Câu hỏi:Các phương pháp điều chế kim loại?
Lời giải:
NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
Trong tự nhiên chỉ có một số rất ít kim loại ở trạng thái tự do, hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng ion trong các hợp chấthóa học. Muốn chuyển hóa những ion này thành kim loại ta thực hiện quá trình khử ion kim loại:
Mn++ ne → M
Ví dụ: Na++ 1e→ Na
Cu2++ 2e→ Cu
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
1. Phương pháp thủy luyện
- Nguyên tắc: Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó.
- Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế kim loại yếu.
* Ví dụ 1:Người ta điều chế Ag bằng cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lí bằng dung dịch NaCN, rồi lọc để thu được dung dịch muối phức bạc:
Ag2S+ 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
- Sau đó, ion Ag+ trong phức được khử bằng kim loại Zn:
Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na [Zn(CN)4] + 2Ag↓
* Ví dụ 2: Vàng lẫn trong đất đá có thể hòa tan dần trong dung dịch NaCN cùng với oxi của không khí, được dung dịch muối phức của vàng:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
- Sau đó, ion Au3+ trong phức được khử bằng kim loại Zn:
Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na [Zn(CN)4] + 2Au↓
* Lưu ý:Không dùng các kim loại mạnh như Li, Na, k, Ba, Ca để đẩy các ion kim loại yếu hơn. Vì
2. Phương pháp nhiệt luyện
- Nguyên tắc: Dùng chất khử CO, C, Al, H2khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
- Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong công nghiệp với kim loại có tính khử trung bình và yếu (sau Al).
Ví dụ: 3Fe3O4 + 8Al →9Fe + 4Al2O3
Fe2O3+ 3CO→2Fe + 3CO2
* Lưu ý:
- Các phản ứng dùng kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ làm chất khử đều phải thực hiện trong môi trường khí trơ hoặc chân không
- Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại thành oxit kim loại. Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp
Ví dụ với ZnS:
2ZnS + 3O2→ 2ZnO + 2SO2
ZnO + C→ Zn + CO
- Đối với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được kim loại mà không cần dùng chất khử
HgS + O2→Hg + SO2
3. Phương pháp điện phân
- Sự điện phân là quá trình oxi hóa – khử xảy ra ở bề mặt các điện cực khi có dòng điện một chiều đi qua chất điện li nóng chảy hoặc dung dịch chất điện li.
* Lưu ý:Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
- K Ca Na Mg Al Zn Fe ..... Pt Au
điện phân nóng chảy điện phân dung dịch
a. Điện phân chất điện li nóng chảy
- Điều chế được hầu hết các kim loại. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ dùng điều chế các kim loạinhư: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al. Vì phương pháp này tốn kém hơn so với phương pháp điện phân dung dịch.
b. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước
- Điều chế các kim loại trung bình, yếu (sau Al).
Mn+ + ne → M
* Lưu ý:
-Nếu điện phân dung dịch mà có các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+thì nước sẽ tham gia điện phân.
2H2O + 2e → H2+ 2OH–
- Nếu trong dung dịch có nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước.
Ví dụ: Điện phân dung dịch mà catot có chứa các ion Na+, Fe2+, Cu2+, Ag+và Zn2+thì thứ tự điện phân sẽ là
Ag++ 1e → Ag
Cu2++ 2e→ Cu
Fe2++ 2e→ Fe
Zn2++ 2e→ Zn
2H2O + 2e → H2+ 2OH–
- Các ion H+của axit dễ bị khử hơn các ion H+của nước
c. Định luật Faraday
Khối lượng chất giải phóng ở mỗi điện cực tỉ lệ với điện lượng đi qua dung dịch và đương lượng của chất
Trong đó:
- m: khối lượng chất giải phóng ở điện cực (gam)
- 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 dòng điện (A)
- t: thời gian điện phân (s)
- F: hằng số Faraday là điện tích của 1 mol electron hay điện lượng cần thiết để 1 mol electron chuyển dời trong mạch ở catot hoặc ở anot
(F = 1,602.10-19.6,022.1023≈ 96500 C.mol-1)
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là gì? Có bao nhiêu phương pháp điều chế kim loại kiềm, kim loại hoạt động mạnh trong hóa học. Những câu hỏi này sẽ được thuvienhoidap.net giải thích chi tiết trong bài viết thuộc chủ đề hóa học này. hãy tham khảo ngay với thuvienhoidap nhé !
Video hướng dẫn nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là gì ?
Nguyên tắc điều chế kim loại chung
Dưới đây là hướng dẫn nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại :
- Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là : Trong tự nhiên, chỉ có một số ít kim loại như vàng, platin… tồn tại ở dạng tự do, hầu hết các kim loại còn lại đều tồn tại ở dạng hợp chất. Trong hợp chất, kim loại tồn tại dưới dạng ion dương Mn+
- Vì vậy, muốn điều chế kim loại ta phải khử ion kim loại thành nguyên tử.
Nên nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử.
- Phương trình phản ứng tổng quát: Mn+ + ne -> M
- Nói một cách đơn giản là ta phải tách các hợp chất mà kim loại đó có thành nguyên tử kim loại độc lập.
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại kiềm là gì? và phương pháp điều chế kim loại kiềm là gì ?
Vì sao phải điều chế kim loại : Vì các kim loại kiềm là một trong những chất khử mạnh nhất, nên việc điều chế kim loại kiềm ở dạng tinh khiết thì nguyên tắc chung để điều chế bất kỳ kim loại kiềm nào là sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy. Có nghĩa là sử dụng một dòng điện mạnh để khử hợp chất và thu được kim loại kiềm nguyên chất.
Các phương pháp điều chế kim loại
Có bạn thắc mắc có mấy phương pháp điều chế kim loại câu trả lời bên dưới nhé : Tùy thuộc vào độ hoạt động hóa học của kim loại mà người ta chọn phương pháp điều chế phù hợp, cụ thể gồm
a – Phương pháp nhiệt luyện
Những kim loại có độ hoạt động trung bình trong dãy điện hóa kim loại như Kẽm (Zn), Sắt (Fe), Thiếc ( Sn), Pb ( Chì ) … thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện, nghĩa là khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như Cacbon ( C ), CO, Hidro (H2) hoặc các kim loại hoạt động mạnh hơn.
Ví dụ 1: cách điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
ZnO + C → 2Zn + CO2
2ZnO + 2CO → 2Zn + 2CO2
PbO + H2 → Pb + H2O
Ví dụ 2: Cách điều chế Cu từ hợp chất Cu(OH)2
Phương trình phản ứng: Cu(OH)2 + H2 → Cu + 2H2O
Phương pháp nhiệt luyện được dùng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử thường được sử dụng trong công nghiệp là cacbon ( C ).
b – Phương pháp thủy luyện
Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCl… để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh như Sắt (Fe), Kẽm (Zn)…
Ví dụ cách điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Phương trình ion: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
c – Phương pháp điện phân dung dịch dùng để điều chế kim loại
Phương pháp điện phân có 2 cách gồm:
Điện phân hợp chất nóng chảy
Những kim loại hoạt động hóa học mạnh như Kali (K), Natri (Na), Canxi(Ca), Magie(Mg), Nhôm (Al) được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy các hợp chất của kim loại, nghĩa là khử ion kim loại bằng dòng điện.
Ví dụ 1: phương pháp điện phân để điều chế kim loại nhôm từ nhôm oxit
PTPƯ: 2Al2O3 → 4Al + 3O2
Ở catot ( cực âm ): Al3+ + 3e → Al
Ở anot ( cực dương): 2O2- → O2 + 4e
Phương pháp sản xuất nhôm trong công nghiệp phổ biến là sử dụng phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3
Ví dụ 2: Cách điều chế kim loại Mg bằng điện phân nóng chảy
PTPƯ: MgCl2 → Mg + Cl2
Ở catot: Mg2+ + 2e → Mg
Ở anot: 2Cl– → Cl2 + 2e
Ví dụ 3: Cách điều chế Canxi (Ca) từ hợp chất CaCO3
PTPƯ: 2CaCO3 → 2Ca + 3CO2
Ví dụ 4: Cách điều chế Mg từ MgO
PTPƯ: 2MgO → 2Mg + O2
Điện phân dung dịch
Chúng ta cũng có thể điều chế nhiều kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu bằng phương pháp điện phân dung dịch muối của chúng.
Ví dụ: Cách điều chế kim loại Đồng (Cu) bằng cách điện phân dung dịch CuCl2
PTPƯ: CuCl2 → Cu +Cl2
Ở catot: Cu2+ + 2e → Cu
Ở anot: 2Cl– → Cl2 + 2e
c – Cách tính lượng chất thu được ở các điện cực bằng phương pháp điện phân
Dựa theo công thức biểu diễn định luật Faraday, có thể xác định được khối lượng các chất thu được ở điện cực bằng công thức:
m = AIt / nF
Trong đó:
- m: Là khối lượng chất thu được ở điện cực ( đơn vị là gram)
- A: Là khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực.
- I: Là cường độ dòng điện ( đơn vị là ampe).
- t: Là thời gian điện phân ( tính bằng giây).
- n: Là số Electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.
- F: Là hằng số Faraday, F = 96500
Kết luận: Đây là đáp án cho câu hỏi nguyên tắc điều chế kim loại là gì chi tiết và chính xác nhất.
Từ khóa tìm kiếm : tại sao phải điều chế kim loại,nguyên tắc chung điều chế kim loại,nguyên tắc chung dùng để điều chế kim loại là,nguyên tắc để điều chế kim loại là,nguyên tắc chung của điều chế kim loại,phương pháp có thể điều chế được hầu hết các kim loại là,nguyên tắc chung điều chế kim loại là,nguyên tắc chung để điều chế kim loại là:,nguyên tắc chung để điều chế các kim loại là,dđiều chế kim loại,co thường được dùng trong việc điều chế kim loại,nguyên tắc điều chế kim loại kiềm,nguyên tắc chung của điều chế kim loại là,phương pháp điều chế kim loại là,nguyên tắc chung để điều chế kim loại:,dieu che kim loai,phương pháp chung để điều chế kim loại kiềm là,nguyen tac dieu che kim loai,nguyên tắc chung để điều chế kim loại: *,”nguyên tắc chung để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử,kim loại”,điều chế kim loại để làm gì,nguyên tắc chung dùng để điều chế kim loại
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là gì? Có bao nhiêu phương pháp điều chế kim loại kiềm, kim loại hoạt động mạnh trong hóa học. Những câu hỏi này sẽ được thuvienhoidap.net giải thích chi tiết trong bài viết thuộc chủ đề hóa học này. hãy tham khảo ngay với thuvienhoidap nhé ! Video hướng dẫn nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là gì ? Nguyên tắc điều chế kim loại chung Dưới đây là hướng dẫn nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại : Nguyên tắc chung để điều…
Nguyên tắc điều chế kim loại là gì?
Nguyên tắc điều chế kim loại là gì?
Hướng dẫn oke ạ !