Bài 15. Tách kim loại và tái chế kim loại trang 100, 101, 102 Hóa 12 Cánh diều

MĐ

Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 100 SGK Hóa 12 Cánh diều

Người ta có thể thu được kim loại bằng cách tách kim loại từ hợp chất của chúng, hoặc bằng quá trình tái chế kim loại

a) Việc lựa chọn phương pháp phù hợp để tách kim loại từ hợp chất cần dựa vào cơ sở nào?

b) Vì sao cần phải tái chế kim loại?

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học và hoạt động hóa học của kim loại

Lời giải chi tiết:

a) Dựa vào mức độ hoạt động hóa học của kim loại để tách kim loại từ hợp chất

b) Kim loại có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.

CH

Trả lời câu hỏi 1 trang 100 SGK Hóa 12 Cánh diều

Dựa vào độ hoạt động hóa học hoặc giá trị thế điện cực chuẩn, giải thích vì sao vàng, bạc có thể tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên.

Phương pháp giải:

Dựa vào mức độ hoạt động hóa học của kim loại

Lời giải chi tiết:

Vàng, bạc có mức hoạt động hóa học yếu nên hầu như không tác dụng với các chất khác trong tự nhiên, vì vậy vàng, bạc tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên.

CH

Trả lời câu hỏi 1 trang 101 SGK Hóa 12 Cánh diều

Nước tự nhiên ở khu vực có khoáng vật calcite thường chứa cation kim loại nào?

Phương pháp giải:

Dựa vào Bảng 15.1

Lời giải chi tiết:

Khoáng vật calcite chứa nguyên tố calcium, nên nước tự nhiên ở khu vực đó thường chứa cation Ca²⁺

VD

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 101 SGK Hóa 12 Cánh diều

Mỏ khoáng vật là nơi tập trung quặng tới mức có thể khai thác được, như mỏ vàng Bồng Miêu, Quảng Nam; mỏ sắt Thạch Khê, Hà Tĩnh. Hãy tìm hiểu và cho biết một số mỏ kim loại quan trọng ở Việt Nam.

Phương pháp giải:

Tìm hiểu trên internet, sách báo,…

Lời giải chi tiết:

Một số quặng quan trọng ở Việt Nam: quặng sắt ở Thái Nguyên, quặng bauxite ở Tây Nguyên, quặng crom sa khoáng chủ yếu ở Cổ Định, quặng wolfram ở Thái Nguyên,...

LT

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 102 SGK Hóa 12 Cánh diều

Chỉ ra chất khử được sử dụng trong các phản ứng ở Ví dụ 1.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của 2 phản ứng trong ví dụ 1

Lời giải chi tiết:

CH

Trả lời câu hỏi trang 102 SGK Hóa 12 Cánh diều

Chỉ ra một số đặc điểm khác nhau giữa phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thủy luyện.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thủy luyện

Lời giải chi tiết:

Phương pháp nhiệt luyện thực hiện dựa trên nguyên tắc khử oxide kim loại bằng CO, C.

Phương pháp thủy luyện dựa trên nguyên tắc kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối.

Phương pháp nhiệt luyện để tách kim loại trung bình như Zn, Fe. Phương pháp thủy luyện tách kim loại yếu như Cu, Ag.

LT1

Trả lời câu hỏi Luyện tập 1 trang 103 SGK Hóa 12 Cánh diều

Viết phương trình hóa học của phản ứng tách nhôm từ aluminium oxide bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

Phương pháp giải:

Aluminium oxide điện phân nóng chảy thu được nhôm và thoát ra khí oxygen

Lời giải chi tiết:

LT2

Trả lời câu hỏi Luyện tập 2 trang 103 SGK Hóa 12 Cánh diều

Hãy đề xuất phương pháp tách kim loại sodium từ hợp chất sodium choride. Giải thích.

Phương pháp giải:

Na là kim loại mạnh nên phải lựa chọn phương pháp tách phù hợp.

Lời giải chi tiết:

Tách Na từ NaCl từ phương pháp điện phân nóng chảy.

PTHH: 

CH

Trả lời câu hỏi trang 103 SGK Hóa 12 Cánh diều

Cho biết một số phế liệu có thể dùng để tái chế nhôm.

Phương pháp giải:

Dựa vào những ứng dụng của nhôm.

Lời giải chi tiết:

Một số phế liệu có thể dùng để tái chế nhôm: lon bia, xoong,…

LT3

Trả lời câu hỏi Luyện tập 3 trang 103 SGK Hóa 12 Cánh diều

Hình dưới đây liên quan đến công đoạn nào trong quá trình tái chế kim loại?

Phương pháp giải:

Dựa vào các công đoạn theo sơ đồ: 

Lời giải chi tiết:

Công đoạn liên quan trong hình là luyện kim (nóng chảy, tinh luyện).

VD

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 104 SGK Hóa 12 Cánh diều

Hãy tìm hiểu về quy trình tái chế nhôm thủ công. Nêu và giải thích nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ quá trình tái chế nhôm thủ công.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức các phế liệu chứa nhôm còn chứa thêm các thành phần khác.

Lời giải chi tiết:

Phế liệu chứa nhôm có chứa thêm các thành phần khác nên khi nung chảy phế liệu gây ra khói, bụi ảnh hưởng đến môi trường. Ngoài ra, nước thải khi chế biến phế liệu và vật liệu sau tái chế gây ô nhiễm nguồn nước vì chứa các kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ không tan.

BT1

Trả lời câu hỏi Bài tập 1 trang 104 SGK Hóa 12 Cánh diều

Đề xuất phương pháp tách kim loại magnesium từ magnesium carbonate và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải:

MgCO₃ là chất rắn, có thể chuyển hóa MgCO₃ thành MgO hoặc MgCl₂ để sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy.

Lời giải chi tiết:

Dùng dung dịch HCl loãng để hòa tan MgCO₃

Điện phân nóng chảy MgCl₂ để thu được kim loại Mg

BT2

Trả lời câu hỏi Bài tập 2 trang 104 SGK Hóa 12 Cánh diều

Kim loại kẽm được tách từ hợp chất zinc sulfide trong khoáng vật sphalerite. Trước tiên, đốt zinc sulfide trong khí oxygen dư để tạo zinc oxide và sulfur dioxide. Để thu được zinc, có thể khử zinc oxide bằng carbon. Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của các chất.

Lời giải chi tiết:

BT3

Trả lời câu hỏi Bài tập 3 trang 104 SGK Hóa 12 Cánh diều

Để tái chế nhôm, người ta có thể sử dụng phế liệu kim loại như vỏ của các lon, hộp chứa nước giải khát hay thực phẩm. Phế liệu này còn lẫn các tạp chất là các hợp chất hữu cơ và vô cơ (có trong nhãn, mác in hoặc sơn trên vỏ lon, hộp). Phế liệu được cắt, băm nhỏ rồi cho vào lò nung đến khi chảy lỏng. Phần lớn các tạp chất biến thành xỉ lỏng, nổi lên trên, được vớt ra khỏi lò. Phần còn lại trong lò là nhôm tái chế ở trạng thái nóng chảy.

a) Nêu lợi ích của việc cắt, băm nhỏ phế liệu nhôm trước khi nung chảy.

b) Theo em, có nên dùng nhôm tái chế theo mô tả trên để chế tạo dụng cụ nhà bếp (xoong, chảo, thau,…), dụng cụ y tế không? Vì sao?

Phương pháp giải:

Dựa vào các yếu tố tăng tốc độ phản ứng.

Lời giải chi tiết:

a) Việc cắt, băm nhỏ phế liệu nhôm để tăng tốc độ phản ứng nung chảy phế liệu

b) Không nên dùng nhôm tái chế theo mô tả trên để chế tạo dụng cụ nhà bếp, vì nguyên nhân là do các sản phẩm từ nhôm tái chế có độ tinh khiết thấp, dễ lẫn các tạp chất kim loại nặng khác như chì, asen, cadimi…  Khi đun nấu, đựng các đồ ăn mặn, chua, dễ bị ăn mòn điện hóa hoặc ăn mòn hóa học tạo ra những vết lỗ chỗ, lỗ hổng lớn làm cho ion nhôm bị trôi ra lẫn vào đồ ăn thức uống sẽ rất nguy hiểm.