Dạng 10 : Bài tập điều chế kim loại

ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

1.Nguyên tắc điều chế kim loại

- Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử:    Mⁿ⁺ + ne → M

2.Một số phương pháp điều chế kim loại

a. Phương pháp thủy luyện

- Nguyên tắc: dùng dung dịch thích hợp ( H₂SO_4, nước cường toan, NaCN…) để hòa tan hợp chất chứa kim loại sau đó lấy 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 các kim loại trung bình và yếu: Fe, Cu,Ag,Au....

Ví dụ: 
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] → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Ag

b. Phương pháp nhiệt luyện

- Nguyên tắc: dùng chất khử CO, C, H₂ khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.

- Phạm vi sử dụng: thường dùng trong công nghiệp để điều chế các kim loại như Fe, Sn, Pb.

Ví dụ:

                                                  CuO + H₂ →Cu + H₂O 
                                                  Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ 

c. Phương pháp điện phân

* Điện phân nóng chảy

- Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit).

- Phạm vi sử dụng: có thể dùng để điều chế tất cả các kim loại nhưng thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba và Al.

* Điện phân dung dịch

- Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó.

- Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế các kim loại trung bình hoặc yếu.

Ví dụ:                                
                                                  2CuSO₄ + 2H₂O → 2Cu + 2H₂SO₄ + O₂