Bài 23: Luyện tập điều chế kim loại và sự ăn mòn kim loại

I. KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Điều chế kim loại

• Nguyên tắc: Khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại.
• Các phương pháp: Nhiệt luyện, thủy luyện, điện phân.

2. Sự ăn mòn kim loại

• Khái niệm: Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.

• Phân loại: 

• Chống ăn mòn kim loại: 

II. BÀI TẬP

Bài 1. Khử hoàn toàn m gam Fe2O3 cần vừa đủ 4,704 lít khí CO (đktc). Xác định giá trị của m.

Hướng dẫn giải

Khi oxit bị khử bởi CO:

nO(oxit) = nCO = 4,704/22,4 = 0,21 mol

BTNT "O": 3nFe₂O₃ = nO(oxit) = 0,21

=> nFe₂O₃ = 0,07 mol

=> m = 160.0,07 = 11,2 gam

Bài 2. Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m g hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 g chất rắn A và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của a là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Giả sử: nCO = x, nCO₂ = y

Ta có hệ phương trình: 

\(\left\{{}\begin{matrix}x+y=0,5\\28x+44y=0,5.\left(20,4.2\right)\end{matrix}\right.\) => x = 0,1 và y = 0,4 mol

nCO phản ứng = nCO₂ = 0,4 mol

BTKL: mCO phản ứng + mX = mA + mCO₂

→ mX = 64 − 0.4(44−28) = 70,4g

Bài 3. Cho 0,56 gam bột sắt vào 100 ml dung dịch gồm AgNO₃ 0,3M và Cu(NO₃)₂ 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn X. Xác định giá trị của m.

Hướng dẫn giải

nFe = 0,01 mol;  nAgNO₃ = 0,03 mol;  nCu(NO₃)₂ = 0,05 mol

Ta thấy: n_e Fe cho tối đa = 0,01.3 = 0,03 mol = n_e Ag⁺ nhận tối đa

=> Fe phản ứng hết với Ag, tạo thành Fe³⁺ và Ag

=> nAg  = nAgNO₃ = 0,03 mol => m = 0,03.108 = 3,24 gam

Bài 4. Điện phân 400 ml dung dịch CuSO₄ 0,2M với cường độ dòng điện 10A trong một thời gian thu được 0,224 lít khí (đktc) ở anot. Biết điện cực đã dùng là điện cực trơ và hiệu suất điện phân là 100%. Khối lượng catot tăng là

Hướng dẫn giải

nCuSO₄ = 0,4.0,2 = 0,08 mol

Khí thu được ở anot là O₂ → nO₂ = 0,224/22,4 = 0,01(mol).

Tại anot (+): 2H₂O   →  4H⁺   +    O₂    +   4e

→ n_e(anot) = 4nO₂ = 0,04(mol)

Ta thấy: 2nCu²⁺ ban đầu > 4nO₂ → Tại catot Cu²⁺  chưa bị điện phân hết.

Tại catot (-): Cu²⁺  +  2e   → Cu

                                0,04 → 0,02 (mol)

→ m_{catot tăng} = mCu = 0,02.64 = 1,28 gam

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!