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

Để điều chế kim loại barium (Ba) từ hợp chất $BaC{l}_2$, phương pháp nào sau đây là phù hợp nhất?

Quặng argentite (sau khi đã tuyển quặng) có hàm lượng Ag${}_2$S là 86,8% (còn lại là tạp chất trơ). Từ loại quặng này người ta tách lấy kim loại Ag theo các bước sau:
- Bước 1: Xử lí quặng này với dung dịch NaCN bằng phương pháp nghiền ướt xảy ra phản ứng sau:
(1) Ag${}_2$S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)${}_2$] + Na${}_2$S
(2) 2NaCN + 2Na${}_2$S + 2H${}_2$O + O${}_2$ → 2NaSCN + 4NaOH
- Bước 2: Cho bột kẽm (Zn) vào dung dịch thu được xảy ra phản ứng
2Na[Ag(CN)${}_2$] + Zn → Na${}_2$[Zn(CN)${}_4$] + 2Ag
- Bước 3: Hòa tan hỗn hợp kim loại sau phản ứng trong H${}_2$SO${}_4$ loãng thu được kim loại Ag.
Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lượng Zn dùng dư 3% so với lượng cần thiết. Khi xử lí 1 tấn quặng argentite ở trên thì cần dùng bao nhiêu kg Zn? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Trong công nghiệp, kim loại magnesium (Mg) được sản xuất từ quặng carnalite (công thức hoá học là KCl·MgCl${}_2$·6H${}_2$O) bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Trước khi điện phân, carnalite được nung nóng để loại bỏ bớt hơi nước. Khi điện phân nóng chảy, KCl có tác dụng hạ nhiệt độ nóng chảy của MgCl${}_2$ giúp giảm chi phí sản xuất. Sơ đồ thiết bị quá trình điện phân được mô tả như hình bên.



Cho các phát biểu sau:
(1) Tại cathode xảy ra quá trình: Mg${}^{2+}$ + 2e → Mg.
(2) Tại anode xảy ra quá trình: 2Cl${}^{-}$ → Cl${}_2$ + 2e.
(3) Khí trơ được sử dụng trong quá trình điện phân trên là khí nitrogen.
(4) Khối lượng riêng của kim loại Mg nóng chảy nhỏ hơn khối lượng riêng của hỗn hợp MgCl${}_2$ và KCl nóng chảy.
(5) Bằng phương pháp trên, nếu dùng 1 tấn quặng carnalite (chứa 43% KCl·MgCl${}_2$·6H${}_2$O về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa magnesium) với hiệu suất cả quá trình sản xuất là 75% thì thu được 27,9 kg magnesium. (Kết quả làm tròn đến hàng phần mười)
Các phát biểu đúng gồm những phát biểu nào? (Liệt kê theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, ví dụ 123; 235;…).

Phản ứng dùng để điều chế kim loại iron (Fe) trong công nghiệp là:
$$F{e}_2{O}_3+3CO\stackrel{t^o}{\to }2Fe+3C{O}_2.$$
Phương pháp tách kim loại đã được sử dụng trong quá trình trên là

Trong các kim loại sau, kim loại nào có thể được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?

Vàng (Au) tồn tại trong tự nhiên ở dạng đơn chất. Tuy nhiên, hàm lượng Au trong quặng hoặc trong đất thường rất thấp vì vậy rất khó tách Au bằng phương pháp cơ học. Trong công nghiệp, người ta tách vàng từ quặng theo sơ đồ sau:

Quặng chứa vàng (Au) $\stackrel{+O_2+KCN+H_{2}O}{\to }$ K[Au(CN)₂] (aq) $\stackrel{+Zndu}{\to }$ Au(s).

Phương pháp điều chế kim loại nào đã được sử dụng trong quá trình sản xuất vàng theo sơ đồ trên?

Trong công nghiệp, magnesium (Mg) được sản xuất từ carnallite (KCl.MgCl${}_2$.6H${}_2$O) bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Trước khi điện phân carnallite được nung nóng để loại bỏ bớt hơi nước. Khi điện phân nóng chảy, KCl có tác dụng hạ nhiệt độ nóng chảy giúp giảm chi phí sản xuất. Sơ đồ điện phân được mô tả như sau:

Để tách Zn từ quặng sphalerite (chứa chủ yếu ZnS) người ta thực hiện theo sơ đồ sau:

$$ZnS\stackrel{+O_2,t^0}{\to }ZnO\stackrel{+C,t^0}{\to }Zn$$

Tôn là một loại vật liệu được làm từ thép tấm mỏng, phủ thêm lớp kẽm bên ngoài thông qua quá trình nhúng nóng. Lượng kim loại Zn được tách ra từ 1 tấn quặng sphalerite (chứa 80\% ZnS, hiệu suất cả quá trình tách là 75\%) được sử dụng hết để sản xuất tôn. Biết tổng diện tích bề mặt thép là $2000m^2$, khối lượng riêng của Zn là $7,14g/c{m}^3$ và $1\mu m=10^{-6}m$. Độ dày của lớp mạ là $x\mu m$. Xác định giá trị của x. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng đơn vị.)

Phương pháp thích hợp để tách kim loại sodium (Na) từ hợp chất sodium chloride (NaCl) là

Trong phản ứng tách kim loại Na từ NaCl theo phương trình $2NaCl\to 2Na+C{l}_2$, phương pháp tách kim loại nào sau đây đã được áp dụng?

Một nhà máy luyện kim sản xuất Zn từ 40 tấn quặng blend (chứa 80\% ZnS về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa kẽm) với hiệu suất cả quá trình đạt 90\% theo sơ đồ:
$$ZnS+O_2\to ZnO+S{O}_2$$
$$ZnO+C\to Zn+CO$$
Toàn bộ lượng kẽm tạo ra được đúc thành k thanh kẽm hình hộp chữ nhật: chiều dài 120 cm, chiều rộng 20 cm và chiều cao 10 cm. Biết khối lượng riêng của kẽm là 7,14 g/cm${}^3$. Giá trị của k là bao nhiêu (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)

Zinc sulfate (ZnSO${}_4$) được dùng làm phân vi lượng bổ sung kẽm cho cây trồng, mạ kẽm, sản xuất dược phẩm, nhuộm – in vải, xử lí nước thải công nghiệp. Trong công nghiệp, zinc sulfate được sản xuất từ zinc(II) sulfide theo sơ đồ sau: ZnS(s) → ZnO(s) → ZnSO${}_4$(aq)
Từ 19,4 tấn quặng zinc blende (chứa 60\% zinc sulfide về khối lượng, còn lại là các chất không chứa zinc), với hiệu suất của toàn bộ quá trình là 65,25\% thu được x tấn dung dịch ZnSO${}_4$ 5\% (dùng làm thuốc sát trùng). Xác định giá trị của x. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).

Cho các kim loại sau: K, Ba, Cu và Ag. Số kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch (với điện cực trơ)?

Một nhà máy luyện kim sản xuất zinc (Zn) từ 50 tấn quặng blend (chứa 80% ZnS về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa zinc) với hiệu suất cả quá trình đạt 95%. Phương trình phản ứng sản xuất như sau:
$$\text{ZnS}+{\text{O}}_2\stackrel{(t^o)}{\to }\text{ZnO}+{\text{SO}}_2$$
$$\text{ZnO}+\text{C}\stackrel{(t^o)}{\to }\text{Zn}+\text{CO}$$
Toàn bộ lượng Zn tạo ra được đúc thành x thanh Zn hình hộp chữ nhật: Chiều dài 180 cm, chiều rộng 10 cm và chiều cao 10 cm. Biết khối lượng riêng của kẽm là 7,14 g/cm${}^3$. Giá trị của x là bao nhiêu? (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

Kim loại nào sau đây điều chế được bằng phương pháp thủy luyện?

Quặng argentite (sau khi đã tuyển quặng) có hàm lượng $A{g}_{2}S$ là 86,8\% (còn lại là tạp chất trơ). Từ loại quặng này người ta tách lấy kim loại Ag theo các bước sau:
• Bước 1: Xử lí quặng này với dung dịch NaCN bằng phương pháp nghiền ướt xảy ra phản ứng sau:
(1) $A{g}_{2}S+4NaCN\to 2Na[Ag(CN{)}_2]+N{a}_{2}S$
(2) $2NaCN+2N{a}_{2}S+2H_{2}O+O_2\to 2NaSCN+4NaOH$
• Bước 2: Cho bột kẽm (Zn) vào dung dịch thu được xảy ra phản ứng
$$2Na[Ag(CN{)}_2]+Zn\to N{a}_2[Zn(CN{)}_4]+2Ag$$
• Bước 3: Hòa tan hỗn hợp kim loại sau phản ứng trong H${}_2$SO${}_4$ loãng thu được kim loại Ag. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lượng Zn dùng dư 2\% so với lượng cần thiết. Khi xử lí 1 tấn quặng argentite ở trên thì cần dùng bao nhiêu kg Zn? (kết quả làm tròn số đến hàng đơn vị)

Tiến hành tách kim loại Ag bằng phương pháp cyanide như sau: Nghiền nhỏ quặng silver sulfide (chứa Ag${}_2$S, Ag) rồi hoà tan bằng dung dịch NaCN, lọc lấy phần dung dịch chứa phức Na[Ag(CN)${}_2$]. Sau đó dùng Zn (dư) để khử ion Ag${}^{+}$ trong phức thu được dung dịch chứa Na${}_2$[Zn(CN)${}_4$] và chất rắn chứa Ag và Zn. Cuối cùng dùng dung dịch H${}_2$SO${}_4$ (loãng, dư) để hoà tan Zn dư và thu được Ag. Nếu sử dụng 1,50 kg Zn thì sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 4,52 kg chất rắn gồm Ag và Zn dư. Lượng Ag thu được trong quá trình này là bao nhiêu kg?

Copper (II) sulfate được dùng để diệt tảo, rong rêu trong nước bể bơi; dùng để pha chế Bordaux (trừ bệnh mốc sương trên cây cà chua, khoai tây; bệnh thối thân trên cây ăn quả, cây công nghiệp);... Trong công nghiệp, copper(II) sulfate thường được sản xuất bằng cách ngâm đồng phế liệu trong dung dịch sulfuric loãng và sục không khí theo sơ đồ phản ứng sau:

$$\mathrm{Cu}+{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4\to \mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(1)$$

Ngoài ra, copper(II) sulfate còn được điều chế bằng cách ngâm đồng phế liệu trong dung dịch sulfuric đặc, nóng theo sơ đồ phản ứng sau:

$$\mathrm{Cu}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4(\mathrm{đ}ặ\mathrm{c})\to \mathrm{CuS}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(2)$$