Bài 7 trang 167 SGK Hóa học lớp 12 nâng cao

Đề bài

Trong tự nhiên,các nguyên tố canxi và magie có trong quặng đôlômit: \(CaC{O_3}.MgC{O_3}\).Từ quặng này, hãy trình bày phương pháp hóa học điều chế:

a) Hai chất riêng biệt là \(CaC{O_3}\) và \(MgC{O_3}\);

b) Hai kim loại riêng biệt là \(Ca\) và \(Mg\).

Viết các phương trình hóa học.

Hướng dẫn giải

a) Hai chất \(CaC{O_3}\) và \(MgC{O_3}\) riêng biệt

- Nhiệt phân quặng đolomit thu hỗn hợp \(CaO\) và \(MgO\).

\(CaC{O_3}.MgC{O_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow CaO.MgO + 2C{O_2} \uparrow \)

- Hòa tan hỗn hợp \(CaO\) và \(MgO\) vào nước, \(CaO\) tan tạo huyền phù và \(MgO\) không tan.

 \(CaO + {H_2}O \to Ca{\left( {OH} \right)_2}\)

- Thổi \(CO_2\) dư vào, lọc thu dung dịch \(Ca{(HC{O_3})_2}\) và phần không tan \(MgO\).

\(\eqalign{
& C{O_2} + Ca{(OH)_2} \to CaC{O_3} \downarrow + {H_2}O. \cr
& CaC{O_3} + C{O_2}d{\rm{ư + }}{{\rm{H}}_2}O \to Ca{\left( {HC{O_3}} \right)_2}. \cr} \)

- Cô cạn dung dịch và nung thu được \(CaC{O_3}\)_.

\(\eqalign{
& Ca{\left( {HC{O_3}} \right)_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow CaC{O_3} \downarrow + C{O_2} \uparrow + {H_2}O. \cr
& \cr} \)

- Hòa tan \(MgO\) vào dung dịch \(HCl\) rồi cho dung dịch tạo thành tác dụng với dung dịch \(N{a_2}C{O_3}\), lọc thu được \(MgC{O_3}\)_. 

\(\eqalign{
& MgO + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}O. \cr
& MgC{l_2} + N{a_2}C{O_3} \to MgC{O_3} \downarrow + 2NaCl. \cr} \)

b) Hai kim loại \(Ca\) và \(Mg\) riêng biệt

Từ hai muối \(CaC{O_3}\) và \(MgC{O_3}\) đã tách được ở câu a. Hòa tan riêng từng muối vào dung dịch \(HCl\), cô cạn dung dịch rồi tiến hành điện phân nóng chảy các muối clorua thu được \(Ca\) và \(Mg\).

\(\eqalign{
& CaC{O_3} + 2HCl \to CaC{l_2} + C{O_2} \uparrow + {H_2}O. \cr
& MgC{O_3} + 2HCl \to MgC{l_2} + C{O_2} \uparrow + {H_2}O. \cr
& CaC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Ca + C{l_2} \uparrow \cr
& MgC{l_2}\buildrel {dpnc} \over
\longrightarrow Mg + C{l_2} \uparrow \cr} \)