Điều chế kim loại

Các oxit kim loại sau Al trong dãy hoạt động hóa học bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao. Do đó CuO bị khử bởi khí CO ở nhiệt độ cao.

Để khử ion Cu²⁺ trong dung dịch CuSO₄ cần dùng kim loại có tính khử mạnh hơn Cu và không phản ứng với nước. 

- Không dùng Na và Ba vì đây là kim loại tan được trong nước.

- Không dùng Ag vì Ag có tính khử yếu hơn Cu.

- Fe khử được ion Cu²⁺ vì có tính khử mạnh hơn Cu và không tan trong nước:

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Vậy kim loại thỏa mãn là Fe.

- Kim loại Cu có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện.

- Các kim loại K, Na, Ba chỉ có thể điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.

Trong công nghiệp, kim loại được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy Mg 

Kim loại có thể điều chế được bằng phản ứng nhiệt nhôm là những kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa

→ kim loại thỏa mãn là Cr : Cr₂O₃ + 2Al → 2Cr + Al₂O₃

Fe đứng trước Cu trong dãy điện hóa học nên đẩy được Cu²⁺ ra khỏi muối của chúng

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

Fe có thể được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện

VD: H₂ + FeO \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe + H₂O

Trong công nghiệp Na là kim loại được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy

Ag là kim loại hoạt động yếu, nguyên tắc là có thể dùng phương pháp thủy luyện như sau :

Ag₂S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)₂] (phức tan) + Na₂S

Zn + 22Na[Ag(CN)₂] → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Ag↓

Fe có thể được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyên là dùng các chất khử như H₂,C, CO, Al để khử các oxi của sắt về Fe

Điều chế kim loại kiềm có phương pháp là : Nhiệt phân nóng chảy muối Halogen của kim loại kiềm

Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại

Ion kim loại bị khử : Mⁿ⁺ + ne → M

Kim loại điều chế được bằng phương pháp thủy luyện là những kim loại đứng sau Mg

=> 2 kim loại là Ag và Cu

Dãy các ion kim loại nào sau đây đều bị Zn khử là những kim loại đứng sau Zn : Sn²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺.

Kim loại khử được ion Fe²⁺ trong dung dịch là kim loại đứng trước Fe trong dãy điện hóa

Phương pháp thủy luyện là dùng các kim loại mạnh hơn (như Mg, Al) để khử ion kim loại thành kim loại cần điều chế => phương trình hóa học: 2AgNO₃   + Zn → 2Ag + Zn(NO₃)₂

Để loại bỏ kim loại Cu ra khỏi hỗn hợp bột gồm Ag và Cu, người ta ngâm hỗn hợp kim loại trên vào lượng dư dung dịch AgNO₃. Sau phản ứng chỉ thu được kim loại Ag

PTHH: 2AgNO₃ + Cu → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Để tách lấy Ag ra khỏi hỗn hợp gồm Fe, Cu, Ag ta dùng lượng dư dung dịch Fe₂(SO₄)₃ vì Fe và Cu phản ứng với Fe₂(SO₄)₃ không sinh ra kim loại => thu được Ag nguyên chất

PTHH: Fe + Fe₂(SO₄)₃ → FeSO₄

              Cu + Fe₂(SO₄)₃ → FeSO₄ + CuSO₄

Ta dùng dung dịch Fe₂(SO₄)₃ vì sau phản ứng không tạo ra kim loại mới

PTHH: Fe + Fe₂(SO₄)₃ → FeSO₄