Trắc nghiệm: Kim loại điều chế bằng phương pháp thủy luyện: A. Na B. Mg C. Cu D. Al Đáp án đúng C. Cu Kim loại Cu có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện. Giải thích: Các kim loại K, Na, Ba chỉ có thể điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng. Tìm hiểu thêm những kiến thức thú vị hơn về Điều chế kim loại cùng Top Tài Liệu nhé! – Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là : Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại như vàng, platin… tồn tại ở dạng tự do, hầu hết các kim loại còn lại đều tồn tại ở dạng hợp chất. Trong hợp chất, kim loại tồn tại dưới dạng ion dương Mn+ – Phương trình phản ứng tổng quát: Mn+ + ne -> M – Nói một cách đơn giản là ta phải tách các hợp chất mà kim loại đó có thành nguyên tử kim loại độc lập. 1. Phương pháp thủy luyện – Nguyên tắc: dùng dung dịch thích hợp (HCl, HNO3, nước cường toan, CN-…) hòa tan nguyên liệu sau đó lấy kim loại mạnh (không tan trong nước) đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó. – Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau Mg (thường là kim loại yếu).  Ví dụ 1: Người ta điều chế Ag bằng cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí bằng dung dịch NaCN, rồi lọc để thu được dung dịch muối phức bạc: Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S Sau đó, ion Ag+ trong phức được khử bằng kim loại Zn: Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag Ví dụ 2: Vàng lẫn trong đất đá có thể hòa tan dần trong dung dịch NaCN cùng với oxi của không khí, được dung dịch muối phức của vàng: 4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH Sau đó, ion Au3+ trong phức được khử bằng kim loại Zn: Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au 2. Phương pháp nhiệt luyện – Nguyên tắc:Dùng chất khử thích hợp như CO, C, Al, H2khử ion kim loại trong oxit của chúng ở nhiệt độ cao. – Phạm vi sử dụng:Những kim loại có độ hoạt động trung bình trong dãy điện hóa kim loại như Kẽm (Zn), Sắt (Fe), Thiếc ( Sn), Pb ( Chì ) … thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện, nghĩa là khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như Cacbon ( C ), CO, Hidro (H2) hoặc các kim loại hoạt động mạnh hơn. Thí dụ: 3Fe3O4 + 8Al → 9Fe + 4Al2O3 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 – Lưu ý + Để thu được kim loại tính khiết nên dùng CO hay H2 dư (vì khí dư sẽ thoát ra, không ảnh hưởng đến độ tinh khiết của kim loại cần điều chế). + Nếu dùng CO thiếu để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao (do sắt có nhiều hóa trị) quá trình phản ứng xảy ra theo từng giai đoạn + Có thể dùng nhiệt để phân hủy một số hợp chất (oxit, muối, …) của các kim loại yếu để điều chế kim loại tự do. 3. Phương pháp điện phân a. Điện phân nóng chảy – Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit). – Phạm vi sử dụng: có thể dùng để điều chế tất cả các kim loại nhưng thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba và Al. b. Điện phân dung dịch – Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó. – Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế các kim loại yếu. Ví dụ: phương pháp điện phân để điều chế kim loại nhôm từ nhôm oxit – PTPƯ: 2Al2O3 → 4Al + 3O2 – Ở catot ( cực âm ): Al3+ + 3e → Al – Ở anot ( cực dương): 2O2- → O2 + 4e – Phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp phổ biến là sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3 Câu 1: Hãy cho biết đâu là nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại? A. Tạo ra sự tác dụng giữa chất chứ ion kim loại với chất khử B. Oxh ion kim loại thành kim loại C. Tạo ra sự tác dụng giữa chất chứ ion kim loại với chất oxh D. Khử ion kim loại thành kim loại => Đáp án đúng D. Câu 2: Trong điều chế kim loại, ion kim loại đóng vai trò là chất gì? A. Nhận electron B. Cho proton C. Bị khử D. Bị oxi hóa => Đáp án đúng C. Câu 3: Hãy chọn trong 4 đáp án dưới đây, đâu là 2 kim loại cùng dãy mà đều có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện? A. Ag và Cu B. Fe và Mg C. Mg và Cu D. S và K => Đáp án đúng A. Câu 4: Cho 4 kim loại sau, hãy chọn kim loại có thể điều chế bằng phương pháp thủy luyện? A. Fe B. Cu C. Ag D. Cả ba đáp án trên => Đáp án đúng D. 08:30:3902/11/2021 Trong tự nhiên chỉ có một số ít kim loại như vàng, palatin,... tồn tại ở dạng tự do, hầu hết các kim loại còn lại đều tồn tại ở dạng hợp chất. Trong kim loại kim loại tồn tại dưới dạng ion dương Mn+. Vậy làm sao để điều chế kim loại, bài viết này sẽ giúp các em biết nguyên tắc điều chế kim loại? cách điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện, thủy luyện và điện phân (điện phân nóng chảy và điện phân dung dịch). I. Nguyên tắc điều chế kim loại • Nguyên tắc để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử: Mn+ + ne → M II. Phương pháp điều chế kim loại Tùy thuộc vào độ hoạt động hóa học của kim loại mà người ta chọn phương pháp điều chế phù hợp. Dưới đây là các phương pháp điều chế kim loại thường được sử dụng. 1. Điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện - Được sử dụng để điều chế các kim loại có mức hoạt động trung bình (Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb) - Phương pháp này sẽ khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2, Al hoặc các kim loại hoạt động. * Ví dụ: Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 - Phương pháp này được dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử hay được sử dụng là cacbon. 2. Điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện - Được sử dụng để điều chế các kim loại có mức hoạt động trung bình và yếu (như: Cu, Hg, Ag, Pt, Au) - Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN,... 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 kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,... * Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu 3. Điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân a) Điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân nóng chảy - Được sử dụng để điều chế các kim loại có mức độ hoạt động mạnh (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al) - Là phương pháp dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit) * Ví dụ: Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg Ở catot (cực âm): Mg2+ + 2e → Mg Ở anot (cực dương): 2Cl- → Cl2↑ + 2e MgCl2 Mg + Cl2↑ b) Điều chế kim loại bằng phương pháp điện phân dung dịch - Được sử dụng để điều chế các kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu - Là phương pháp dùng dòng điện một chiều để khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó. * 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 CuCl2 Cu + Cl2
c) Công thức 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: , trong đó 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 = 96500). Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về cách điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện, thủy luyện và điện phân. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công. |
