Bài 6 trang 223 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

a) Từ \(Fe\), hãy trình bày 3 phương pháp điều chế trực tiếp muối \(FeS{O_4}\). Viết các phương trình hóa học.

b) Từ hỗn hợp \(Ag\) và \(Cu\),hãy trình bày 3 phương pháp hóa học tách riêng \(Ag\) và \(Cu\). Viết các phương trình hóa học.

Lời giải chi tiết

a) 3 phương pháp điều chế muối \(FeS{O_4}\) từ \(Fe\)

\(\eqalign{
&  Fe + {H_2}S{O_{4\text{ loãng}\,\,}} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow \cr 
&  Fe + F{e_2}{(S{O_4})_3} \to 3FeS{O_4}. \cr 
&  Fe + CuS{O_4} \to FeS{O_4} + Cu \downarrow \cr} \)

b) 3 phương pháp hóa học tách riêng \(Ag\) và \(Cu\) ra khỏi hỗn hợp \(Ag\) và \(Cu\).

+ Phương pháp 1:

- Hòa tan hỗn hợp vào dung dịch \(HN{O_3}\) loãng dư thu được dung dịch. 

\(\eqalign{
& 3Cu + 8HN{O_3} \to 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO \uparrow + 4{H_2}O \cr 
& 3Ag + 4HN{O_3} \to 3AgN{O_3} + NO \uparrow + 2{H_2}O \cr} \)

- Cô cạn dung dịch, nhiệt phân hỗn hợp muối thu được chất rắn.

\(\eqalign{
& 2AgN{O_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2Ag + {O_2} \uparrow + 2N{O_2} \uparrow \cr 
& 2Cu{(N{O_3})_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2CuO + {O_2} \uparrow + 4N{O_2} \uparrow \cr} \)

- Hòa tan chất rắn thu được \((CuO, Ag)\) vào dung dịch \(HCl\) dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\).

\(\eqalign{
& CuO + 2HCl \to CuC{l_2} + {H_2}O. \cr 
& CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}. \cr} \) 

+ Phương pháp 2:

- Đốt hỗn hợp bằng \(O_2\), \(Cu\) phản ứng còn \(Ag\) thì không:

\(2Cu + {O_2} \to 2CuO\) 

- Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng vào dung dịch \(HCl\) dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch \(CuCl_2\). Tiến hành điện phân dung dịch \(CuCl_2\) thu được \(Cu\).

\(CuO + 2HCl \to CuC{l_2} + {H_2}O\,;\,CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}\)

+ Phương pháp 3:

- Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch \(FeCl_3\) dư, \(Cu\) tan, dư lọc thu được chất rắn \(Ag\) và dung dịch chứa \(CuCl_2; FeCl_2\) và \(FeCl_3\) dư.

\(Cu + 2FeC{l_3} \to 2FeC{l_2} + CuC{l_2}\)

- Cho dung dịch \(NH_3\) từ từ vào dung dịch thu được ở trên cho đến khi kết tủa không còn thay đổi nữa, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch chứa phức đồng \([Cu{(N{H_3})_4}]{\left( {OH} \right)_2}\).

\(\eqalign{
& FeC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Fe{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl. \cr 
& FeC{l_3} + 3N{H_3} + 3{H_2}O \to Fe{(OH)_3} \downarrow + 3N{H_4}Cl \cr 
& CuC{l_2} + 2N{H_3} + 2{H_2}O \to Cu{(OH)_2} \downarrow + 2N{H_4}Cl \cr 
& Cu{(OH)_2} + 4N{H_3} \to \left[ {Cu{{\left( {N{H_3}} \right)}_4}} \right]{\left( {OH} \right)_2}. \cr} \)

- Cho phức đồng tác dụng với dung dịch \(HCl\), thu dung dịch, tiến hành điện phân dung dịch thu được \(Cu\). 

\(CuC{l_2}\buildrel {đpdd} \over
\longrightarrow Cu + C{l_2}\)