BÀI 15. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Sau khi khai thác quặng, cần thực hiện quá trình tách kim loại để thu được kim loại tinh khiết. Có những phương pháp nào để tách kim loại?

Đáp án chuẩn:

Nhiệt luyện, thuỷ luyện và điện phân.

1. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA KIM LOẠI VÀ QUẶNG, MỎ KIM LOẠI

Thảo luận 1: Tìm hiểu và nêu trạng thái tự nhiên của một số kim loại.

Đáp án chuẩn:

Dạng đơn chất (như vàng, bạc, platinum,…), dạng hợp chất trong các quặng, mỏ.

2. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Thảo luận 2: Xác định chất oxi hoá, chất khử trong các phản ứng ở Ví dụ 1.

Đáp án chuẩn:

1: oxi hoá: ZnO, khử: C.

2: oxi hoá: Fe₂O₃, khử: CO.

Luyện tập: Trình bày cách tách Cu từ Cu(OH)₂ bằng phương pháp nhiệt luyện. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

Đáp án chuẩn:

Cu(OH)₂ CuO + H₂O

2CuO + C  2Cu + CO₂

Thảo luận 3: Hãy so sánh phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thuỷ luyện. Phương pháp nào thường dùng trong phòng thí nghiệm để tách kim loại? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Giống nhau: tách kim loại và khử ion của kim loại yếu.

- Khác nhau:

+ Nhiệt luyện: nhiệt độ cao, bằng chất khử C, CO,…

+ Thuỷ luyện: hoà tan kim loại. Sau đó, khử bằng kim loại hoạt động mạnh hơn.

* Phương pháp thuỷ luyện vì dễ xảy ra, an toàn và không đòi hỏi nhiệt độ cao.

Thảo luận 4: Có thể điện phân dung dịch muối của bạc để tách kim loại này được không? Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Đáp án chuẩn:

Có.

2AgNO₃ + H₂O → 2Ag + O₂ + 2HNO₃

3. NHU CẦU VÀ THỰC TIỄN TÁI CHẾ KIM LOẠI

Thảo luận 5: Tìm hiểu về một số làng nghề tái chế kim loại phổ biến Al, Fe, Cu ở Việt Nam. Nêu thực trạng về môi trường tại làng nghề đó.

Đáp án chuẩn:

- Không có biện pháp kiểm soát ô nhiễm, xử lí chất thải và bảo hộ lao động cần thiết. 

- Phát sinh bụi và các khí thải, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.

- Lượng chất thải rắn lớn, đổ bừa bãi và ô nhiễm nghiêm trọng.

BÀI TẬP

Bài 1: Viết sơ đồ tách kim loại bằng một phương pháp hoá học thích hợp từ mỗi nguyên liệu MgO và Fe₂O₃. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra (nếu có).

Đáp án chuẩn:

- MgO Mg + O₂

- Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂

Bài 2: Trình bày phương pháp hoá học thích hợp để tách kim loại ra khỏi hỗn hợp kim loại bạc và đồng. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Đáp án chuẩn:

- Tách Ag cho hỗn hợp vào dung dịch AgNO₃.

PTHH: Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag.

- Tách Cu , Fe tác dụng Cu(NO₃)₂. 

PTHH:  Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu

Bài 3: Đá vôi là loại đá trầm tích bao gồm các khoáng vật calcite và các dạng kết tinh khác nhau của calcium carbonate. Đá vôi (thành phần chính CaCO₃) có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Hãy lựa chọn và trình bày phương pháp hoá học thích hợp điều chế calcium từ CaCO₃. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Đáp án chuẩn:

Điện phân nóng chảy muối của CaCO₃ và HCl.

PTHH: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaCl₂ Ca + Cl₂