ENTLab
РусскийҚАЗ
← Все темы: Химия

Химия · теория к ЕНТ

Металлы, неметаллы и получение металлов

Тема о том, чем различаются металлы и неметаллы и как металлы добывают из руд. Нужна в вопросах о свойствах элементов и в расчётах по рудам, сплавам и выходу продукта.

Потренировать эту темуС полным доступом — тренировка по этой теме, без него — бесплатный тест по предмету.

Что проверяет ЕНТ по этой теме

Раздел: 04 Химия и жизнь

Пункт спецификации НЦТ: 06 Общая характеристика металлов и неметаллов. Производство металлов

По нашей оценке, в варианте в среднем 1 задание по этой теме из 40.

Спецификация ЕНТ 2026 по этому предмету: темы и задания

Что нужно уметь

  • Сравнивать металлы и неметаллы по положению в периодической системе, строению атомов и окислительно-восстановительным свойствам
  • Описывать способы получения металлов и записывать уравнения реакций восстановления
  • Рассчитывать массу металла по уравнению с учётом примесей в руде и выхода продукта

Кратко о главном

  • Положение в таблице. Металлические свойства слабеют по периоду слева направо и растут в главной подгруппе сверху вниз. Металлы — восстановители, их атомы отдают электроны.
  • Ряд активности. Металлы левее водорода, как правило, вытесняют его из соляной кислоты; медь и серебро правее и с ней не реагируют.
  • Пирометаллургия. Оксиды восстанавливают при нагревании углём, \mathrm{CO} или \mathrm{H_2}: \mathrm{Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2}. Сульфидные руды сначала обжигают до оксидов.
  • Электролиз. Активные металлы получают электролизом расплавов: \mathrm{2NaCl \rightarrow 2Na + Cl_2}; алюминий — из \mathrm{Al_2O_3} в расплаве криолита.
  • Гидрометаллургия. Металл переводят в раствор соли и вытесняют более активным металлом: \mathrm{CuSO_4 + Fe \rightarrow FeSO_4 + Cu}.

Задания с разбором

Из банка заданий ENTLab, не из вариантов НЦТ. Сначала попробуй решить, потом открой разбор.

Масса железа, полученного восстановлением водородом 400 г оксида железа(III), если выход продукта 80 % (A_r: \mathrm{Fe} = 56, \mathrm{O} = 16), (г)
  • A)112
  • B)224
  • C)280
  • D)350
Ответ и разбор

Верный ответ: B

Уравнение: \mathrm{Fe_2O_3} + 3\mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe} + 3\mathrm{H_2O}. Молярная масса оксида: 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 160 г/моль. Количество оксида: 400 : 160 = 2{,}5 моль. По уравнению железа вдвое больше: 2{,}5 \cdot 2 = 5 моль. Теоретическая масса железа: 5 \cdot 56 = 280 г. С учётом выхода: 280 \cdot 0{,}8 = 224 г. Вариант 112 г получается, если не учесть коэффициент 2 перед железом и принять количество железа равным количеству оксида, 2{,}5 моль: 2{,}5 \cdot 56 \cdot 0{,}8 = 112. Вариант 280 г — теоретическая масса, выход не учтён. Вариант 350 г — теоретическую массу разделили на 0{,}8 вместо умножения: 280 : 0{,}8 = 350.
Руду массой 485 г с массовой долей \mathrm{ZnS} 40 % подвергли обжигу, а полученный оксид восстановили углём. Масса цинка при полном превращении (A_r: \mathrm{Zn} = 65, \mathrm{S} = 32, \mathrm{O} = 16), (г)
  • A)130
  • B)325
  • C)195
  • D)155{,}7
Ответ и разбор

Верный ответ: A

Уравнения: \mathrm{2ZnS + 3O_2 \rightarrow 2ZnO + 2SO_2}; \mathrm{ZnO + C \rightarrow Zn + CO}. Из одного моля \mathrm{ZnS} получается один моль цинка. m(\mathrm{ZnS}) = 485\cdot 0{,}4 = 194 г; M(\mathrm{ZnS}) = 65 + 32 = 97 г/моль; n(\mathrm{ZnS}) = 194 : 97 = 2 моль; m(\mathrm{Zn}) = 2\cdot 65 = 130 г. Вариант B (325) — вся руда принята за \mathrm{ZnS}: 485 : 97 = 5 моль, 5\cdot 65 = 325. Вариант C (195) — 40 % приняты за долю примесей: 485\cdot 0{,}6 = 291 г, 291 : 97 = 3 моль, 3\cdot 65 = 195. Вариант D (155{,}7) — взята молярная масса \mathrm{ZnO} (81 г/моль) вместо \mathrm{ZnS}: 194 : 81 \approx 2{,}395 моль, 2{,}395\cdot 65 \approx 155{,}7.

Типичные ошибки

  • Брать в расчёт всю массу руды или путать долю вещества с долей примесей. Сначала найди массу чистого вещества: если примесей 40 %, доля вещества 60 %.
  • Делить на выход вместо умножения. Практическая масса не больше теоретической, поэтому её находят умножением на \eta. Когда по практической массе ищут теоретическую (или массу руды), наоборот, делят на \eta.
  • Не учитывать коэффициенты: из 1 моль \mathrm{Fe_2O_3} получается 2 моль железа, а в реакции \mathrm{2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2} на 3 моль водорода приходится 2 моль алюминия.
  • Считать, что медь из сплава реагирует с соляной кислотой. Медь стоит после водорода, поэтому водород выделяет только более активный металл сплава.

Вопросы по теме

Какие металлы получают электролизом, а какие — восстановлением из оксидов?
Самые активные металлы (натрий, литий, алюминий) получают электролизом расплавов их соединений: углём или водородом их из оксидов не восстановить. Металлы средней и малой активности (железо, цинк, медь) восстанавливают из оксидов углём, угарным газом, водородом или более активным металлом, а также выделяют электролизом растворов солей: так получают цинк и очищают медь.
Как решать задачу на получение металла из руды с примесями и с учётом выхода?
Сначала масса чистого вещества: масса руды, умноженная на его массовую долю. Затем количество вещества n = \frac{m}{M} (m — масса, M — молярная масса), по коэффициентам уравнения — количество и теоретическая масса металла; её умножают на выход. Пример: 400 г \mathrm{Fe_2O_3} — 2{,}5 моль, железа 5 моль, или 280 г; при выходе 80 % — 224 г.
Потренировать эту тему

ENTLab пишет теорию своими словами на основе спецификации НЦТ. Мы не НЦТ и никак с ним не связаны.