Giải SBT Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài 17: Tách kim loại. Sử dụng hợp kim có đáp án

Đáp án đúng là: A

Quá trình tách kim loại là quá trình biến đổi khoáng vật trong quặng thành một hợp chất của kim loại. Sau đó, dùng các phương pháp thích hợp để tách được kim loại từ hợp chất đó.

Đáp án đúng là: B

Do: Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại có mức độ hoạt động hoá học trung bình và yếu.

Đáp án đúng là: C

Kim loại Na có mức độ hoạt động hoá học mạnh nên được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của nó.

Đáp án đúng là: C

Do Zn và Fe có độ hoạt động hoá học trung bình, Mg có độ hoạt động hoá học mạnh nên ZnO, Fe$_{2}$O$_{3}$ là các oxide kém bền hơn so với MgO. Do đó, thực hiện phản ứng (3) sẽ tốn nhiều năng lượng hơn so với phản ứng (2).

Đáp án đúng là: B

Do: thép được sử dụng phổ biến hơn gang.

Magnesium có độ hoạt động hoá học mạnh nên thường được tách ra khỏi hợp chất bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra:

MgCl$_{2}$ $\overset{đpnc}{\rightarrow }$ Mg + Cl$_{2}$

a) Phương trình hoá học của phản ứng diễn ra:

C + CuO $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$Cu + CO

b) Dự đoán thành phần của hỗn hợp rắn sau khi để nguội gồm: CuO còn dư (màu đen) và Cu tạo thành (màu nâu đỏ).

c) Phương pháp tách kim loại này là phương pháp nhiệt luyện.

${n}_{Mg}=\frac{{m}_{Mg}}{{M}_{Mg}}=\frac{2{,}4}{24}=0{,}1\ (mol)$

a) Phương trình hoá học:

Mg + 2HCl → MgCl$_{2}$ + H$_{2}$

Theo phương trình hoá học ta có: ${n}_{{H}_{2}}={n}_{Mg}=0{,}1\ (mol)$

b) ${n}_{CuO}=\frac{{m}_{CuO}}{{M}_{CuO}}=\frac{8}{80}=0{,}1\ (mol)$

Thực tế chỉ có 75% lượng khí hydrogen phản ứng nên số mol hydrogen phản ứng là: $0{,}1.\frac{75}{100}=0{,}075\ (mol)$

Phương trình hoá học: CuO + H$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$Cu + H$_{2}$O

Theo phương trình hoá học ta có: n$_{CuO phản ứng}$ = n$_{hydrogen phản ứng}$ = 0,075 mol.

- Vậy chất rắn A gồm: CuO dư và Cu sinh ra.

- Ta có:

n$_{Cu}$ $_{sinh ra}$ = n$_{CuO phản ứng}$ = 0,075 mol; n$_{CuO dư}$ = n$_{CuO ban đầu}$ – n$_{CuO phản ứng}$ = 0,025 mol.

Vậy khối lượng chất rắn A là: m$_{A}$ = m$_{Cu}$ + m$_{CuO dư}$ = 0,075.64 + 0,025.80 = 6,8 gam.

c) Để thu được kim loại đồng cần cho hỗn hợp rắn A vào dung dịch hydrochloric acid (HCl). Khi đó, CuO phản ứng với HCl tạo thành muối tan, theo phương trình hoá học:

CuO + 2HCl → CuCl$_{2}$ + H$_{2}$O

Cu không phản ứng với HCl, lọc lấy phần chất rắn ta thu được kim loại đồng.

Vật trang trí bằng đồng thường bị đen do lớp đồng bên ngoài phản ứng với oxygen không khí tạo thành oxide, theo phương trình hoá học:

2Cu + O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 2CuO

a) Người ta có thể dùng bông thấm dung dịch hydrochloric acid loãng (HCl) chà lên các vết đen ấy. Do CuO phản ứng với HCl tạo thành muối tan nên dễ bị rửa trôi, Cu không phản ứng với HCl nên không ảnh hưởng nhiều đến vật trang trí.

Phương trình hoá học: CuO + 2HCl → CuCl$_{2}$ + H$_{2}$O.

b) Có thể thay dung dịch hydrochloric acid bằng giấm hoặc nước cốt chanh. Do trong giấm ăn hoặc chanh đều có chứa acid, có thể phản ứng với CuO tạo thành muối tan dễ rửa trôi.

a) Phương trình hoá học của quá trình tách kẽm từ zinc sulfide.

ZnS + O$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ ZnO + SO$_{2}$

ZnO + C $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ Zn + CO

b) Các phương trình hoá học minh hoạ sơ đồ:

2SO$_{2}$ + O$_{2}$ $\overset{xt}{\rightarrow }$ 2SO$_{3}$

SO$_{3}$ + H$_{2}$O → H$_{2}$SO$_{4}$

c) Phương trình hoá học tạo phân bón SA:

2NH$_{3}$ + H$_{2}$SO$_{4}$ → (NH$_{4}$)$_{2}$SO$_{4}$

Gang là vật liệu kim loại tạo bởi kim loại cơ bản là (1) sắt cùng với khoảng (2) 2 - 5 % carbon theo khối lượng.

Nguyên liệu chính để sản xuất gang là quặng sắt, (3) than và đá vôi. Các nguyên liệu này được xếp thành từng lớp xen kẽ và được cho di chuyển chậm từ (4) đỉnh lò xuống đáy lò, tiếp xúc với luồng không khí nóng di ngược từ phía đáy lò lên. Các phản ứng hoá học chính diễn ra trong quá trình nguyên liệu di chuyển từ đỉnh lò xuống đáy lò là:

C + (5) O$_{2}$ → CO$_{2}$

CO$_{2}$ + (6) C → 2CO

Fe$_{2}$O$_{3}$ + 3CO → (7) 2Fe + (8) 3CO$_{2}$

Gần đáy lò, sắt ở trạng thái (9) nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ (10) carbon cùng một số nguyên tố khác như Mn, Si, P,... tạo thành gang lỏng, chảy xuống đáy lò và sau đó được dẫn ra ngoài qua cửa tháo gang.

Thép là hợp kim phổ biến của nguyên tố (1) sắt với khoảng dưới (2) ***2* **% carbon và lượng nhỏ của một số kim loại khác.

Nguyên liệu để sản xuất thép thường là gang, sắt phế liệu và khí (3) oxygen. Khí này được sục vào lò chứa hỗn hợp gang và sắt phế liệu nóng chảy, phản ứng với một phần nguyên tố (4) carbon tạo thành khí (5) CO$_{2}$ thoát ra khỏi lò. Nhờ quá trình này, đã biến nguyên liệu ban đầu thành thép nóng chảy.