BÀI 20. PHƯƠNG PHÁP TRONG TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Trong tự nhiên, các kim loại (trừ vàng, bạc và platinum) thường tồn tại dưới dạng hợp chất trong quặng. Làm thế nào để tách kim loại ra khỏi quặng?

Đáp án chuẩn:

- Điện phân nóng chảy.

- Nhiệt luyện.

- Điện phân dung dịch muối của những kim loại hoạt động trung bình, yếu.

I. KIM LOẠI TRONG TỰ NHIÊN

Câu hỏi 1: a) Hãy cho biết những kim loại nào tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên.

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

Đáp án chuẩn:

a) Vàng, bạc, platinum,…

b) 

- Quặng bauxite: Tây Nguyên, Lâm Đồng, Đắk Nông,…

- Quặng kẽm: Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang,…

- Quặng sắt: Thái Nguyên, Lào Cai,…

- Quặng đồng: Hà Giang, Lạng Sơn, Cao Bằng,…

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

Hoạt động nghiên cứu: Hãy tìm hiểu quá trình điện phân Al₂O₃ 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 hóa học để giải thích.

Đáp án chuẩn:

1. 

- Giảm nhiệt độ nóng chảy Al₂O₃.

- Tăng khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân.

- Tạo lớp xỉ trên bề mặt, ngăn cản quá trình oxi hoá Al.

2. Vì khí O₂ sinh ra ở cực dương đốt cháy than chì sinh ra CO₂. 

Câu hỏi 2: 

a) Hãy cho biết những kim loại nào được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Giải thích.

b) Hãy viết các phương trình xảy ra trên các điện cực và phương trình hóa học của phản ứng khi điện phân nóng chảy muối ăn.

Đáp án chuẩn:

a) Na, K, Ba, Ca, Mg, Al,…

Vì là kim loại mạnh trong dãy điện hoá.

b) Na⁺ + 1e → Na

2Cl^- → Cl₂ + 2e

NaCl Na + Cl₂

Câu hỏi 3: Hãy kể tên một số kim loại được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện.

Đáp án chuẩn:

 Zn, Fe, Cu, Pb,…

Hoạt động nghiên cứu: Quan sát Hình 20.2 và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Cho biết điện cực nào là điện cực dương, điện cực nào là điện cực âm.

2. Hãy viết các quá trình xảy ra trên các điện cực và phương trình hóa học của phản ứng điện phân dung dịch CuSO₄.

Đáp án chuẩn:

1. Điện cực âm: phải, điện cực dương: trái.

2. Cu²⁺ + 2e → Cu

2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e

 CuSO₄ + H₂O → Cu + H₂SO₄ + O₂

III. TÁI CHẾ KIM LOẠI

Hoạt động nghiên cứu: Em hãy tìm hiểu, trình bày nhu cầu sử dụng và thực tiễn tái chế sắt, nhôm, đồng ở Việt Nam.

Đáp án chuẩn:

Dùng kim loại ngày càng tăng

- Tái chế sắt:

+ Tái chế từ vật liệu, các đồ dùng cũ,…

+ Phương pháp nung chảy, điện phân dung dịch

+ Ứng dụng sản xuất thép, xây dựng, sản xuất ô tô,…

- Tái chế nhôm: 

+ Tái chế từ lon nước ngọt, lon bia, các đồ gia dụng bằng nhôm,…

+ Phương pháp điện phân nóng chảy.

+ Sản xuất ô tô, xe máy, xe đạp, xây dựng,…

- Tái chế đồng:

+ Tái chế từ cáp dây điện, đồ gia dụng bằng đồng, các sản phẩm điện tử,…

+ Phương pháp thuỷ luyện, nhiệt luyện,…

+ Sử dụng làm vật liệu xây dựng, dây dẫn điện,…