Câu hỏi: Thế nào là phương pháp thuỷ luyện trong điều chế kim loại?
Câu trả lời:
Phương pháp thủy luyện hay còn gọi là phương pháp ướt được dùng để điều chế các kim loại có hoạt tính hóa học thấp như Au, Ag, Hg, Cu…
– Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các dung dịch thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN… để hòa tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách chúng ra khỏi phần không tan trong quặng. Sau đó, các ion kim loại trong dung dịch bị khử bởi một kim loại có tính khử mạnh hơn, chẳng hạn như Fe, Zn, v.v.
– Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau Mg (thường là kim loại yếu).
Ví dụ 1:
#M862105ScriptRootC1420804 { chiều cao tối thiểu: 300px; }
Ag được điều chế bằng cách nghiền nhỏ quặng bạc sunfua Ag2S, xử lý bằng dung dịch NaCN, rồi lọc thu được dung dịch muối phức bạc:
Ag2S + 4NaCN → 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
Sau đó, ion Ag+ trong phức bị kim loại Zn khử:
Zn + 2Na[Ag(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Ag
Ví dụ 2:
Vàng lẫn trong đá có thể tan dần trong dung dịch NaCN bằng oxi không khí, thu được dung dịch muối phức của vàng:
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
Sau đó, ion Au3+ trong phức bị khử bởi kim loại Zn:
Zn + 2Na[Au(CN)2] → Na2[Zn(CN)4] + 2Au
Cách giải bài tập điều chế kim loại bằng phương pháp Thuỷ luyện?
* Một số lưu ý cần nhớ:
Cơ sở của phương pháp này là sử dụng các dung môi thích hợp như dung dịch H2SO4, NaOH, NaCN,… để hòa tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách chúng ra khỏi phần không tan trong quặng. Sau đó khử các ion kim loại này bằng các kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,…
Ví dụ: Dùng Fe để khử ion Cu2+ trong dung dịch muối đồng.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu¯
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu¯
* Một số ví dụ tiêu biểu:
Ví dụ 1: Cho thanh sắt vào dung dịch X chứa 0,1 mol AgNO3 và 0,2 mol Cu(NO3)2. Khi thấy thanh kim loại tăng đến 8,8 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt
Hướng dẫn giải chi tiết:
nAg+ = 0,1 mol; nCu2+ = 0,2 mol
Nếu Ag+ phản ứng hoàn toàn:
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag
0,05 0,1 → 0,1
=> mức tăng tối thiểu = 0,1108 – 0,05,56 = 8
=> Ag+ phản ứng hết; Cu2+ phản ứng một phần
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
x → x → x
=> mức tăng tối thiểu = 64x – 56x = 8x
=> tổng khối lượng tăng trong 2 phản ứng là:
mintăng = 8 + 8x = 8,8 => x = 0,1 mol
=> khối lượng kim loại kèm theo = mAg + mCu = 17,2 gam
Ví dụ 2: Cho 0,56 gam bột sắt vào 100 ml dung dịch gồm AgNO3 0,3M và Cu(NO3)2 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn X. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải chi tiết:
nFe = 0,01 mol; nAgNO3 = 0,03 mol; nCu(NO3)2 = 0,05 mol
Ta thấy: ne Fe cho cực đại = 0,01.3 = 0,03 mol = ne Ag+ được cực đại
=> Fe phản ứng hết với Ag tạo thành Fe3+ và Ag
=> nAg = nAgNO3 = 0,03 mol => m = 0,03.108 = 3,24 gam
Ví dụ 3: Cho m gam Zn vào dung dịch chứa 0,15 mol FeCl3. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,92 gam chất rắn. Giá trị của m là:
Hướng dẫn giải chi tiết:
nFeCl3 = 0,15mol => mFe sinh ra tối đa = 0,15 . 56 = 8,4 gam > 3,92 gam
=> chất rắn chỉ có Fe, và Zn đã phản ứng hết
nFe = 3,92/56 = 0,07 mol
FeCl3 phản ứng với Zn tạo thành Fe (0,07 mol) và FeCl2 (0,15 – 0,07 = 0,08 mol)
Bảo toàn e: 2nZn = 3nFe + nFeCl2 => nZn = 0,145 mol
=> m = 9,425 gam
Đăng bởi: Trường THPT Trần Hưng Đạo
Chuyên mục: Lớp 12 , Hóa học 12
Bạn thấy bài viết Phương pháp thủy luyện trong điều chế kim loại là gì? có giải quyết đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về Phương pháp thủy luyện trong điều chế kim loại là gì? bên dưới để Trường THPT Trần Hưng Đạo có thể chỉnh sửa & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website của Trường Trường THPT Trần Hưng Đạo
Chuyên mục: Giáo dục
Trả lời