Kim loại nào được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện?

Câu hỏi: Trong công nghiệp, kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện?

A. Mg.

B. Fe.

C. Na.

D. Al.

Câu trả lời:

Đáp án: B. Fe

Trong công nghiệp, kim loại được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện là Fe.

Giải thích:

Phạm vi sử dụng của phương pháp nhiệt luyện là: Thường dùng trong công nghiệp với các kim loại có tính khử trung bình và yếu (sau Al).

→ Chọn B. Fe

Kiến thức sâu rộng

– Nguyên tắc của phương pháp nhiệt luyện là dùng chất khử C, CO, H2Al, NHỎ3 … Khử oxit kim loại sau Al ở nhiệt độ cao thành kim loại nguyên chất.

– Phương pháp này thường dùng để điều chế kim loại trung bình (với kim loại yếu chỉ cần đun nóng là oxit đã phân huỷ thành kim loại và oxi).

Phương pháp nhiệt luyện là một trong những phương pháp điều chế kim loại. Ngoài ra, có nhiều phương pháp điều chế kim loại có thể tham khảo như:

Phương pháp luyện kim thủy lực

Phương pháp thủy luyện hay còn gọi là phương pháp ướt dùng để điều chế các kim loại có hoạt tính hóa học thấp như Au, Ag, Hg, Cu, v.v.

Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các dung dịch thích hợp, chẳng hạn như H. dung dịch2VÌ THẾ4, NaOH, NaCN… để hòa tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách ra khỏi phần không tan trong quặng. Khi đó các ion kim loại trong dung dịch bị khử bởi một kim loại có tính khử mạnh hơn, chẳng hạn như Fe, Zn, v.v.

Ví dụ 1:

Người ta điều chế Ag bằng cách nghiền bạc sunfua Ag. quặng2S được xử lý bằng dung dịch NaCN, sau đó lọc để thu được dung dịch muối phức bạc:

Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S

Khi đó, ion Ag + trong phức chất bị kim loại Zn khử:

Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag

Ví dụ 2:

Vàng có lẫn trong đá có thể tan dần trong dung dịch NaCN có oxi không khí, thu được dung dịch muối phức của vàng:

4Au + 8NaCN + O2 + 2 NHÀ Ở2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

Khi đó, các ion Au3+ trong phức chất bị kim loại Zn khử:

Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au

Phương pháp xử lý nhiệt

Phương pháp nhiệt luyện được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp để điều chế các kim loại có hoạt tính hóa học trung bình như Zn, Cr, Fe, Sn, Pb, v.v.

– Cơ sở của phương pháp này là khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C, CO, H.2 hoặc Al, kim loại kiềm hoặc kiềm thổ

Ví dụ:

PbO + C → Pb + CO

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

WO3 + 3 GIỜ2→ W + 3H2O

TiCl4 + 4Na → Ti + 4NaCl

VẼ TRANH2O5 + 5Ca → 2V + 5CaO

Các phản ứng dùng kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ làm chất khử phải thực hiện trong môi trường khí trơ hoặc chân không

– Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2… Thì sunfua kim loại phải được chuyển 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 nhôm tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng sinh ra được dùng để nung chảy Cr2O3, do đó giảm chi phí nhiên liệu:

Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3

– Đối với các kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt quặng để lấy kim loại mà không cần dùng chất khử.

HgS + O2 → Hg + SO2

Phương pháp điện phân

Điện phân là một phương pháp phổ thông, được sử dụng để điều chế hầu hết các kim loại, từ những kim loại có khả năng phản ứng hóa học cao đến trung bình và thấp.

– Cơ sở của phương pháp này là dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại. Chất khử có tính phân cực (-) gấp nhiều lần chất khử là chất hoá học

– Điều chế các kim loại có tính khử mạnh như Li, Na, K, Al … bằng phương pháp điện phân nóng chảy các hợp chất của chúng (muối, bazơ, oxit)

Ví dụ: Sơ đồ bể điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na

– Nguyên liệu là NaCl tinh khiết

– Cực dương làm bằng than chì, cực âm làm bằng thép.

– Điều chế các kim loại có tính khử trung bình và yếu như Zn, Cu, .. bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng (xem thêm bài điện phân)

Ví dụ: ZnBr2→ Zn + Br2

2CuSO4 + 2 NHÀ Ở2O → 2Cu + 2H2VÌ THẾ4 + O2

Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12, Hóa 12