Phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại

1. Thế nào là phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại?

– Nguyên tắc của phương pháp nhiệt luyện là dùng chất khử C, CO, H₂Al, NHỎ₃ … khử các 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 oxit đã bị phân hủy thành kim loại và oxi).

Ví dụ:

PbO + C → Pb + CO

Fe₂Ô₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

WO₃ + 3 GIỜ₂ → W + 3H₂Ô

TiCl₄ + 4Na → Ti + 4NaCl

VẼ TRANH₂Ô₅ + 5Ca → 2V + 5CaO

Phản ứng dùng kim loại kiềm, 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 tỏa ra được dùng để nấu chảy Cr2O3, từ đó giảm chi phí nhiên liệu:

Cr₂Ô₃ + 2Al → 2Cr + Al2O₃

– Đối với các kim loại kém hoạt động như Hg, Ag chỉ cần đốt quặng 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 oxit kim loại bằng H₂CO, C, Al.

=> Đây là phương pháp điều chế kim loại trung bình (đứng từ Zn trong dãy hoạt động trở đi)

Để làm tốt dạng bài tập này, học sinh cần vận dụng hàng loạt các định luật bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng.

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Khử hoàn toàn m gam Fe₂Ô₃ cần vừa đủ 4,704 lít khí CO (đktc). Giá trị của m là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Khi khử oxit bằng CO:

N_O(oxit) = n_{khí CO} = 4,704/22,4 = 0,21 mol

BTNT “O”: 3n_Fe2O3 = n_O(oxit) = 0,21

=> n_Fe2O3 = 0,07 mol

=> m = 160.0,07 = 11,2 gam

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂Ô₃. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X nung nóng. Kết thúc thí nghiệm thu được 64 g chất rắn A và 11,2 lít khí B (dktc) có khối lượng riêng so với hiđro là 20,4. giá trị của một là gì

Hướng dẫn chi tiết:

Giả sử: nCO = x(mol); N_CO2 = y(mol); N_{khí CO} = x(mol); N_CO2 = y(mol)

Ta có hệ phương trình:

Ví dụ 3: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe₂Ô₃ đun nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe₂Ô₃ và Fe₃Ô₄. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO . dung dịch₃ đặc, nóng thu được 4,368 lít NO₂ (sản phẩm giảm chỉ có tại dtc). Giá trị của m là

Hướng dẫn giải chi tiết:

N_NO2 = 0,195 mol

Coi cả quá trình chỉ có CO nhường e ( tạo CO₂) và HNO₃ nhận e (sinh ra NO₂)

Bảo mật điện tử: 2.n_{khí CO} = n_NO2 => n_{khí CO} = 0,0975 mol

=> n_CO2 = nCO = 0,0975 mol

bảo toàn khối lượng: m_{khí CO} + m_Fe2O3 = m_CO2 + m_{hh oxit}

=> m_Fe2O3 = 0,0975,44 + 10,44 – 0,0975,28 = 12 gam

Đăng bởi: THCS Ngô Thì Nhậm

Chuyên mục: Lớp 12 , Hóa học 12

Bạn thấy bài viết Phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại
có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại
bên dưới để duhoc-o-canada.com có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: duhoc-o-canada.com của duhoc-o-canada.com

Chuyên mục: Giáo dục

Nhớ để nguồn bài viết này: Phương pháp nhiệt luyện trong điều chế kim loại
của website duhoc-o-canada.com