Bài 21. Điều chế kim loại

Giảng viên hướng dẫn :Hoàng Thị Chiên.
Sinh viên thực hiện
:Trần Thị Liên.
Lớp
:Hóa 43b.


Trong cuộc sống hàng ngày đi trên đường phố, chúng
ta thường hay gặp các cửa hàng bán đồ trang sức vàng,
bạc.
Nhiều đồ dùng được làm từ sắt như: cửa, hay các vật
dụng khác như dao, cuốc, xẻng…
Nhưng trong tự nhiên chỉ có một số kim loại tồn tại ở
dạng tự do như vàng, platin… còn hầu hết các kim loại
khác tồn tại ở dạng hợp chất như oxit, muối…
Trong hợp chất kim loại thường tồn tại ở dạng ion
dương Mn+.


Khoaùng vaät Florit
(CaF2)


Quaởng saột trong tửù
nhieõn


Pyrit sắt (FeS2)


Coridon (Al2O3+…)

I. Nguyên tắc
Nguyên tắc chung điều chế kim loại là khử ion kim loại
thành nguyên tử.

Mn+ + ne → M


II. Các phương pháp điều chế kim
loại
 Phương pháp nhiệt luyện.
 Phương pháp thủy luyện.
 Phương pháp điện phân:
+ Điện phân nóng chảy.
+ Điện phân dung dịch.


1. Phương pháp nhiệt luyện
–
–

Điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình và yếu (kim loại sau Al).
Dùng các chất khử mạnh như: CO, C, H2, Al, … khử các oxit kim loại ở nhiệt
độ cao..
CO
MXOY + C

t

o

H2

M + CO(CO2)
H2O

Al
M kim loại sau Al

CO2

Al2O3


Ví dụ:
PbO

+

H2

Pb + H2O

Fe2O3 + 3CO

Fe + 3CO2

Fe2O3 + 3C

2Fe + 3CO

Fe2O3 + 2Al

2Fe + Al2O3


2. Phương pháp thủy luyện
–
–

Dùng kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối.
Thường dùng điều chế kim loại yếu (sau H).
Ví dụ 1:
Fe + CuSO4
2+
Fe + Cu

FeSO4 + Cu
2+
Fe + Cu

Ví dụ 2:
Cu + 2AgNO3
+
Cu + 2Ag

Cu(NO3)2 + 2Ag
2+

Cu + 2Ag


3. Phương pháp điện phân
Nguyên tắc: dùng dòng điện một chiều trên
catot để khử các ion kim loại trong hợp chất ở
trạng thái lỏng (dung dịch hay nóng chảy).
Sơ đồ quá trình điện phân:
+) Bước 1: viết quá trình phân li thành ion.
+) Bước 2: cho các ion phân li về các điện cực.
+) Bước 3: viết các quá trình cho, nhận electron
của các chất với điện cực.
+) Bước 4: viết phương trình phản ứng dạng
ion và dạng phân tử.


a. Điện phân nóng chảy
• Điều chế kim loại có độ hoạt động hóa học mạnh như:
Na, K, Ca, Mg, Al…
• Điện phân nóng chảy muối clorua.
MCln dpnc M + n/2Cl2
Ví dụ: điện phân nóng chảy NaCl.
Bước 1: NaCl
Na+ + ClBước 2: anot (cực dương)
catot(cực âm)
ClNa+
Bước 3: 2Cl- + 2.1e
Cl2
Na+ Na + 1e.
dpnc Na + 1/2Cl

Bước 4: NaCl
2
Na+ + ClNa + 1/2Cl2


b.Điện phân dung dịch.
• Điều chế kim loại trung bình và yếu(kim loại sau
Al).
• Ví dụ: điện phân dung dịch AgNO3
Bước 1: AgNO3

đpdd

Ag+ + NO3-

Bước 2: anot(cực dương)

catot(cực âm)

NO3- ,H2O
Bước 3: H2O

Ag+,H2O

4H+ + O2 +4.1e

Bước 4: 4AgNO3 +2H2O

đpdd

Ag+ + 1e

Ag

4Ag + 4HNO3 + O2


c.Tính lượng chất thu được ở các điện
cực
Dựa vào công thức định luật Faraday ta có:
A.I.t
m=
n.F
Với: m:khối lượng chất thu được ở điện cực(gam)
I:cường độ dòng điện(ampe)
t:thời gian điện phân(s)
n:số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc
nhận
F:hằng số Faraday F =96500
A:khối lượng mol nguyên tử chất thu được ở điện
cực


Kim loại

K
Điện phân nóng chảy

Al

H

Điện phân dung dịch, phương pháp nhiệt
luyện.
Phương pháp thủy luyện.