Trình bày phương pháp luyện nhôm
|
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
Quy Trình Sản Xuất Điều Chế Nhôm Từ Quặng Bôxit Bô xít (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp bauxite /boksit/) là một loại quặng nhôm nguồn gốc đá núi lửa có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Quặng bô xít phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới. Từ bôxit có thể tách ra alumina (Al2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân, chiếm 95% lượng bôxít được khai thác trên thế giới. Tên gọi của loại quặng nhôm này được đặt theo tên gọi làng Les Baux-de-Provence ở miền nam nước Pháp, tại đây nó được nhà địa chất học là Pierre Berthier phát hiện ra lần đầu tiên năm 1821. Phương pháp sản xuất điều chế nhôm từ quặng boxit 1. Nguyên tắc – Khử ion Al3+ thành Al. Al3+ +3e → Al 2. Phương pháp sản xuất nhôm – Điện phân nóng chảy Al2O3. Tại sao không điện phân nóng chảy AlCl3 hoặc Al(OH)3? Vì: – AlCl3 là chất thăng hoa nên khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định AlCl3 sẽ bốc hơi. – Al(OH)3 là chất kém bền. Nên khi đun nóng 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 3. Nguyên liệu sản xuất nhôm – Quặng boxit Al2O3 có lẫn SiO2 và Fe2O3. 4. Các giai đoạn điều chế – Làm sạch nguyên liệu: 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3 NaOH + CO2 → NaHCO3 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O – Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6 – Vai trò của criolit Na3AlF6 + Hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C. + Tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn. + Nhôm sinh ra tinh khiết hơn. + Tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy. 2Al2O3 → 4Al + 3O2  Catot ( – ) Al3+ + 3e → Al 2O2- → O2 + 4e Phương trình điện phân là: 2Al2O3 → 4Al + 3O2 * Lưu ý: Oxi sinh ra ở anot trong điều kiện đó sẽ tác dụng với cacbon của điện cực làm cho anot bị ăn mòn. C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO Bôxít thường được sử dụng làm lò cao, môi (giá) sắt/thép, ximăng, sản xuất nhôm, phễu rót kim loại lỏng, hồ ngâm vật liệu, lòng lò nung, torpedo cars vòm lò cao sử dụng điện…[8] admin May 25, 2020 Tin Tức Comments Off on Quy Trình Sản Xuất Điều Chế Nhôm Từ Quặng Bôxit 1,560 Views Quy Trình Sản Xuất Điều Chế Nhôm Từ Quặng Bôxit Bô xít (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp bauxite /boksit/) là một loại quặng nhôm nguồn gốc đá núi lửa có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Quặng bô xít phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới. Bạn đang xem: Điều chế nhôm từ quặng boxit Chi tiết Chuyên mục: Chuyên đề 8. Kim loại nhóm A Được viết ngày Thứ bảy, 20 Tháng 12 2014 08:44 Viết bởi Nguyễn Văn Đàm Để điều chế nhôm thường chỉ dùng phương pháp điện phân nóng chảy. Do trong tự nhiên nhôm tồn tại chủ yếu ở dạng nhôm oxit nên điện phân nóng chảy nhôm oxit là cách hiệu quả nhất: - Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3 (thường bị lẫn SiO2 và Fe2O3). - Các giai đoạn điều chế: 1. Tinh chế quặng boxit (làm sạch nguyên liệu) - Đây là giai đoạn quan trọng vì nếu không làm sạch nguyên liệu nhôm điều chế ra có lẫn tạp chất sẽ dễ bị ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. - Nguyên liệu được cho tác dụng với dung dịch xút nóng: 2NaOH + Al2O3 → 2NaAlO2 + H2O 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O - Sau đó sục khí CO2 dư vào dung dịch: NaAlO2 + CO2 + 2H2O → NaHCO3 + Al(OH)3 NaOH + CO2 → NaHCO3 - Lọc lấy kết tủa nung ở 9000C sẽ thu được oxit nhôm tinh khiết 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O 2. Điện phân Al2O3 nóng chảy - Điện phân nóng chảy Al2O3 có mặt criolit Na3AlF6 (giúp hạ nhiệt độ nóng chảy của Al2O3từ 20500C xuống 9000C; tăng độ dẫn điện do tạo thành nhiều ion hơn; tạo lớp bảo vệ không cho O2 phản ứng với Al nóng chảy): 2Al2O3 → 4Al + 3O2 - Quá trình điện phân thường dùng điện cực bằng than chì nên có phản ứng phụ giữa điện cực và oxi ở cực dương (tạo khí CO và CO2) vì vậy trong quá trình điện phân phải thường xuyên hạ thấp điện cực. Dưới đây là bài tập và câu hỏi mời các bạn tham khảo: |
