Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều bài 17 Tách kim loại. Sử dụng hợp kim

MỞ ĐẦU 

a) Có thể dùng phản ứng hóa học nào để tách được kim loại đồng từ hợp chất copper(II) sulfate?

b) Có thể tách natri từ hợp chất sodium chloride bằng cách dùng phản ứng tương tự như trường hợp tách đồng từ hợp chất copper(II) sulfate không? Giải thích.

Bài làm chi tiết:

a) Để tách kim loại đồng từ hợp chất copper(II) sulfate, bạn có thể sử dụng phản ứng khử hóa học. Một trong những phương pháp thường được sử dụng là sử dụng kim loại khử mạnh như Zn hoặc Al. Trong đó Zn sẽ thay thế Cu trong CuSO4, tạo thành ZnSO4 và kim loại Cu.

b) Trong trường hợp của Copper sulfate, Zn có khả năng khử Cu(II) từ dung dịch tạo thành Cu kim loại và ZnSO4. Điều này xảy ra vì Zn có hoạt độ khử cao hơn so với copper. Tuy nhiên, trong trường hợp của sodium chloride, Na là một kim loại rất hoạt động và không dễ dàng bị khử từ dung dịch bằng các kim loại thông thường như Zn. Phản ứng giữa Na và Zn sẽ không xảy ra vì Na là một kim loại có hoạt độ khử mạnh hơn Zn.

I. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Câu 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng điện phân nóng chảy sodium chloride để thu được kim loại natri và khí chloride.

Bài làm chi tiết: 

PTHH: 2NaCl => 2Na + Cl2

Câu 2: Ở ví dụ 2, phản tạo ra kim loại sắt ở trạng thái thể nào? Biết rằng nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ nóng chảy của sắt

Bài làm chi tiết:

Sắt ở dạng kim loại thể rắn

Câu 3: Trong ví dụ 3, kẽm thu được ở trạng thái hơi do nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ hóa hơi của kẽm. Làm thế nào để chuyển kẽm ở trạng thái hơi về trạng thái rắn? 

Bài làm chi tiết:

Để chuyển kẽm từ trạng thái hơi về trạng thái rắn, bạn có thể sử dụng phương pháp làm nguội hoặc làm lạnh. Cụ thể, dưới điều kiện nhiệt độ thích hợp, hơi kẽm có thể được làm nguội đến điểm sôi của nó để kết tủa thành dạng rắn.

II. HỢP KIM

Câu 1: Theo em vì sao người ta không dùng kim loại nhôm để chế tạo ổ khóa và chìa khóa?

Bài làm chi tiết:

Nhôm có tính khá hoạt động hóa học, có thể phản ứng với một số chất khác trong môi trường, dẫn đến hiện tượng ăn mòn. Điều này có thể làm suy yếu cấu trúc của ổ khóa và chìa khóa.

Câu 2: Pha trộn bột mịn của Al và Mg với nhau có thu được hợp kim không? Giải thích.

Bài làm chi tiết:

Pha trộn bột min của Al và Mg không tạo ra hợp kim vì tính chất hóa học và cấu trúc tinh thể của hai kim loại này khác nhau, không tạo ra phản ứng hóa học mạnh để tạo thành hợp kim mới.                                                                                          

Vận dụng: Theo em, nên sử dụng thép, inox hay duralumin để chế tạo chân(móng) và khung của bảng quảng cáo ngoài trời? Giải thích.

Bài làm chi tiết:

• Trong trường hợp chế tạo chân (móng) và khung của bảng quảng cáo ngoài trời, nên sử dụng inox.
• Inox (thép không gỉ) có khả năng chống ăn mòn cao và độ bền tốt trong môi trường ngoài trời, do đó nó phù hợp hơn cho ứng dụng này so với thép và duralumin.

Câu 3: Trong quá trình sản xuất gang, phương pháp nào đã được sử dụng để tách kim loại ra khỏi oxide?

Bài làm chi tiết:

• Trong quá trình sản xuất gang, phương pháp thưognf được sử dụng để tách kim loại ra khỏi oxide là phương pháp khử bằng than cốc.
• Phương pháp này bao gồm việc đốt than cốc trong lò luyện gang, trong đó than cốc chứa carbon. Carbon từ than cốc tương tác với oxit kim loại trong quạng sứt gây ra quá trình khử. Carbon khử oxit kim loại thành kim loại, trong khi oxit carbon hóa thành khí CO hoặc CO2. Quá trình này giúp tách kim loại sắt ra khỏi oxit và tạo ra gang. 

Câu 4: Dựa vào sơ đồ lò nấu gang ở hình 17.5 và các giai đoạn phản ứng diễn ra trong quá trình luyện gang, hãy cho biết thành phần của khí thoát ra khỏi lò?

Bài làm chi tiết: 

Trong quá trình luyện gang, khí thoát ra khỏi lò chủ yếu chứa CO và CO2, do quá trình khử oxit sắt bằng carbon trong than cốc và oxy hóa carbon.

Câu 5: Phản ứng C + O2 => CO2 đóng vai trò gì trong quá trình sản xuất thép từ gang ?

Bài làm chi tiết: 

• Phản ứng C + O2 => CO2 đóng vai trò chính trong quá trình sản xuất thép từ gang là phản ứng oxy hóa carbon. Trong lò luyện, carbon được sử dụng như chất khử để khử oxit sắt trong quặng sắt.
• Phản ứng này tạo ra nhiệt và khí CO2. Nhiệt từ phản ứng giúp nung chảy quặng sắt và carbon để tạo ra gang, trong khi CO2 thoát ra khỏi lò luyện như một sản phẩm phụ.

Câu 6: Kể tên một số loại đồ dùng được làm từ thép, inox duralumin

Bài làm chi tiết: 

• VD thép : ổ khóa và chìa khóa, nồi, chảo, dao, thìa, đũa,....
• VD inox: bồn rửa chén, bình đun nước, nhẫn, dao mổ,....
• VD duralumin: khung cửa, cửa sổ, kính cường lực, chịu lực, thân máy bay,....