Đang tải... (xem toàn văn)
- Phương pháp ñiện phân là phương pháp vạn năng, ñược dùng ñể ñiều chế hầu hết các kim loại, từ những kim loại có ñộ hoạt ñộng hóa học cao ñến trung bình và thấp. - Cơ sở của phương phá[r]
(1)http://ebook.here.vn - Thư viện Bài giảng, ðề thi trắc nghiệm Phương pháp ðiều chế kim loại
Biên soạn Hồ Chí Tuấn - ðH Y Hà Nội
ðIỀU CHẾ KIM LOẠI I – NGUYÊN TẮC ðIỀU CHẾ KIM LOẠI
Trong tự nhiên có số kim loại trạng thái tự do, hầu hết kim loại tồn dạng ion hợp chất hóa học Muốn chuyển hóa ion thành kim loại ta thực trình khử ion kim loại:
Mn+ + ne → M
II – MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ðIỀU CHẾ KIM LOẠI
1 Phương pháp thủy luyện
- Phương pháp thủy luyện gọi phương pháp ướt, ñược dùng ñể ñiều chế kim loại có độ hoạt động hóa học thấp Au, Ag, Hg, Cu…
- Cơ sở phương pháp dùng dung dịch thích hợp, dung dịch H2SO4, NaOH,
NaCN…để hịa tan kim loại hợp chất kim loại tách khỏi phần khơng tan có quặng Sau ion kim loại dung dịch ñược khử kim loại có tính khử mạnh hơn, Fe, Zn…
Ví dụ 1:
Người ta điều chế Ag cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí dung dịch NaCN,
rồi lọc ñể thu ñược dung dịch muối phức bạc:
Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
Sau đó, ion Ag+ phức khử kim loại Zn:
Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag
Ví dụ 2:
Vàng lẫn đất đá hịa tan dần dung dịch NaCN với oxi khơng khí, dung dịch muối phức vàng:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Sau đó, ion Au3+ phức ñược khử kim loại Zn:
Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au
2 Phương pháp nhiệt luyện
- Phương pháp nhiệt luyện ñược ứng dụng rộng rãi công nghiệp ñể ñiều chế kim loại có độ hoạt động hóa học trung bình Zn, Cr, Fe, Sn, Pb,…
(2)http://ebook.here.vn - Thư viện Bài giảng, ðề thi trắc nghiệm
chất khử mạnh C, CO, H2 Al, kim loại kiềm kiềm thổ
Ví dụ:
PbO + C Pb + CO
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
WO3 + 3H2 W + 3H2O
TiCl4 + 4Na Ti + 4NaCl
V2O5 + 5Ca 2V + 5CaO
Các phản ứng dùng kim loại kiềm kim loại kiềm thổ làm chất khử phải thực mơi trường khí trơ chân khơng
- Trường hợp quặng sunfua kim loại Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại
thành oxit kim loại Sau khử oxit kim loại chất khử thích hợp Ví dụ với ZnS:
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
ZnO + C Zn + CO
- ðối với kim loại khó nóng chảy Cr, người ta dùng Al làm chất khử (phản ứng nhiệt nhôm) Phản ứng nhiệt nhôm tỏa nhiệt mạnh, lượng nhiệt tạo ñược sử dụng ñể ñun nóng chảy Cr2O3, nhờ
vậy giảm chi phí cho nhiên liệu:
Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3
- ðối với kim loại hoạt ñộng Hg, Ag cần ñốt cháy quặng thu ñược kim loại mà không cần dùng chất khử
HgS + O2 Hg + SO2
3 Phương pháp ñiện phân
- Phương pháp ñiện phân phương pháp vạn năng, ñược dùng ñể ñiều chế hầu hết kim loại, từ kim loại có độ hoạt động hóa học cao ñến trung bình thấp
- Cơ sở phương pháp dùng dịng điện chiều để khử ion kim loại Tác nhân khử cực ( – ) mạnh nhiều lần tác nhân khử chất hóa học
- ðiều chế kim loại có tính khử mạnh Li, Na, K, Al…bằng cách ñiện phân hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy chúng
(3)http://ebook.here.vn - Thư viện Bài giảng, ðề thi trắc nghiệm
- Nguyên liệu NaCl tinh khiết
- Cực dương làm than chì, cực âm thép
- ðiều chế kim loại có tính khử trung bình yếu Zn, Cu, cách ñiện phân dung dịch muối chúng (xem thêm ñiện phân)
Ví dụ: ZnBr2 Zn + Br2