Điều chế kim loại

Những kim loại có thể điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện là kim loại có tính khử trung bình như Zn, Fe, Sn...

Phương pháp nhiệt nhôm dùng để điều chế kim loại đứng sau Al

Phương pháp nhiệt luyện dùng để điều chế các kim loại đứng sau Al : Zn, Fe, Pb, Cr

Khí CO chỉ khử được những oxit kim loại đứng sau Al

=> chỉ khử được CuO, hỗn hợp thu được gồm Cu, Al₂O₃, MgO

Hiđro có thể khử các oxit của kim loại đứng sau Al: CuO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, ZnO

Phương pháp điện phân nóng chảy muối, oxit hay bazơ của các kim loại từ Al trở về trước: Na, Ca, Al. 

Dãy các kim loại đều có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối (với điện cực trơ) là Ni, Cu, Ag

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

- Phản ứng A và D là phương pháp thủy luyện

- Phản ứng C là dung dịch muối tác dụng với dung dịch bazơ

- Phản ứng B là điện phân muối CuSO₄ trong nước

PTHH: 2NaCl + 2H₂O $\xrightarrow{đpmn}$ 2NaOH + H₂ + Cl₂

=> hiện tượng: xuất hiện khí hiđro thoát ra ở catot và khí clo thoát ra ở anot

Bằng phương pháp điện phân có thể điều chế được tất cả các kim loại trên.

- phương pháp điện phân nóng chảy: Na, Ca, Al

- phương pháp điện phân dung dịch: Fe, Cu, Ag

Khi điện phân một dung dịch muối giá trị pH ở gần một điện cực tăng lên. Dung dịch muối đó là KCl vì

PTĐP:

2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄

4AgNO₃ + 2H₂O → 4Ag + O₂ + 4HNO₃

KCl + H₂O → KOH + H₂ + Cl₂

Điện phân dung dịch K₂SO₄ chính là điện phân H₂O ở 2 điện cực

Phương pháp hoá học đơn giản để loại được tạp chất là cho Fe dư vào dung dịch, sau khi phản ứng xong lọc bỏ chất rắn. Vì Fe loại bỏ được muối CuSO₄ theo PTHH:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄  + Cu

Để điều chế K người ta dùng phương pháp điện phân nóng chảy muối và bazơ của K

=> điện phân nóng chảy KCl và KOH

NaCl → Na + Cl₂

H₂O → H₂ + O₂

H₂ + Cl₂ → 2HCl

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCl₂ → Ca + Cl₂

K₂CO₃ + 2HCl → 2KCl + CO₂ + H₂O

KCl → K + Cl₂

$\left\{ \begin{gathered}  A{l_2}{O_3} \hfill \\  MgO \hfill \\  F{e_3}{O_4} \hfill \\  CuO \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{CO}}\left\{ \begin{gathered}  A{l_2}{O_3} \hfill \\  MgO \hfill \\  Fe \hfill \\  Cu \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + NaOH}}ddE(NaAl{O_2}) + {\text{G}}\left\{ \begin{gathered}  MgO \hfill \\  Fe \hfill \\  Cu \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{Cu{{(N{O_3})}_2}}}F\left\{ \begin{gathered}  MgO \hfill \\  Cu \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

(1) Mg + Fe₂(SO₄)_{3 dư}  → MgSO₄ + 2FeSO₄  => không tạo thành kim loại

(2)  H₂ không phản ứng với MgO => không tạo thành kim loại

(3) AgNO₃ + Fe(NO₃)₂ → Ag↓ + Fe(NO₃)₃

(4) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2NaOH + MgSO₄ → Mg(OH)₂ + Na₂SO₄  => không tạo thành kim loại

(5) Hg(NO₃)₂ → Hg↓ + 2NO₂ + O₂

(6) Ag₂S  + O₂  →  2Ag + SO₂

(7) 2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O → 2Cu + O₂ + 4HNO₃

Vậy có 3 thí nghiệm không thu được kim loại

$\left\{ \begin{gathered}  BaC{{\text{O}}_3} \hfill \\  Fe{(OH)_2} \hfill \\  Al{(OH)_3} \hfill \\  CuO \hfill \\  MgC{O_3} \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{{t^o}}}\left\{ \begin{gathered}  Ba{\text{O}} \hfill \\  F{e_2}{O_3} \hfill \\  A{l_2}{O_3} \hfill \\  CuO \hfill \\  MgO \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + {H_2}O}}ddB\left\{ \begin{gathered}  Ba{(OH)_2} \hfill \\  Ba{(Al{O_2})_2} \hfill \\ \end{gathered}  \right. +  \downarrow C\left\{ \begin{gathered}  F{e_2}{O_3} \hfill \\  CuO \hfill \\  MgO \hfill \\ \end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + CO}}E\left\{ \begin{gathered}  Fe \hfill \\  Cu \hfill \\  MgO \hfill \\ \end{gathered}  \right.$

=> E chứa tối đa 2 đơn chất và 1 hợp chất

Phương pháp nhiệt luyện (dùng kim loại mạnh để đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối) => dùng để điều chế các kim loại từ Mg trở về sau trong dãy điện hóa

A. thỏa mãn

B. loại Ba

C. Loại Na.

D. Loại Ca

Đáp án B: Điện phân dung dịch

Đáp án C: Nhiệt luyện

Đáp án D: Điện phân nóng chảy