Tổng hợp lý thuyết điều chế kim loại là gì? nguyên tắc phương pháp và lý thuyết chung hóa học lớp 12


Điều chế kim loại là gì? Nguyên tắc, phương pháp và lý thuyết chung

I – Nguyên tắc điều chế kim loại chung

♦  Khử ion kim loại thành nguyên tử.

Mn+  +  ne → M

II – Các phương pháp điều chế kim loại

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 có tính khử  trung bình (Zn, FE, Sn, Pb,…) trong công nghiệp.

2. Phương pháp thuỷ luyện 

♦  Nguyên tắc: Dùng những dung dịch thích hợp như: H2SO4, NaOH, NaCN,… để hoà tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có ở trong  quặng. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại có 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 có tính khử yếu.

3. Phương pháp điện phân  

a. Điện phân hợp chất nóng chảy

♦  Nguyên tắc: Khử các ion kim loại bằng dòng điện bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại.

♦  Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al.

Thí dụ 1: Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al.

$begin{array}  {} Kleft( – right) leftarrow A{{l}_{2}}{{O}_{3}} to Aleft( + right) \  {} A{{l}^{3+}} {{O}^{2-}} \  {} A{{l}^{3+}}+3text{e}to text{Al} text{2}{{text{O}}^{2-}}to {{O}_{2}}+4text{e} \  {} 2A{{l}_{2}}{{O}_{3}}xrightarrow{dpnc}4Al+3{{O}_{2}} \ end{array}$

Thí dụ 2: Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg.

$begin{array}  {} Kleft( – right) leftarrow MgC{{l}_{2}} to Aleft( + right) \  {} M{{g}^{2+}} {{O}^{2-}} \  {} M{{g}^{2+}}+2text{e}to Mg text{2C}{{text{l}}^{-}}to C{{l}_{2}}+2text{e} \  {} MgC{{l}_{2}}xrightarrow{dpnc}Mg+C{{l}_{2}} \ end{array}$

b. Điện phân dung dịch

♦  Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối của kim loại.

  Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình hoặc yếu.

  Thí dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế kim loại Cu.

c. Tính lượng chất thu được ở các điện cực

♦ Dựa vào công thức Farađây: $m=frac{AIt}{nF}$ trong đó:

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 dòng điện (ampe)

t: Thời gian điện phân (giấy)

F: Hằng số Farađây (F = 96.500).





Link Hoc va de thi 2021

Chuyển đến thanh công cụ