Có sở của phương pháp nhiệt luyện là
|
1. Phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại là gì? - Nguyên tắc của phương pháp nhiệt luyện là dùng chất khử C, CO, H2, Al, NH3... khử oxit kim loạisau Alở nhiệt độ cao thành kim loại đơn chất. - Phương pháp này thường dùng để điều chế các kim loại trung bình (với các kim loại yếu chỉ cần đun nóng oxit đã tự phân hủy thành kim loại và oxi). Ví dụ: PbO + C→Pb + CO Fe2O3+ 3CO→2Fe + 3CO2 WO3+ 3H2→W + 3H2O TiCl4+ 4Na→Ti + 4NaCl V2O5+ 5Ca→2V + 5CaO Các phản ứng dùng kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ làm chất khử đều phải thực hiện trong môi trường khí trơ hoặc chân không - Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại thành oxit kim loại. Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp Ví dụ với ZnS: 2ZnS + 3O2→2ZnO + 2SO2 ZnO + C→Zn + CO - Đối với kim loại khó nóng chảy như Cr, người ta dùng Al làm chất khử (phản ứng nhiệt nhôm). Phản ứng nhiệt nhôm tỏa nhiệt mạnh, lượng nhiệt tạo ra được sử dụng để đun nóng chảy Cr2O3, nhờ vậy giảm được chi phí cho nhiên liệu: Cr2O3+ 2Al→2Cr + Al2O3 - Đối với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được kim loại mà không cần dùng chất khử HgS + O2→Hg + SO2 2. Phương pháp giải bài tập Điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện* Một số lưu ý cần nhớ - Điều chế kim loại bằng phương pháp nhiệt luyện là điều chế kim loại bằng cách khử oxi kim loại bằng H2, CO, C, Al. => Đây là phương pháp điều chế kim loại trung bình (đứng từ Zn trong dãy hoạt động trở đi) Để làm được tốt dạng bài tập này, các em cần áp dụng linh loạt các định luật bảo toàn electron, bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng. * Một số ví dụ điển hình Ví dụ 1:Khử hoàn toàn m gam Fe2O3cần vừa đủ 4,704 lít khí CO (đktc). Giá trị của m là Hướng dẫn giải chi tiết: Khi oxit bị khử bởi CO: nO(oxit)= nCO= 4,704/22,4 = 0,21 mol BTNT "O": 3nFe2O3= nO(oxit)= 0,21 => nFe2O3= 0,07 mol => m = 160.0,07 = 11,2 gam Ví dụ 2:Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m g hỗn hợp X nung nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 g chất rắn A và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của a là Hướng dẫn giải chi tiết: Giả sử:nCO = x(mol);nCO2 = y(mol);nCO = x(mol); nCO2 = y(mol) Ta có hệ phương trình: Ví dụ 3:Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3và Fe3O4. Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2(sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Giá trị của m là Hướng dẫn giải chi tiết: nNO2= 0,195 mol Xét toàn bộ quá trình chỉ có CO cho e (tạo CO2) và HNO3nhận e (tạo NO2) Bảo toàn e: 2.nCO= nNO2 => nCO= 0,0975 mol => nCO2 = nCO= 0,0975 mol Bảo toàn khối lượng: mCO+ mFe2O3= mCO2+ mhh oxit => mFe2O3= 0,0975.44 + 10,44 – 0,0975.28 = 12 gam
I. NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI - Thực hiện quá trình khử ion kim loại: Mn+ + ne → M II. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
1. Phương pháp thủy luyện - Dùng để điều chế những kim loại đứng sau Mg (có tính khử trung bình đến yếu, như Cu, Hg, Ag, Au,…) - Cơ sở: dùng những dung dịch thích hợp để hòa tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra phần không tan. Sau đó dùng các kim loại mạnh hơn (như Mg, Al) để khử ion kim loại thành kim loại cần điều chế. Ví dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
2. Phương pháp nhiệt luyện - Phương pháp này điều chế những kim loại đứng sau Al. - Cơ sở: khử những ion kim loại trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C, CO, H2 hoặc kim loại Al, kim loại kiềm, kiềm thổ. Ví dụ: Fe2O3 +3CO $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Fe + 3CO2 ZnO + C $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Zn + CO - Phản ứng nhiệt nhôm: dùng Al để khử các oxit của kim loại khó nóng chảy như Cr, Fe Cr2O3 + 2Al $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2Cr + Al2O3 - Với những kim loại kém hoạt động như Hg, Ag thì chỉ cần đốt cháy quặng HgS + O2 $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Hg + SO2
3. Phương pháp điện phân - Phương pháp dùng để điều chế hầu hết các kim loại - Với các kim loại từ Al trở về trước: điện phân nóng chảy muối, oxit hay bazơ của chúng Ví dụ: MgCl2 $\xrightarrow{đpnc}$ Mg + Cl2 2Al2O3 $\xrightarrow[N{{a}_{3}}Al{{F}_{6}}]{đpnc}$ 2Al + 3O2 - Với các kim loại đứng sau Al: điện phân dung dịch muối của chúng Ví dụ: 2ZnSO4 + 2H2O $\xrightarrow{đpdd}$ 2Zn + O2 ↑ + 2H2SO4
Cơ sở của phương pháp nhiệt luyện là A. khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2, Al B. khử ion kim loại trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn C. khử ion kim loại trong hợp chất nóng chảy bằng dòng điện một chiều D. khử ion kim loại trong dung dịch bằng dòng điện một chiều
Câu hỏi hot cùng chủ đề
Cơ sở của phương pháp nhiệt luyện là
A. khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2, Al.
B. khử ion kim loại trong dung dịch bằng kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,.
C. khử ion kim loại trong hợp chất nóng chảy bằng dòng điện một chiều.
D. khử ion kim loại trong dung dịch bằng dòng điện một chiều.
Bằng cách đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách Bảo mật của chúng tôi. |
