Hóa 12 đại cương kim loại
Trang 1ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
I – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
Khử ion kim loại thành kim loại
Mn+ + ne → M
II – MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
1 Phương pháp thủy luyện
- Nguyên tắc: ùng 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
Trang 2- Nguyên tắc: dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao
- Phạm vi sử dụng: thường dùng trong công nghiệp với kim loại sau Al
Ví dụ:
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
WO3 + 3H2 W + 3H2O TiCl4 + 4Na Ti + 4NaCl
V2O5 + 5Ca 2V + 5CaO Các phản ứng dùng kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ làm chất khử đều phải thực hiện trong
môi trường khí trơ hoặc chân không
- Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại
thành oxit kim loại Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp Ví dụ với ZnS:
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
- Đối với kim loại khó nóng chảy như Cr, người ta dùng Al làm chất khử (phản ứng nhiệt nhôm)
Phản ứng nhiệt nhôm tỏa nhiệt mạnh, lượng nhiệt tạo ra được sử dụng để đun nóng chảy Cr2O3,
nhờ vậy giảm được chi phí cho nhiên liệu:
Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3
- Đối với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được kim
loại mà không cần dùng chất khử
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)
Trang 3- 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: ZnBr2 Zn + Br2
2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 2H2SO4 + O2
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1 :Muốn điều chế Pb theo phương pháp thủy luyện người ta cho kim lọai nào vào dung dịch
Pb(NO3)2 :
A.Na B.Cu C.Fe D.Ca
Câu 2:Trong qúa trình điện phân CaCl2 nóng chảy, ở catot xảy ra phản ứng :
A.oxi hóa ion Cl- B khử ion Cl-
C.oxi hóa ion Ca2+ D khử ion Ca2+
Câu 3:Khi cho luồng khí hidro (có dư) đi qua ống nghiệm chứa Al2O3, Fe2O3, CuO, MgO nung
nóng đến khi phản ứng xảy ra hòan tòan Chất rắn còn lại trong ống nghiệm bao gồm
A.Al2O3, Fe2O3, CuO, Mg B.Al2O3, Fe, Cu, MgO
Câu 4:Phương pháp thủy luyện là phương pháp dùng kim lọai có tính khử mạnh để khử ion kim
lọai khác trong hợp chất ở dạng:
Câu 5:Điện phân dung dịch chứa muối nào sau đây sẽ điều chế được kim lọai tương ứng
A.NaCl; B.CaCl2 C.AgNO3 (đ/c trơ) D.AlCl3
Câu 6: Có thể điều chế Ca bằng các phương pháp nào
A Dùng Na đẩy Ca khỏi CaCl2 nóng chảy
B Dùng CO ( hoặc H2 ) khử CaO ở nhiệt độ rất cao
C Nhiệt phân CaO ở nhiệt độ rất cao
D Điện phân nóng chảy CaCl2
Câu 7:Để điều chế kim loại người ta thực hiện :
A quá trình oxi hóa kim loại trong hợp chất
B quá trình khử kim loại trong hợp chất
C quá trình khử ion kim loại trong hợp chất
D quá trình oxi hóa ion kim loại trong h/chất
Câu 8: Trong trường hợp nào sau đây ion Na+ bị khử thành Na
A Điện phân dung dịch NaOH B Điện phân dung dịch Na2SO4
C Điện phân NaOH nóng chảy D Điện phân dung dịch NaCl
Câu 9:Những kim loại nào sau đây có thể điều chế được từ oxit bằng phương pháp nhiệt luyện
nhờ chất khử CO?
Trang 4C Fe, Mn, Ni D Ni, Cu, Ca
Câu 10: Khi cho luồng khí hidro (có dư) đi qua ống nghiệm chứa Al2O3, FeO, CuO, MgO nung
nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Chất rắn còn lại trong ống nghiệm gồm:
A Al2O3, FeO, CuO, MgO B Al2O3, Fe, Cu, MgO
ĐÁP ÁN