BÀI 15: TÁCH KIM LOẠI VÀ TÁI CHẾ KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Người ta có thể thu được kim loại bằng cách tách kim loại từ các hợp chất của chúng, hoặc bằng quá trình tái chế kim loại.

1. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp để tách kim loại từ hợp chất cần dựa vào cơ sở nào?
2. Vì sao cần phải tái chế kim loại?

Đáp án chuẩn:

a) Khử cation M⁺ thành kim loại.

b) Đáp ứng nhu cầu sử dụng trong cuộc sống.

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA KIM LOẠI

Câu hỏi 1: Dựa vào độ hoạt động hóa học hoặc giá trị thế điện cực chuẩn, giải thích vì sao vàng, bạc có thể tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên. 

Đáp án chuẩn:

Do thế điện cực chuẩn của vàng và bạc lớn.

Câu hỏi 2: Nước tự nhiên ở khu vực có khoáng vật calcite thường chứa cation kim loại nào?

Đáp án chuẩn:

Cation Ca²⁺.

Vận dụng 1: Mỏ khoáng vật là nơi tập trung quặng tới mức có thể khai thác được, như mỏ vàng Bồng Miêu, Quảng Nam; mỏ sắt Thạch Khê, Hà Tĩnh.

Hãy tìm hiểu và cho biết một số mỏ kim loại quan trọng ở Việt Nam.

Đáp án chuẩn:

Mỏ apatite ở Lào Cai; mỏ đồng ở Lạng Sơn; mỏ wolfram ở Thái Nguyên...

II. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Luyện tập 1: Chỉ ra chất khử được sử dụng trong các phản ứng ở Ví dụ 1.

Đáp án chuẩn:

1): CO.

2): C. 

Câu hỏi 3: Chỉ ra một số đặc điểm khác nhau giữa phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thủy luyện.

Đáp án chuẩn:

Luyện tập 2: Viết phương trình hóa học của phản ứng tách nhôm từ aluminium oxide bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

Đáp án chuẩn:

Luyện tập 3: Hãy đề xuất phương pháp tách kim loại sodium từ hợp chất sodium chloride. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Phương pháp điện phân nóng chảy, do sodium là một kim loại mạnh.

III. TÁI CHẾ KIM LOẠI

Câu hỏi 4: Cho biết một số phế liệu có thể dùng để tái chế nhôm.

Đáp án chuẩn:

Vỏ lon nước ngọt, xác của nhiều loại xe, khung nhôm... 

Luyện tập 4: Hình dưới đây liên quan đến công đoạn nào trong quá trình tái chế kim loại?

Đáp án chuẩn:

Luyện kim 

Vận dụng 2: Hãy tìm hiểu về quy trình tái chế nhôm thủ công. Nêu và giải thích nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ quá trình tái chế nhôm thủ công.

Đáp án chuẩn:

Bước 1: Nhập nhôm phế liệu.

Bước 2: Cắt thành mảnh nhỏ, ép, đập...

Bước 3: Làm sạch.

Bước 4: Cho khối nhôm vào lò nung 

Bước 5: Loại bỏ cặn bã, tạp chất rồi đổ vào khuôn tạo hình sản phẩm.

Do quá trình tẩy rửa các sản phẩm nhôm đã thải trực tiếp ra môi trường nước thải có chứa các dung dịch độc hại như acid, hơi kim loại…

BÀI TẬP

Bài 1: Đề xuất phương pháp tách kim loại magnesium từ magnesium carbonate và viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Đáp án chuẩn:

Bài 2: Kim loại kẽm được tách từ hợp chất zinc sulfide trong khoáng vật sphalerite. Trước tiên, đốt zinc sulfide trong khí oxygen dư để tạo zinc oxide và sulfur dioxide. Để thu được zinc, có thể khử zinc oxide bằng carbon. Viết các phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.

Đáp án chuẩn:

Bài 3: Để tái chế nhôm, người ta có thể sử dụng phế liệu kim loại như vỏ của các lon, hộp chứa nước giải khát hay thực phẩm. Phế liệu này còn lẫn các tạp chất là các hợp chất hữu cơ và vô cơ (có trong nhãn, mác in hoặc sơn trên vỏ lon, hộp). Phế liệu được cắt, băm nhỏ rồi cho vào lò nung đến khi chảy lỏng. Phần lớn các tạp chất biến thành xỉ lỏng, nổi lên trên, được vớt ra khỏi lò. Phần còn lại trong lò là nhôm tái chế ở trạng thái nóng chảy.

1. Nêu lợi ích của việc cắt, băm nhỏ phế liệu nhôm trước khi nung chảy.
2. Theo em, có nên dùng nhôm tái chế theo mô tả trên để chế tạo dụng cụ nhà bếp (xoong, chảo, thau,...), dụng cụ y tế không? Vì sao?

Đáp án chuẩn:

a) Giúp giảm bớt thể tích và dễ dàng tái chế.

b) Không nên dùng nhôm tái chế vì sản xuất thô sơ và không đảm bảo chất lượng.