Để khử các ion kim loại trong hợp chất, ta cĩ các phương pháp phổ biến sau
1. Phương pháp thủy luyện
Dùng kim loại tự do cĩ tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại khác trong dung dịch muối. Phương pháp naỳ được áp dụng trong phịng thí nghiệm để điều chế những kim loại cĩ tính khử yếu. Thí dụ: - Zn khử Cu2+ thành Cu: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
- Cu khử Ag+ thành Ag: Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag. 102
2. Phương pháp nhiệt luyện
Dùng chất khử như CO, H2, C hoặc kim loại (Al) để khử ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao. Phương pháp này được ap1 dụng để sản xuất kim loại trong cơng nghiệp :
CuO + H2 = Cu + H2O Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Bằng phương pháp này, người ta cĩ thể điều chế được những kim loại cĩ tính khử yếu và trung bình (kim loại đứng sau Al)
3. Phương pháp điện phân
Dùng dịng điện 1 chiều trên catơt (cực âm) để khử ion kim loại trong hợp chất. Bằng phương pháp điện phân, người ta cĩ thể điều chế được hầu hết các kim loại.
Điều chế những kim loại cĩ tính khử mạnh (từ Li đến Al), người ta điện phân hợp chất nĩng chảy của chúng (muối, kiềm, oxit). Thí dụ, điều chế kim loại Na bằng cách điện phân NaCl nĩng chảy . Ở catot (K) xảy ra sự khử ion Na+ thành Na. Ở anơt (A) xảy ra sự oxi hĩa ion Cl- thành Cl. Kết quả ta thu được kim loại Na ở ngăn âm cực của bình điện phân.
Sơ đồ điện phân:
Phương trình điện phân
Để điều chế những kim loại cĩ tính khử trung bình và khử yếu, người ta điện phân dung dịch muối của chúng trong nước. Thí dụ, điều chế Cu bằng cách điện phân dung dịch muối CuCl2. Trên bề mặt catơt cĩ Cu2+ và H2O, ở đây xảy ra sự khử Cu2+ thành Cu (bám trên bề mặt catơt). Trên bề mặt catơt cĩ Cl- và H2O, ở đây xảy ra sự oxi hĩa Cl-
thành Cl. 103
Sơ đồ điện phân dung dịch CuCl2
Phương trình điện phân dung dịch CuCl2:
Bằng phương pháp điện phân, ta cĩ thể điều chế được những kim loại cĩ độ tinh khiết rất cao (99,999%), dùng chế tạo các chất bán dẫn trong kĩ thuật điện tử.
BÀI TẬP
1. Hãy cho biết nguyên tắc và những phương pháp thường dùng để điều chế kim loại. Các phương pháp đĩ cĩ đặc điểm gì chung và riêng?
2. Bằng những phương pháp nào người ta cĩ thể điều chế Ag từ dung dịch bạc nitrat, Mg từ dung dịch magie clorua? Minh họa bằng các phương trình hĩa học
3. Từ những hợp chất Cu(OH)2, MgO, FeS2, hãy lựa chọn những phương pháp nào thích hợp nhất để điều chế những kim loại tương ứng. Minh họa bằng các phương trình hĩa học
4. Điện phân dung dịch CuCl2
a) Viết phương trình điện phân đã xảy ra
b) Cho biết vai trị của H2O trong dung dịch CuCl2
c) Cĩ nhận xét gì về nồng độ của dung dịch CuCl2 trong quá trình điện phân.
5. Sau 1 thời gian điện phân 200ml dung dịch CuCl2, người ta thu được 1,12l khí (đktc) ở anơt. Ngâm 1 đinh sắt sạch trong dung dịch cịn lại sau điện phân. Phản ứng xong, khối lượng đinh sắt gia tăng 1,2g.
a) Viết phương trình điện phân và phương trình hĩa học
b) Hãy xác định số gam Cu đã điều chế được từ các thí nghiệm nĩi trên?
c) Xác định nồng độ mol/l của dung dịch CuCl2 trước điện phân. 6. a) Cĩ hỗn hợp bột các kim loại bạc và đồng. Bằng phương pháp hĩa học đơn giản nào ta cĩ thể thu được bạc nguyên chất. Giải thích và viết phương trình hĩa học đã dùng
b) Cho 2,8g hỗn hợp bột các kim loại nĩi trên tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, dư, người ta thu được 0,896 lít khí duy nhất là NO2 (đktc). Hãy xác định thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
104
CHƯƠNG VIII
KIM LOẠI CÁC PHÂN NHĨM CHÍNH I, II, IIIBÀI 1 BÀI 1
KIM LOẠI PHÂN NHĨM CHÍNH NHĨM I (KIM LOẠI KIỀM)I - VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI KIỀM TRONG HỆ THỐNG TUẦN I - VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI KIỀM TRONG HỆ THỐNG TUẦN HỒN
Kim loại kiềm là những nguyên tố hĩa học thuộc phân nhĩm chính nhĩm I trong bảng hệ thống tuần hồn. Nhĩm kim loại kiềm cĩ các nguyên tố : liti (Li), natri (Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs) và
franxi (Fr)*. Các nguyên tố này cũng là những nguyên tố đứng đầu mỗi chu kì (trừ hcu kì I).