Bài 21. Điều chế kim loại

Bài 21. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
I. Nguyên tắc

II. Phương pháp điều chế kim loại

III. Định luật Faraday:



I. Nguyên tắc chung:
Khử các ion kl thành kl tự do:

Mn+ + ne  M0 (n = 1, 2, 3)
II. Phương pháp điều chế kim loại:
1)Phương pháp nhiệt luyện.

2)Phương pháp thuỷ luyện.

3)Phương pháp điện phân.

1. PP nhiệt luyện (Đ/chế kl có tính khử yếu và trung bình: Kl sau nhôm):
+ Nguyên tắc: Dùng chất khử ( CO, H2, C,...) hoặc kl Al để khử các ion kl trong oxit ở to cao.
CuO + H2  Cu + H2O
2Al + Fe2O3  2Fe + Al2O3
kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn



Giao an Powerpoint
Tu Xuan Nhi - THPT Huong hoa
Nguyên tắc:
+ Dùng dung dịch thích hợp chuyển kim loại trong quặng thành dạng tan trong dung dịch tách ra khỏi quặng .
+ Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion dương kim loại khác trong dung dịch muối.
2)Phương pháp thuỷ luyện:điều chế các kim loại có tính khử yếu : Cu, Ag, Au , Hg ...
TD: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu 

Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag 
3. PP điện phân (Điều chế hầu hết các kl; chủ yếu điều chế kim loại mạnh : nhôm, kim loại kiệm, kiềm thổ )
a. Kl có tính khử mạnh (Li  Al): Điện phân nóng chảy muối, kiềm, oxit (gốc axit không có oxi):
NaCl  Na + ½Cl2
4NaOH  4Na + O2 + H2O
2Al2O3  4Al + 3O2
b. Đ/chế kim loại có tính khử yếu và trung bình:
- Điện phân dd muối mà gốc axit không có oxi.
CATOT CuCl2 Anot
(H2O)
Cu2+, H2O Cl—, H2O
Cu2+ + 2e  Cu0 Cl— + 1e  ½Cl2

Pt điện phân: CuCl2  Cu + ½Cl2
TD: điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
NaCl  Na+ + Cl-
Catot K
Anot A
Ion Na+ bị khử
Ion Cl- bị oxi hóa
Na + + e  Na
2Cl -  Cl2 - 2e
2NaCl 2Na(K) + Cl2 (A)
Cực dương bằng than chì
Hỗn hợp nóng chảy Al2O3 +criolit
Nhôm nóng chảy
Cực âm bằng than chì
Cửa tháo nhôm nóng chảy
Sơ đồ điện phân nhôm nóng chảy
Sản phẩm sản xuất nhôm
III- Định luật Faraday:
Với: m là khối lượng chất thu được ở điện cực (g)

A: Khối lượng mol của chất thu được ở điện cực

n: số e mà nguyên tử hay ion nhận hay cho

I: Cường độ dòng điện tính bằng A

t: Thời gian điện phân tính bằng giây (s)

F: Hằng số Faraday= 96500
Phân biệt ăn mòn điện hóa và Điện phân