BÀI 20. TÁCH KIM LOẠI VÀ VIỆC SỬ DỤNG HỢP KIM

A. MỤC TIÊU CẦN ĐẠT CỦA BÀI HỌC

- Nêu được phương pháp tách kim loại theo mức độ hoạt động hóa học của chúng.

- Trình bày được quá trình tách một số kim loại có nhiều ứng dụng, như:

• Tách sắt ra khỏi iron(III) oxide bởi carbon oxide;

• Tách nhôm ra khỏi aluminium oxide bởi phản ứng điện phân;

• Tách kẽm khỏi zinc sulfide bởi oxygen và carbon (than).

- Nêu được khái niệm hợp kim.

- Giải thích vì sao trong một số trường hợp thực tiễn, kim loại được sử dụng dưới dạng hợp kim.

- Nêu được thành phần, tính chất đặc trưng của một số hợp kim phổ biến, quan trọng, hiện đại.

- Trình bày được các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang; quá trình sản xuất thép.

B. NHỮNG NỘI DUNG CẦN GHI NHỚ TRONG BÀI HỌC

I. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI

1. Các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng:

2. Một số phương pháp hoá học thường được sử dụng để tách kim loại:

- Phương pháp điện phân nóng chảy: dùng để điều chế các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Al,...

- Phương pháp nhiệt luyện: dùng để điều chế các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Zn, Fe,...

- Phương pháp thuỷ luyện: dùng để điều chế các kim loại hoạt động hoá học yếu như Ag, Au,...

II. QUÁ TRÌNH TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG

1. Tách nhôm ra khỏi aluminium oxide bằng phản ứng điện phân

- Phương pháp dùng để tách kim loại ra khỏi hợp chất trong công nghiệp: điện phân nóng chảy Al₂O₃.

- PTHH của phản ứng: 

2. Tách sắt ra khỏi iron (III) oxide

- Phương pháp dùng để tách kim loại ra khỏi hợp chất trong công nghiệp: nhiệt luyện, cho CO phản ứng với Fe₂O₃ ở nhiệt độ cao.

- PTHH của phản ứng:

3. Tách kẽm ra khỏi zinc sulfide

- Phương pháp dùng để tách kim loại ra khỏi hợp chất trong công nghiệp: nhiệt luyện, đốt cháy ZnS để chuyển thành ZnO, sau đó cho CO phản ứng với ZnO ở nhiệt độ cao.

- PTHH của phản ứng:

III. HỢP KIM

1. Khái niệm

Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.

2. ưu điểm của hợp kim

Ưu điểm của hợp kim so với kim loại: hợp kim thường có độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét lớn hơn so với kim loại.

3. Một số hợp kim phổ biến

Hợp kim phổ biến gồm: gang, thép, inox, duy-ra…

IV. SẢN XUẤT GANG THÉP

1. Sản xuất gang từ nguồn quặng chứa ion (III) oxide

Các giai đoạn chính sản xuất gang:

Tạo CO:

Tạo gang từ quặng:  

Tạo xỉ, tách xỉ thu được gang: + SiO₂ CaSiO₃

2. Sản xuất thép

Quá trình sản xuất thép: Làm giảm các tạp chất C, Si, Mn,... trong gang bằng cách chuyển chúng thành các oxide và loại bỏ chúng để thu được thép.