Nguyên tắc điều chế kim loại

Câu hỏi: Nguyên tắc điều chế kim loại là gì?

A. Cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử.

B. Oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.

C. Khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.

D. Cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá.

Đáp án: C

     - Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.

Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết nguyên tắc và phương pháp điều chế kim loại qua bài viết dưới đây nhé!

1. Nguyên tắc để điều chế kim loại

     -  Nguyên tắc chung, là sự khử ion kim loại thành kim loại:

2. Phương pháp điều chế kim loại

a. Điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện

     - Nguyên tắc của phương pháp nhiệt luyện: Là dùng các chất có tính khử, như: C, CO, H₂ ,… hoặc dùng các kim loại có tính hoạt động như Al để khử các oxit kim loại khi ở nhiệt độ cao.

     - Đối tượng áp dụng: Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại trung bình, yếu và đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học, như: Zn, Fe, Sn, Pb,….

Ví dụ:

Chú ý:

     - Khi sử dụng các kim loại kiềm, kiềm thổ để làm chất khử thì điều kiện thực hiện là môi trường khí trơ hoặc là môi trường chân không.

     - Đối với các muối kim loại sunfua (=S) ví dụ: FeS₂, PbS, ZnS,… thì phải đưa về oxit kim loại tương ứng sau đó mới điều chế được kim loại.

     - Phương pháp này thường được sử dụng trong công nghiệp.

b. Điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện

     - Nguyên tắc của phương pháp thủy luyện: Dùng các kim loại có tính khử mạnh hơn đẩy các kim loại ra khỏi dung dịch muối.

     - Đối tượng sử dụng: Dùng các kim loại đứng sau Mg, như Al, Fe, Pb, Zn, …. để điều chế các kim loại như Cu, Ag, Au, Hg,…

Ví dụ 1:  

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

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] → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au

Ví dụ 3: 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

Chú ý:

     - Cơ sở của phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp, như dung dịch H₂SO₄, NaOH, NaCN…để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng. Sau đó các ion kim loại trong dung dịch được khử bằng kim loại có tính khử mạnh hơn, như Fe, Zn…

3. Phương pháp điện phân

Phương pháp điện phân chia thành 2 phương pháp sau:

a. Phương pháp điện phân nóng chảy

     - Nguyên tắc của phương pháp điện phân nóng chảy: là sử dụng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại trong chất điện li nóng chảy.

     - Đối tượng áp dụng: Phương pháp này áp dụng được cho tất cả các kim loại, nhưng thường dùng nhất là các kim loại mạnh như: Li, K, Na, Ca, Ba, Mg, Al

Ví dụ: Điện phân dung dịch NaCl

b. Điện phân dung dịch

     - Nguyên tắc của phương pháp điện phân dung dịch: là sử dụng dòng điện một chiều để điện phân các dung dịch của kim loại yếu.

     - Đối tượng áp dụng: Phương pháp này áp dụng cho các kim loại trung bình, yếu

Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl₂

CuCl₂    →   Cu   +  Cl₂