản ứng tạo Y: H₂O + C → CO + H₂ và CO₂ + C → 2CO. Gọi a, b là mol H₂O, CO₂ ban đầu (a + b = 0,08). Trong Y, gọi c là mol CO₂ dư. Khi đó n(H₂) = a, n(CO) = a + 2(b − c), nên tổng Y = a + a + 2b − 2c + c = 2(a + b) − c = 0,16 − c = 0,14 → c = 0,02 mol CO₂. Vậy tổng số mol chất khử (H₂ và CO) đi qua ống là n(H₂) + n(CO) = 0,14 − 0,02 = 0,12 mol. Mỗi mol H₂ hoặc CO lấy đi đúng 1 mol nguyên tử O từ oxide (H₂ + CuO → Cu + H₂O; CO + CuO → Cu + CO₂; tương tự với Fe₂O₃), nên khối lượng chất rắn giảm đi 0,12 × 16 = 1,92 gam. m = 40 − 1,92 = 38,08 gam, trùng đáp án D.

mFe trong gang = 5,9.95\% = 80\%.60\%m.2.56/160
→ m = 16,7 tấn

(AI giải đề cho tôi)
a) Đúng. Cathode là điện cực âm, nơi xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) Sai. Khí trơ dùng là khí argon (Ar), không phải nitrogen vì N₂ có thể phản ứng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) Đúng. Theo sơ đồ thiết bị, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂ nóng chảy (có hòa tan KCl), chứng tỏ khối lượng riêng của Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp MgCl₂ và KCl nóng chảy.
d) Đúng. Khối lượng carnalite: 5000 × 43% = 2150 kg. M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 74,5 + 95 + 6×18 = 277,5 g/mol. Khối lượng Mg thu được (hiệu suất 75%): m = 2150 × (24/277,5) × 0,75 = 139,46 kg. Khớp với đề bài.
a) (AI giải đề cho tôi)
Tại cathode (điện cực âm) xảy ra quá trình khử: Mg²⁺ + 2e → Mg.
b) (AI giải đề cho tôi)
Khí trơ sử dụng là khí argon (Ar), không phải nitrogen; N₂ có thể tác dụng với Mg nóng chảy tạo Mg₃N₂.
c) (AI giải đề cho tôi)
Theo sơ đồ, Mg nóng chảy nổi trên bề mặt lớp MgCl₂/KCl nóng chảy nên khối lượng riêng của Mg nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp muối nóng chảy.
d) (AI giải đề cho tôi)
m(carnalite) = 5000 × 0,43 = 2150 kg; M(KCl.MgCl₂.6H₂O) = 277,5 g/mol; m(Mg) = 2150 × 24/277,5 × 0,75 = 139,46 kg.

ĐS = 10,9.
x = (10.86,8%)/248). 65 . 102,5% = 2,33
y = 8,575
(Lưu ý: dòng tính x trong bản gốc có lỗi chính tả/dấu ngoặc, giữ nguyên theo nguồn.)

Khối lượng Fe${}_2$O${}_3$ có trong quặng: $m=2000\cdot 80\%=1600$ tấn.
Theo phản ứng: $F{e}_2{O}_3\to 2Fe$; $160kgF{e}_2{O}_3\to 112kgFe$
Khối lượng Fe lí thuyết: $m_{Fe,lt}=1600\cdot \frac{112}{160}=1120$ tấn.
Tính hiệu suất $95\%$: $m_{Fe,tt}=1120\cdot 0,95=1064$ tấn.
Gang chứa $96\%$ Fe nên: $0,96m=1064\Rightarrow m=\frac{1064}{0,96}\approx 1108,33$.
Làm tròn: 1108 tấn.

Đáp số 15,5.

$m_{Fe}=\frac{95,5}{100}.10=9,55$ tấn

$=>m_{quặng}=\frac{9,55.160}{2.56}.\frac{100}{98}.\frac{100}{90}=15,468$ tấn $=>m_{quặng}=15,5$

$\frac{5000.70\%}{108.2+32}.2.108.95\%.98\%.99,5\%.99\%=2795,619kg$ (Đổi đơn vị để đồng nhất với đầu ra (kg))

Khối lượng quặng blende là 80 tấn, chứa 75% ZnS: mZnS = 80 . 75% = 60 tấn. M(ZnS) = 65 + 32 = 97 g/mol; trong 97 gam ZnS có 65 gam Zn. Khối lượng Zn lí thuyết thu được: mZn = 60 . 65 : 97 = 40,206185... tấn. Hiệu suất cả quá trình là 95%: mZn thực tế = 40,206185... . 95% = 38,195876... tấn. Thể tích một thanh Zn: V = 120 . 30 . 5 = 18000 cm³. Khối lượng một thanh Zn: m = 18000 . 7,14 = 128520 gam = 0,12852 tấn. Số thanh Zn đúc được: k = 38,195876... : 0,12852 = 297,1979... Làm tròn đến hàng đơn vị: k = 297. Đáp án: 297.

(AI giải đề cho tôi)
Khí CO và H₂ khử các oxit kim loại, mỗi mol CO hoặc H₂ lấy đi đúng 1 mol O từ chất rắn (CO → CO₂, H₂ → H₂O). Do đó khối lượng chất rắn giảm chính bằng khối lượng O bị lấy đi: $n_O=\frac{1,2}{16}=0,075$ mol. Suy ra tổng số mol khí X là $n_X=0,075$ mol, nên $V=0,075\times 22,4=1,68$ lít. Kết quả trùng với đáp án nguồn (69C).

a) Sai, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa O${}^{2-}$, sau đó O${}_2$ sinh ra lại oxi hóa chính anode.
b) Đúng, hiệu điện thế được kiểm soát để Al${}_2$O${}_3$ bị điện phân nhưng Na${}_3$AlF${}_6$ không bị điện phân.
c) Sai: A = 5.1000.96485/(9.3,6.10${}^6$) = 15 kWh
d) Sai, anode bị đốt cháy bởi O${}_2$ nên quy trình này thu được hỗn hợp CO, CO${}_2$, O${}_2$.
a) Sai, tại anode xảy ra quá trình oxi hóa O${}^{2-}$, sau đó O${}_2$ sinh ra lại oxi hóa chính anode.
b) Đúng, hiệu điện thế được kiểm soát để Al${}_2$O${}_3$ bị điện phân nhưng Na${}_3$AlF${}_6$ không bị điện phân.
c) Sai:
A = 5.1000.96485/(9.3,6.10${}^6$) = 15 kWh
d) Sai, anode bị đốt cháy bởi O${}_2$ nên quy trình này thu được hỗn hợp CO, CO${}_2$, O${}_2$.

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (a) Đúng. CO là chất khử yếu hơn Mg, không khử được MgO thành Mg ở điều kiện thường. (b) Đúng. Na và Ba đều phản ứng mạnh với nước: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2; Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2, nên hỗn hợp tan hoàn toàn trong nước dư. (c) Đúng. Gang là hợp kim Fe – C (có nhiều pha), khi để trong không khí ẩm xảy ra ăn mòn điện hóa (Fe làm anot, C làm catot, nước ẩm làm điện phân). (d) Sai. Ba(OH)2 dư tác dụng với Al2(SO4)3: BaSO4 kết tủa nhưng Al(OH)3 bị dư Ba(OH)2 hòa tan thành aluminate [Al(OH)4]−, nên chỉ thu được MỘT kết tủa BaSO4, không phải hỗn hợp kết tủa. (e) Đúng. Na2CO3 làm mềm nước cứng bằng cách kết tủa Ca2+, Mg2+: Ca2+ + CO3^2− → CaCO3↓. Vậy có 4 phát biểu đúng → chọn B.