1. Phương pháp nhiệt luyện
Nguyên tắc: Khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2 hoặc các kim loại hoạt động.
Phạm vi áp dụng: Sản xuất các kim loại cĩ tính khưt trung bình (Zn, FE, Sn, Pb,…) trong cơng
nghiệp.
Thí dụ:
PbO + H2 t0 Pb + H2O Fe3O4 + 4CO t0 3Fe + 4CO2
Fe2O3 + 2Al t0 2Fe + Al2O3
2. Phương pháp thuỷ luyện
Nguyên tắc: Dùng những dung dịch thích hợp như: H2SO4, NaOH, NaCN,… để hồ tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần khơng tan cĩ ở trong quặng. Sau đĩ khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại cĩ tính khử mạnh như Fe, Zn,…
Thí dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓
Phạm vi áp dụng: Thường sử dụng để điều chế các kim loại cĩ tính khử yếu.
3. Phương pháp điện phân
a. Điện phân hợp chất nĩng chảy
Nguyên tắc: Khử các ion kim loại bằng dịng điện bằng cách điện phân nĩng chảy hợp chất của kim loại.
Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại hoạt động hố học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al.
Thí dụ 1: Điện phân Al2O3 nĩng chảy để điều chế Al.
K (-) Al2O3 A (+)
Al3+ O2-
Al3+ + 3e Al 2O2- O2 + 4e
2Al2O3 đpnc 4Al + 3O2•
Thí dụ 2: Điện phân MgCl2 nĩng chảy để điều chế Mg.
K (-) A (+)
Mg2+ Cl-
Mg2+ + 2e Mg 2Cl- Cl2• + 2e
MgCl2
MgCl2 đpnc Mg + Cl2•
b. Điện phân dung dịch
Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối của kim loại.
Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại cĩ độ hoạt động hố học trung bình hoặc yếu.
Thí dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế kim loại Cu.
K (-) A (+) Cu2+, H2O Cl-, H2O Cu2+ + 2e Cu 2Cl- Cl2• + 2e CuCl2 (H2O) CuCl2 đpdd Cu + Cl2•
c. Tính lượng chất thu được ở các điện cực
Dựa vào cơng thức Farađây: m =
nF AIt
, trong đĩ: m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (g).
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 dịng điện (ampe)
t: Thời gian điện phân (giấy) F: Hằng số Farađây (F = 96.500).
BÀI TẬP
1: Vị trí của nguyên tử M (Z = 26) trong bảng hệ thống tuần hồn là
A. ơ 26, chu kì 4, nhĩm VIIIB . B. ơ 26, chu kì 4, nhĩm VIIIA . C. ơ 26, chu kì 4, nhĩm IIB . D. ơ 26, chu kì 4, nhĩm IIA . C. ơ 26, chu kì 4, nhĩm IIB . D. ơ 26, chu kì 4, nhĩm IIA .
2: Ion M2+ cĩ cấu hình electron ở lớp ngồi cùng là 3s23p6. Vị trí M trong bảng hệ thống tuần hồn là
A. ơ 20, chu kì 4, nhĩm IIA . B. ơ 20, chu kì 4, nhĩm IIB . C. ơ 18, chu kì 3, nhĩm VIIIA . D. ơ 18, chu kì 3, nhĩm VIIIB . C. ơ 18, chu kì 3, nhĩm VIIIA . D. ơ 18, chu kì 3, nhĩm VIIIB . 3: Trong mạng tinh thể kim loại cĩ
A. các nguyên tử kim loại. B. các electron tự do.
C. các ion dương kim loại và các electron tự do. D. ion âm phi kim và ion dương kim loại. 4: Cho cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6. Dãy gồm các nguyên tử và ion cĩ cấu hình electron trên là