Điều chế kim loại hóa 12

Bµi 21 11/10/16 Bài 21 ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I NGUN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KL Phương pháp thủy luyện Phương pháp nhiệt luyện Phương pháp điện phân III ĐỊNH LUẬT FARADAY Trong tự nhiên, đa số kim loại tồn tự nhiên dạng hợp chất, số kim loại vàng, platin,… tồn trạng thái tự Những khống vật đất đá chứa hợp chất kim loại gọi quặng 11/10/16 11/10/16 Khoáng vật Florit (CaF2) Quặng sắt tự nhiên CuFeS2 11/10/16 Pyrit sắt (FeS2) I I Nguyê Nguyênn tắ tắcc điề điềuu chế chế kim kim loạ loạii Khử ion kim loại thành kim loại tự Mn+ 11/10/16 + ne M Nếu không sắt 11/10/16 11/10/16 Nếu không Al 11/10/16 10 Câu 6: Để khử hồn tồn 30 gam hỗn hợp (X) gồm CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, MgO cần dùng 5,6 lít khí CO (ở đktc) Khối lượng chất rắn (Y) sau phản ứng là: X + CO → Y + CO2 Theo ptpư: nCO = nCO2 = 0,25(mol) Áp dụng ĐLBTKL : mX + mCO = mY + mCO2 m Y= 30 + 0,25.28 – 0,25.44 = 26(g) 11/10/16 22 Câu 7: Khử hồn tồn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 2,24 lít H2 (ở đktc) Khối lượng sắt thu là: A 5,6 gam C 16,0 gam 11/10/16 B 6,72 gam D 8,0 gam 23 Câu 7: Khử hồn tồn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 2,24 lít H2 (ở đktc) Khối lượng sắt thu là? X + H2 → Y + H2O Theo ptpư: nH2O = nH2 = 0,1(mol) Áp dụng ĐLBTKL : mX + mH2 = mY + mH2O 11/10/16 mY= 17,6 + 0,1.2 – 0,1.18 = 16(g) 24 Câu 8: Cho luồng khí CO (dư) qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO Al2O3 nung nóng đến phản ứng hồn tồn, thu 8,3 gam chất rắn Khối lượng CuO có hỗn hợp ban đầu A 0,8 gam B 8,3 gam C 2,0 gam D 4,0 gam Giải: Gọi số mol CuO Al2O3 x y Ta có : 80 x + 102y = 9,1 (*) 64x + 102y = 8,3 (**) Từ (*) (**) => x= 0,05(mol) y = 0,05(mol) => mCuO = 0,05*80 = 4(g) 11/10/16 25 Câu Cho dòng khí CO dư qua hỗn hợp (X) chứa 31,9 gam gồm Al2O3, ZnO, FeO CaO thu 28,7 gam hỗn hợp chất rắn (Y) Cho tồn hỗn hợp chất rắn (Y) tác dụng với dung dịch HCl dư thu V lít H2 (đkc) Giá trị V A 5,60 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 2,24 lít Giải: Khối lượng Oxi oxit = 31,9 – 28,7 = 3,2(g) => nO = 0,2(mol) nO = nH2 = 0,2 => VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 (l) 11/10/16 26 II Phương pháp điều chế kim loại 3 Phương Phương pháp pháp điện điện phân phân a Ngun tắc: dùng dòng điện chiều catot để khử ion dương kim loại hợp chất b Mục đích: điều chế hầu hết kim loại 11/10/16 27 3.1/ Điện phân nóng chảy Điện phân nóng chảy muối halogenua(RCln), riêng Al điện phân nóng chảy oxit(Al2O3) Dùng để điều chế kim loại mạnh (từ Al trở trước) Sơ đồ điện phân Catot (-) Khử Mn+ M n+ + ne 11/10/16 M Dung dịch điện li Dòng điện Anot (+) Oxi hoá X- O2_ 2X-  X2 + 2e Hoặc 2O2-  O2 + 4e 28 VD1: Điện phân nóng chảy NaCl Sơ đồ điện phân Na+, Cl- Catot (-) Dòng điện Khử Na+ 2Na+ + 2.1e Oxi hoá Cl2Cl-  Cl2 + 2e  2Na Phương trình: 2NaCl 11/10/16 Anot (+)  → dpnc 2Na + Cl2 29 VD2: Điện phân nóng chảy Al2O3 Sơ đồ điện phân Al3+, O2- Catot (-) Anot (+) Dòng điện Khử Al3+ 4Al3+ + 4.3e Oxi hoá O2- Phương trình: 2Al2O3 11/10/16 3.2O2-  3O2 + 3.4e  4Al  → dpnc 4Al + 3O2  Lưu ý: Anot than chì bị oxi hóa oxi sinh ra: C + O2 → CO2 C + CO2 → 2CO ⇒ hỗn hợp khí gồm: CO, CO2, O2 dư ⇒ Dùng pp đường chéo 30 3.2/ Điện phân dung dịch Dùng để điều chế kim loại sau Al Qui tắc điện phân dung dịch Muối, H2O Catot (-) Dòng điện Khử Mn+ H2O Sau Al3+ : Mn+ + ne Oxi hoá gốc axit H2O M Từ Al trước : 3+ 2H2O + 2e 11/10/16  2OH- Anot (+) + H2 Halogenua : 2X-  X2 + 2e Gốc có oxi : NO3-, SO42- 2H2O  O2 + 4H+ + 4e 31 VD1: Điện phân dung dịch CuSO4 Catot (-) H2O, Cu2+, SO42Dòng điện Anot (+) Cu2+, H2O SO42-, H2O Khử Cu2+ Oxi hoá H2O 2Cu2+ + 2.2e  2Cu * Phương trình 2CuSO4 + 2H2O 11/10/16 2H2O  O2 + 4H+ + 4e dp dd 2Cu + O2 + 2H2SO4 32 VD2: Điện phân dung dịch CuCl2 Catot (-) H2O, Cu2+, Cl- Anot (+) Dòng điện Cu2+, H2O Cl-, H2O Khử Cu2+ Oxi hoá Cl- Cu2+ + 2e  Cu * Phương trình 11/10/16 2Cl-  Cl2 + 2e CuCl2 dp dd Cu + Cl2 33 III III Đònh Đònh luậ luậtt Faraday Faraday BiĨu thøc: Trong ®ã: m : A: n: I : t : F: m = A.I t n.F lµ khèi lư­ỵng cđa chÊt thu ®ư­ỵc ë ®iƯn cùc, tÝnh b»ng (g) lµ khèi l­ưỵng mol nguyªn tư cđa chÊt thu ®ư­ỵc ë ®iƯn cùc lµ sè electron mµ nguyªn tư hc ion nh­ưêng hc nhËn lµ cư­êng ®é dßng ®iƯn ®ư­ỵc tÝnh b»ng ampe (A) lµ thêi gian ®iƯn ph©n ®ư­ỵc tÝnh b»ng gi©y (s) lµ h»ng sè faraday( = 96500 Culong/mol) Bµi to¸n vÝ dơ: TÝnh khèi l­ượng cđa Cu thu ®­ược ë catot sau thêi gian ®iƯn ph©n 48 15 gi©y dung dÞch CuCl2 víi c­ường ®é dßng ®iƯn lµ 5(A) (BiÕt nguyªn tư khèi cđa Cu lµ 64 ) m = 11/10/16 64.5 2895 2.96500 m = 4,8 gam 34 Câu 10: Những kim loại sau có điều kiện phương pháp đpnc Al, Zn, Cu, Fe, Ag, K, Ba, Mg A B C D Câu 11: Những kim loại sau đ/c pp điện phân dung dịch? Zn, Fe,Ca, Ba, Al, Ag, Cu, Pb A 11/10/16 B C D 35 TĨM TĨM LẠI LẠI 11/10/16 36 [...]... phápp điề điềuu chế chế kim kim loạ loạii 1 1 Phương Phương phá phápp thuỷ thuỷ luyệ luyệnn a.Ngun tắc: dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion dương kim loại khác trong dung dịch muối b.Mục đích: điều chế các kim loại có tính khử yếu(từ Cu → sau) VD: Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag 11/10/16 11 II Phương pháp điều chế kim loại 1 Phương pháp thuỷ luyện A khác kim loại kiềm(Na,... 11/10/16 1 H2SO4 2 NaOH 3 NaCN… A Bb+ B A>B A + H2O > 12 II Phương pháp điều chế kim loại 1 Phương pháp thuỷ luyện Câu 1.Trường hợp nào sau đây kim loại được điều chế bằng phương pháp thuỷ luyện ? Cu + FeCl3 Zn + AgNO3 Na + CuSO4 Cu + AgCl 11/10/16 13 II Phương pháp điều chế kim loại 1 Phương pháp thuỷ luyện Câu 2 Bao nhiêu kim loại sau đây có thể điều chế bằng phương pháp thủy luyện Na, Zn, Al, Fe, Cu,... pháp điều chế kim loại 2 Phương pháp nhiệt luyện a.Ngun tắc: Dùng chất khử C, CO, H2, NH3, hoặc kim loại mạnh (Al,Na,…) để khử ion dương kim loại trong hợp chất oxit ở nhiệt độ cao b.Mục đích: điều chế các kim loại có tính khử trung bình và yếu (kim loại sau Al) t  → VD: CuO + H2 Cu + H2O o Fe3O4 + 4CO 11/10/16 to  → 4CO2 + 3Fe 17  Phản ứng nhiệt nhơm: Là phản ứng giữa nhơm và oxit của kim loại. .. 4,48 (l) 11/10/16 26 II Phương pháp điều chế kim loại 3 3 Phương Phương pháp pháp điện điện phân phân a Ngun tắc: dùng dòng điện 1 chiều trên catot để khử ion dương kim loại trong hợp chất b Mục đích: điều chế hầu hết các kim loại 11/10/16 27 3.1/ Điện phân nóng chảy Điện phân nóng chảy muối halogenua(RCln), riêng Al điện phân nóng chảy oxit(Al2O3) Dùng để điều chế kim loại mạnh (từ Al trở về trước) Sơ... phương pháp thủy luyện Na, Zn, Al, Fe, Cu, Ba, Ca, Ag, Au 2 3 4 5 11/10/16 14 II Phương pháp điều chế kim loại 1 Phương pháp thuỷ luyện Câu 3 Dùng dung dịch nào sau đây để tách Ag ra khỏi hỗn hợp Ag, Cu, Fe? Dung dịch HCl Dung dịch CuSO4 Dung dịch Fe(NO3)3 Dung dịch ZnSO4 11/10/16 15 II Phương pháp điều chế kim loại 1 Phương pháp thuỷ luyện Câu 4 Dùng một dung dịch nào sau đây để tách Ag ra khỏi hỗn hợp... Fe CO2 Y + Cu H 2 O Zn  Pb BTKL: mX = mY + mO(X) nO(X) = n(H2, CO)pư = n(H2O, CO2)sinh ra Khối lượng chất rắn X giảm bằng khối lượng oxi(X) 19 II II Phương Phương phá phápp điề điềuu chế chế kim kim loạ loạii 2 Phương pháp nhiệt luyện Câu 5 Thổi luồng khí CO dư qua ống sứ đựng CuO, MgO, Al2O3, FeO, Fe3O4 thu được chất rắn gồm : Cu , Mg, Fe, Al Cu, MgO, Al2O3, Fe Cu, Mg, Al2O3, Fe Cu, MgO,... Oxi hoá O2- Phương trình: 2Al2O3 11/10/16 3.2O2-  3O2 + 3.4e  4Al  → dpnc 4Al + 3O2  Lưu ý: Anot bằng than chì sẽ bị oxi hóa bởi oxi sinh ra: C + O2 → CO2 C + CO2 → 2CO ⇒ hỗn hợp khí gồm: CO, CO2, O2 dư ⇒ Dùng pp đường chéo 30 3.2/ Điện phân dung dịch Dùng để điều chế kim loại sau Al Qui tắc điện phân dung dịch Muối, H2O Catot (-) Dòng điện Khử Mn+ hoặc H2O Sau Al3+ : Mn+ + ne Oxi hoá gốc axit hoặc... dÞch CuCl2 víi c­ường ®é dßng ®iƯn lµ 5(A) (BiÕt nguyªn tư khèi cđa Cu lµ 64 ) m = 11/10/16 64.5 2895 2.96500 m = 4,8 gam 34 Câu 10: Những kim loại nào sau đây có thể có điều kiện bằng phương pháp đpnc Al, Zn, Cu, Fe, Ag, K, Ba, Mg A 2 B 4 C 3 D 5 Câu 11: Những kim loại nào sau đây có thể đ/c bằng pp điện phân dung dịch? Zn, Fe,Ca, Ba, Al, Ag, Cu, Pb A 3 11/10/16 B 4 C 5 D 6 35 TĨM TĨM LẠI LẠI 11/10/16