Các nguyên tăc để tách kim loại và điều chế kim loại, Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại như vàng, platin,... tồn tại ở dạng tự do, còn lại hầu
Các nguyên tăc để tách kim loại và điều chế kim loại
I. Nguyên tắc - lý thuyết điều chế kim loại hóa học 12 chân trời sáng tạo
Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại như vàng, platin,... tồn tại ở dạng tự do, còn lại hầu hết các kim loại đều tồn tại ở dạng hợp chất. Trong hợp chất, kim loại tồn tại dưới dạng ion dương Mn+.
Muốn điều chế kim loại, ta phải khử ion kim loại thành nguyên tử.
Vậy: Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử.
Mn+ + ne ➜ M
II. PHƯƠNG PHÁP
Tuỳ thuộc vào độ hoạt dộng hoá học của kim loại mà người ta chọn phương pháp điều chế phù hợp.
1. Phương pháp nhiệt luyện
Những kim loại có độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb,... thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện, nghĩa là khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bàng các chất khử như C, CO, H2, hoặc các kim loại hoạt động.
Ví dụ:
- PbO + H2 to→Pb + H2O
- Fe2O3 + 3CO to→ 2Fe + 3CO2
Phương pháp này được dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử hay được sử dụng trong công nghiệp là cacbon.
2. Phương pháp thủy luyện
Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại có tính khử mạnh.
Ví dụ: Dùng Fe để khử Cu2+ trong dung dịch muối đồng.
- Fe + Cu2+ ➜ Fe2+ + Cu
3. Phương pháp điện phân
a. Điện phân hợp chất nóng chảy
Phương pháp này điều chế được các kim loại hoạt động mạnh như K, Na, Ca,... bằng cách khử ion kim loại của chúng bằng dòng điện.
Ví dụ. Điện phân AI2O3 nóng chảy để điều chế AI.
Ở catot (cực âm): Al3+ + 3e ➜ AI
Ở anot (cực dương): 2O2- ➜ O2 + 4e
PTTQ: 2Al2O3 đpnc→4Al + 3O2
b. Điện phân dung dịch
Phương pháp này có thể điều chế các kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.
Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế Cu.
Ở catot (cực âm): Cu2+ + 2e ➜ Cu
Ở anot (cực dương):2Cl- ➜ Cl2 + 2e
PTTQ: CuCl2 đpdd→ Cu + Cl2
c. Tính lượng chất thu được ở các điện cực
Dựa vào công thức biểu diễn định luật Farađây, có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở điện cực bằng công thức:
m = AIt/nF
m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam).
A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực.
n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.
I: Cường độ dòng điện (ampe).
t: Thời gian điện phân (giây).
F: Hằng số Farađây (F = 96 500).
Xem thêm:
Bài tập trắc nghiệm các phương pháp tách kim loại - Hóa 12 Chân trời sáng tạo
Bài tập trắc nghiệm hợp kim và sự ăn mòn kim loại - Hóa 12 Chân trời sáng tạo
Bài tập trắc nghiệm tính chat hóa học của kim loại - Hóa 12 Chân trời sáng tạo
COMMENTS