1. Nguyên tắc: Khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại tự do: Mn+ + ne → M
2. Phương pháp
Điện phân nĩng chảy Thủy luyện
(K Na Ca Mg Al) Zn Fe Ni Sn Pb H2 (Cu Hg Ag Pt, Au
Điện phân dung dịch + Nhiệt luyện
Thủy luyện Nhiệt luyện ĐP nĩng chảy ĐP dung dịch KL cần điều chế Tính khử yếu (sau H) Tính khử TB + yếu (sau Al) Tính khử mạnh (Kiềm, kiềm thổ, Al) Tính khử TB + yếu (sau Al) Vai trị khử KL cĩ tính khử mạnh (trừ kiềm, kiềm thổ) C, CO, CO2, H2, Mg, Al.
Dịng điện 1 chiều Dịng điện 1 chiều
Nguyên liệu Dung dịch muối Oxit kim loại - MCl hay MOH - MCl2
- Al2O3
Dung dịch muối
- Catot (+): quá trình khử ion KL cĩ tính oxi hĩa mạnh trước.
- Anot (-): quá trình oxi hĩa Br- > Cl- > H2O
Ví dụ Fe + CuSO4 →
FeSO4 +Cu Fe2O3 + 3CO →t0
2Fe + 3CO2 C (-) A (+) 2MCl →dpnc 2M+Cl2 MCl2 →dpnc M+Cl2 2Al2O3 →dpnc 4Al +3O2 C (-) A (+) CuCl2 →dpdd Cu + Cl2 2CuSO4 + 2H2O →dpdd 2Cu + 2H2SO4 + O2 2Cu(NO3)2+2H2O →dpdd 2Cu + 4HNO3 + O2
+ Phương pháp điện phân:
* Điện phân nĩng chảy: (Điều chế kim loại mạnh LiAl)
Ion dương di chuyển về cực âm (Catot) để nhận e (quá trình khử) Ion âm di chuyển về cực dương (Anot) để nhường e (quá trình oxi hĩa)
Ví dụ: Điện phân nĩng chảy NaCl
Catot(-) NaCl Anot (+) Na+ Cl- Na+ + 1e Na 2Cl- - 2e Cl2 Ptđp: 2NaCl 2Na + Cl2
* Điện phân dung dịch: (Điều chế kim loại sau Al)
+ Thứ tự ưu tiên ở catot (-):
Ưu tiên 1: Mn+ + ne M (nếu M sau Al)
Ưu tiên 2: 2H2O + 2e H2 + 2OH-
+ Thứ tự ưu tiên ở anot (+):
I- > Br- > Cl- > OH- > H2O > NO3-, SO42-
(Khơng nhường e) 2X- - 2e X2
4OH- - 4e O2 + 2H2O 2H2O - 4e O2 + 4H+
Lưu ý: Một số cách điều chế các kim loại tương ứng
Kim loại IA: đpnc muối clorua hoặc hidroxit Kim loại IIA: đpnc muối clorua
Nhơm (Al): đpnc Al2O3
Kim loại sau Al: Cĩ thể sử dụng 3 phương pháp nhiệt luyện, thủy luyện, điện phân dung dịch
Cơng thức Faraday:
Với: A: nguyên tử khối
I: cường độ dịng điện (A)
t: thời gian (s)
AIt m
nF
n: số e trao đổi
F = 96500 ( hằng số Faraday)
m: khối lượng kim loại giải phĩng
PHẦN I: BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH
I. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠICâu 1. Các ion và nguyên tử nào sau đây đều cĩ cấu hình e là:1s22s22p6?