Tiêu đề Bài 20. Kim loại trong tự nhiên và phương pháp tách kim loại - HS.docx ✅

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 6. ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI 1 Trong tự nhiên, hầu hết các kim loại tồn tại ở dạng hợp chất (oxide, muối,...) trong quặng, chỉ một số kim loại kém hoạt động như vàng, bạc, platinum,... được tìm thấy dưới dạng đơn chất Quặng là những loại đất, đá tồn tại trong tự nhiên có chứa khoáng vật của kim loại hoặc hợp chất kim loại với trữ lượng đủ lớn để có thể khai thác (Hình 20.1). Quặng thường chứa tạp chất. Phương pháp được sử dụng để tách một kim loại nhất định từ quặn của nó phụ thuộc vào tính chất của kim loại và của quặng. Một số loại quặng kim loại thông dụng được trình bày trong Bảng 20.1. Bảng 20.1. Một số quặng kim loại thông dụng Kim loại Quặng Thành phần chính Al Bauxite AI 2 O 3 -2H 2 O Zn Zinc blende ZnS Fe Hematite Fe 2 O 3 Pyrite FeS 2 Cu Chalcopyrite CuFeS 2 Ví dụ 1. a) Tìm hiểu và nêu trạng thái tự nhiên của một số kim loại. b) Hãy cho biết những kim loại nào tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên. c) Hãy tìm hiểu và cho biết một số mỏ quặng kim loại quan trọng ở Việt Nam. Ví dụ 2. Hoàn thành bảng sau: Kim loại Quặng Thành phần chính Al Bauxite ….. Zinc blende ZnS Fe Hematite ….. ….. FeS 2 ….. Chalcopyrite CuFeS 2 Ca Calcite ….. 1. Nguyên tắc: Nguyên tắc điều chế kim loại là khử ion kim loại thành nguyên tử:
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 6. ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI 2 M n+ + ne  M 2. Tách kim loại hoạt động hoá học mạnh - Điện phân nóng chảy: Những kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al,... được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy các hợp chất của chúng (oxide, muối chloride). a) Điện phân oxide nóng chảy: Hãy tìm hiểu quá trình điện phân Al 2 O 3 nóng chảy và thực hiện các yêu cầu sau: 1. Nêu vai trò của cryolite trong quá trình điện phân. 2. Tại sao sau một thời gian, cần phải thay cực dương của bình điện phân. Viết các phương trình hoá học để giải thích. b) Điện phân muối chloride nóng chảy: Để điều chế các kim loại như K, Na, Ca, Mg,... người ta điện phân muối chloride của chủng ở trạng thái nóng chảy. Ví dụ: Điện phân MgCI 2 nóng chảy. MgCI 2 nóng chảy phân li thành các ion Mg 2+ và ion Cl – . Cation Mg 2+ di chuyển về cực âm (cathode) và anion Cl - di chuyển về cực dương (anode) của bình điện phân. Ở cathode: Mg 2+ + 2e  Mg Ở anode: 2Cl –  Cl 2 + 2e Phương trình hoá học của phản ứng điện phân: MgCl 2 (l) ®pnc Mg(l) + Cl 2 (g). 3. Tách kim loại hoạt động trung bình, yếu: a) Phương pháp nhiệt luyện: • Nguyên tắc: Khử các oxide kim loại ở nhiệt độ cao bằng chất khử như C, CO,... Những kim loại có độ hoạt động trung bình, yếu như Zn, Fe, Sn, Pb, Cu,... thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện. Ví dụ 1: Tách kẽm từ quặng zinc blende. Đốt quặng zinc blende: 2ZnS(s) + 3O 2 (g) ot 2ZnO(s) + 2SO 2 (g). Khử zinc oxide ở nhiệt độ cao bằng than cốc: ZnO(s) + C(s) ot Zn(g) + CO(g). Ví dụ 2: Tách sắt từ quặng hematite. Ở nhiệt độ cao, sắt được tách ra khỏi iron(lll) oxide bởi carbon monoxide: Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) ot 2Fe(s) + 3CO 2 (g) b) Phương pháp điện phân dung dịch: Kim loại hoạt động trung bình hoặc yếu có thể được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng. Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCI 2 để điều chế Cu. Phương trình hoá học của phản ứng điện phân: CuCl 2 (aq) ñpdd Cu(s) + Cl 2 (g) Quan sát Hình 20.2 và thực hiện các yêu cầu sau: Cho biết điện cực nào là điện cực dương, điện cực nào là điện cực âm. Hãy viết các quá trình xảy ra trên các điện cực và phương trình hoá học của phản ứng điện phân dung dịch CuSO 4 .