Tài liệu Điều chế kim loại sau đây bao gồm những nội dung về nguyên tắc điều chế kim loại, các phương pháp điều chế kim loại như phương pháp nhiệt luyện, phương pháp thủy luyện, phương pháp điện phân. Mời các bạn tham khảo tài liệu để bổ sung thêm kiến thức về lĩnh vực này.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Tài liệu Điều chế kim loại
- ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
I. Nguyên tắc điều chế kim loại
Trong thiên 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 M n+.
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. Các phương pháp điều chế kim loại
1. Phương pháp nhiệt luyện
Những kim loại có độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb 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 thông thường như C,
CO, H2.
to
Thí dụ : PbO + H2 Pb + H2O
to
Fe2O3 + 3CO 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 thuỷ luyện
Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung môi thích hợp như dung dịch H 2SO4, NaOH, NaCN,...
để hoà 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 bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn, ...
Thí dụ : Dùng Fe để khử ion Cu2+ trong dung dịch muối đồng.
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu
Hoặc dùng Zn để khử ion Ag+ trong dung dịch muối bạc.
Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag
Zn + 2Ag+ Zn2+ +2Ag
3. Phương pháp điện phân
a) Điện phân hợp chất nóng chảy
Những kim loại có độ hoạt động mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al được điều chế bằng phương pháp điện
phân nóng chảy, nghĩa là khử ion kim loại bằng dòng điện.
Thí dụ 1 : Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al.
Ở catot (cực âm) : Al3+ + 3e Al
-1-
- Ở anôt (cực dương) : 2O2- O2 + 4e
®pnc
2Al 2O3
4Al + 3O2
Điện phân Al2O3 nóng chảy là phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp.
Thí dụ 2 : Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg.
Ở catot : Mg2+ + 2e Mg
Ở anot : 2Cl- Cl2 + 2e
®pnc
MgCl 2
Mg + Cl 2
b) Điện phân dung dịch
Cũng có thể điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình hoặc yếu bằng cách điện phân dung dịch
muối của chúng.
Thí dụ : Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế Cu.
Ở catot : Cu2+ + 2e Cu
Ở anot : 2Cl- Cl2 + 2e
®pdd
CuCl 2 Cu + Cl 2
c) Tính lượng chất thu được ở các điện cực
Dựa vào công thức biểu diễn định luật Farađây ta có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở
điện cực :
AIt
m= trong đó m : Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam)
96500n
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)
Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn
-2-
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
