Phương pháp nhiệt luyện là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Phương pháp nhiệt luyện là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Phương pháp nhiệt luyện.

Phương pháp nhiệt luyện là gì (chi tiết nhất)

1. Phương pháp nhiệt luyện là gì?

- Phương pháp nhiệt luyện dùng để điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình, yếu như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu,... bằng cách khử các oxide kim loại ở nhiệt độ cao với chất khử như C, CO,...

- Ví dụ: Tách kẽm từ quặng zinc blende.

+ Đốt quặng zinc blende:

2ZnS(s) + 3O₂(g) $\stackrel{t^{°}}{\to }$ 2ZnO(s) + 2SO₂(g).

+ Khử zinc oxide ở nhiệt độ cao bằng than cốc:

ZnO(s) + C(s) $\stackrel{t^{°}}{\to }$ Zn(g) + CO(g).

2. Kiến thức mở rộng

- Các phương pháp khác dùng để điều chế kim loại:

2.1. Phương pháp điện phân dung dịch

Kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu có thể được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl₂ để điều chế Cu

Phương trình hoá học của phản ứng điện phân:

CuCl₂(aq) ⟶ Cu(s) + Cl₂(g)

2.2. Phương pháp thuỷ luyện

Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như dung dịch H₂SO₄, NaOH, NaCN,... để hoà tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại, tách phần không tan ra khỏi dung dịch. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh hơn như Fe, Zn,...

Ví dụ: Dùng Fe để khử ion Cu²⁺ trong dung dịch muối đồng

Fe(s) + CuSO₄(aq) ⟶ FeSO₄(aq) + Cu(s)

2.3. Phương pháp điện phân nóng chảy

Những kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al,... được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy các hợp chất của chúng (oxide, muối chloride).

Ví dụ: Điện phân nóng chảy Al₂O₃

_{2Al2O3$\stackrel{dpnc}{\to }$4Al+3O2}

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Phản ứng giữa ZnO và C để tách kim loại

A. là phản ứng toả nhiệt.

B. là phản ứng không có sự thay đổi số oxi hoá.

C. là phản ứng dựa vào phương pháp thuỷ luyện.

D. có sự tạo thành kẽm ở thể hơi.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Kẽm sinh ra trong quá trình nhiệt luyện ở thể hơi vì phản ứng nhiệt luyện có nhiệt độ cao, lớn hơn nhiệt độ sôi của kẽm.

Câu 2. Trong công nghiệp, nhôm được tách ra từ quặng bauxite bằng cách nào sau đây?

A. Nung nóng quặng bauxite.

B. Nung nóng quặng bauxite với carbon.

C. Nung nóng quặng bauxite với hydrogen.

D. Điện phân nóng chảy quặng bauxite.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Phương trình phản ứng hóa học: 2Al2O3$\stackrel{dpnc}{\to }$4Al+3O2

Câu 3. Để điều chế Ca từ CaCO₃ cần thực hiện ít nhất mấy phản ứng?

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Phản ứng (1): CaCO₃ + 2HCl →CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Phản ứng (2): CaCl2 $\stackrel{dpnc}{\to }$ Ca + Cl₂

Câu 4. Nguyên tác tách kim loại ra khỏi hợp chất của chúng là

A. Khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

B. Oxy hóa ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

C. Hòa tan các khoáng vật có trong quặng để thu được kim loại.

D. Dựa trên tính chất của kim loại như từ tính, khối lượng riêng lớn để tách chúng ra khỏi quặng.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Nguyên tác tách kim loại ra khỏi hợp chất của chúng là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử.

Câu 5.Trong công nghiệp, Mg có thể được điều chế bằng cách nào dưới đây?

A. Điện phân nóng chảy MgCl₂.

B. Cho kim loại Zn vào dung dịch MgCl₂.

C. Điện phân dung dịch MgSO₄.

D.Chokim loại Na vào dung dịch Mg(NO₃)₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Trong công nghiệp, Mg có thể được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy MgCl₂.

Câu 6. Cho luồng khí CO dư qua hỗn hợp các oxide CuO, Fe₂O₃, Al₂O₃, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn thu được gồm

A. Cu, Fe, Al, Mg.

B. Cu, FeO, Al₂O₃, MgO.

C. Cu, Fe, Al₂O₃, MgO.

D. Cu, Fe, Al, MgO.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn thu được gồm Cu, Fe, Al₂O₃, MgO do Al₂O₃, MgO không bị khử bởi CO.

Câu 7. Phương pháp thích hợp để điều chế những kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al) là

A. Điện phân nóng chảy.

B. Điện phân dung dịch.

C. Nhiệt luyện.

D. Thủy luyện.

Lời giải

Đáp án đúng là: A

Phương pháp thích hợp để điều chế những kim loại có tính khử mạnh (từ Li đến Al) là điện phân nóng chảy.

Câu 8. Cho các phát biểu về phương trình hóa học: X(s) + CuSO₄(aq) → XSO₄(aq) + Cu(s)

a. Đây là phương pháp thủy luyện để điều chế kim loại Cu.

b. X là kim loại hoạt động hóa học mạnh hơn Cu.

c. X có thể là kim loại Ca.

d. Phương pháp điều chế trên có thể áp dụng điều chế kim loại Al, Mg trong công nghiệp.

Số phát biểu đúng là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

a. Đúng.

b. Đúng.

c. Sai vì Ca sẽ phản ứng với H₂O trước sinh ra Ca(OH)₂ sau đó Ca(OH)₂ mới phản ứng với CuSO₄ tạo ra Cu(OH)₂ nên sẽ không sinh như phản ứng trên.

d. Sai vì phương pháp thủy luyện thường dùng để tách những kim loại hoạt động hóa học yếu như Cu, Ag, Cu,...

Câu 9. Khử 1,5 tấn quặng hematite (thành phần chính là Fe₂O₃) chứa 30% tạp chất trơ bằng khí hydrogen ở nhiệt độ cao. Biết rằng hiệu suất phản là ứng H = 83%. Số tấn sắt thu được từ phản ứng trên là

A. 0,21.

B. 0,61.

C. 3,1.

D. 0,735.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Ta có: mFe2O3 = 1,05 tấn

Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

Ta có: Cứ 160 tấn Fe₂O₃ → (2.56 = 112) tấn Fe

   1,05 tấn Fe₂O₃ → 0,735 tấn Fe

Vì H = 75% nên khối lượng Fe thu được là m = 0,735.83% = 0,61 (tấn).

Câu 10. Trong công nghiệp, kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện là

A. Mg.

B. Fe.

C. Na.

D. Al.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Trong công nghiệp, kim loại được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện là Fe.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Phản ứng xà phòng hóa là gì?

• Polymer tổng hợp là gì?

• Sự ăn mòn kim loại là gì?

• Ester đơn chức là gì?

• Phản ứng ester hóa là gì?

• Acid béo là gì?

---