Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2
- Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là
- Phương pháp điều chế kim loại
- 1. Nguyên tắc điều chế kim loại
- 2. Các phương pháp điều chế kim loại
- Câu hỏi vận dụng liên quan
Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là được VnDoc biên soạn hướng dẫn bạn đọc trả lời câu hỏi liên quan đến điều phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là điện phân CaCl2 nóng chảy. Cũng như đưa ra các nội dung lý thuyết bài tập liên quan. Giúp bạn đọc củng cố, rèn luyện kĩ năng thao tác giải bài tập.
Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là
A. nhiệt phân CaCl2.
B. dùng Na khử Ca2+ trong dung dịch CaCl2.
C. điện phân CaCl2 nóng chảy.
D. điện phân dung dịch CaCl2
Đáp án hướng dẫn giải chi tiết
Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là điện phân CaCl2 nóng chảy.
Nguyên tắc của phương pháp điện phân nóng chảy: là sử dụng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại trong chất điện li nóng chảy.
Đối tượng áp dụng: Phương pháp này áp dụng được cho tất cả các kim loại, nhưng thường dùng nhất là các kim loại mạnh như: Li, K, Na, Ca, Ba, Mg, Al
Đáp án C
Phương pháp điều chế kim loại
1. Nguyên tắc điều chế kim loại
Thực hiện phản ứng khử ion kim loại thành kim [Mn+ ] loại thành kim loại tự do [M]
Mn+ + ne → M
Thí dụ:
Na+ + 1e → Na
Cu2+ + 2e → Cu
2. Các phương pháp điều chế kim loại
2.1. Phương pháp thủy luyện
a. Nguyên tắc chung: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối của nó.
b. Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại có tính khử yếu như: Pb, Ag, Cu,...
c. Lưu ý khi dùng phương pháp thủy luyện
Ba điều kiện để kim loại A đẩy được kim loại B ra khỏi dung dịch muối của nó dưới dạng tự do là:
- Điểu kiện 1: Kim loại A phải hoạt động mạnh hơn kim loại B [nghĩa là A đứng trước B trong dãy điện hóa]
- Điều kiện 2: Kim loại A và kim loại B đều phải không tan trong nước ở điều kiện thường.
- Điều kiện 3: Muối B [tham gia phản ứng] và muối của A [tạo thành] đều là muối tan.
2.2. Phương pháp nhiệt luyện
a. Nguyên tắc: Dùng chất khử thích hợp như CO, C, Al, H2 khử ion kim loại trong oxit của chúng ở nhiệt độ cao.
b. Phạm vi sử dụng: Thường dùng trong công nghiệp với kim loại có tính khử trung bình đến yếu [sau Al].
c. Lưu ý
Để thu được kim loại tính khiết nên dùng CO hay H2 dư [vì khí dư sẽ thoát ra, không ảnh hưởng đến độ tinh khiết của kim loại cần điều chế].
Nếu dùng CO thiếu để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao [do sắt có nhiều hóa trị] quá trình phản ứng xảy ra theo từng giai đoạn
Có thể dùng nhiệt để phân hủy một số hợp chất [oxit, muối, ...] của các kim loại yếu để điều chế kim loại tự do.
Trường hợp quặng là sunfua kim loại như Cu2S, ZnS, FeS2…thì phải chuyển sunfua kim loại thành oxit kim loại. Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp
2.3. Phương pháp điện phân
Nguyên tắc chung: Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại thành kim loại tự do
Phạm vi áp dụng: Bằng phương pháp điện phân có thể điều chế được hầu hết các kim loại
Lưu ý:
Khác với phản ứng oxi hóa – khử thông thường, phản ứng điện phân do tác dụng của điện năng và các chất trong môi trường điện phân không trực tiếp cho nhau electron mà phải truyền qua dây dẫn.
K Ca Na Mg Al Zn Fe ..... Pt Au
a. Điện phân chất điện li nóng chảy
Điều chế được hầu hết các kim loại. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ dùng điều chế các kim loại như: Na, K, Mg, Ca, Ba, Al. Vì phương pháp này tốn kém hơn so với phương pháp điện phân dung dịch.
b. Điện phân dung dịch chất điện li trong nước
Điều chế các kim loại trung bình, yếu [sau Al].
Mn+ + ne → M
* Lưu ý:
Nếu điện phân dung dịch mà có các ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ thì nước sẽ tham gia điện phân.
2H2O + 2e → H2 + 2OH–
Nếu trong dung dịch có nhiều cation thì cation nào có tính oxi hóa mạnh hơn sẽ bị khử trước.
Câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1.Dãy các kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp thủy luyện là
A. Na, K, Ca, Al.
B. Al, Ca, Cu, Ag.
C. Mg, Zn, Pb, Ni.
D. Fe, Cu, Ag, Au.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 2. Kim loại nào sau đây được điều chế bằng cả 3 phương pháp: thủy luyện, nhiệt luyện và điện phân dung dịch?
A. Mg.
B. Al.
C. Ca.
D. Cu.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 3. Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện ?
A. Na
B. Mg
C. Cu
D. Al
Xem đáp án
Đáp án C
Câu 4.Kim loại nào sau đây điều chế được bằng phương pháp nhiệt luyện với chất khử là CO?
A. K.
B. Ca.
C. Al.
D. Fe.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 5.Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là:
A. oxi hóa kim loại thành ion kim loại.
B. khử kim loại thành ion kim loại.
C. khử ion kim loại thành kim loại.
D. oxi hóa ion kim loại thành kim loại.
Xem đáp án
Đáp án C
C. khử ion kim loại thành kim loại.
Nguyên tắc chung để điều chế kim loại là khử ion kim loại thành kim loại.
Nguyên tắc chung, là sự khử ion kim loại thành kim loại:
Mn+ + ne → M
Ví dụ: Na+ + 1e → Na
Câu 6.Kim loại nào sau đây được điều chế bằng phương pháp thủy luyện?
A. Na
B. Mg
C. Cu
D. Al
Xem đáp án
Đáp án C
Kim loại Cu có thể điều chế được bằng phương pháp thủy luyện.
Các kim loại K, Na, Ba chỉ có thể điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.
Câu 7.Dãy các kim loại có thể được điều chế bằng phương pháp thủy luyện là
A. Na, K, Ca, Al.
B. Al, Ca, Cu, Ag.
C. Mg, Zn, Pb, Ni.
D. Fe, Cu, Ag, Au.
Xem đáp án
Đáp án D
Câu 8. Khẳng định nào sau đây là đúng về:
A. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
B. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
C. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử.
D. Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại.
Xem đáp án
Đáp án A
Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại
..........................................
VnDoc đã gửi tới nội dung tài liệu Phương pháp thích hợp điều chế kim loại Ca từ CaCl2 là, nội dung tài liệu đưa ra nguyên tắc điều chế kim loại cũng như các phương pháp để giúp các bạn học sinh hệ thống lại kiến thức trọng tâm. Mời các bạn cùng tham khảo thêm Hóa lớp 12,Hóa học lớp 11, Hóa học lớp 10.
Ngoài ra các tài liệu trên, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập, cũng như bài giảng, giáo án hay miễn phí trên Facebook: Tài Liệu Học Tập VnDoc.com. Mời quý thầy cô cùng các bạn đọc tham gia, để có thể cùng nhau chia sẻ nhận được những tài liệu mới nhất.
Câu hỏi: Phương pháp chung để điều chế kim loại Na, Ca, Al trong công nghiệp hiện nay là:
A. Nhiệt luyện.
B. thủy luyện.
Bạn đang xem: Phương pháp chung để điều chế kim loại Na, Ca, Al trong công nghiệp
C. điện phân nóng chảy.
D. điện phân dung dịch
Lời giải:
Đáp án C
Phương pháp chung để điều chế kim loại Na, Ca, Al trong công nghiệp hiện nay là điện phân nóng chảy.
Ghi nhớ: Phương pháp để điều chế các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al, là điện phân nóng chảy muối halogen hoặc oxit của chúng.
Cùng THPT Ninh Châu tìm hiểu về lý thuyết Đại cương về kim loại nhé
I. Vị trí, cấu tạo của kim loại
1. Vị trí
– Nhóm IA [trừ H], nhóm IIA: các kim loại này là những nguyên tố s
– Nhóm IIIA [trừ B], một phần của các nhóm IVA, VA, VIA: các kim loại này là những nguyên tố p
– Các nhóm B [từ IB đến VIIIB]: các kim loại chuyển tiếp, chúng là những nguyên tố d
– Họ lantan và actini [xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng]: các kim loại thuộc hai họ này là những nguyên tố f
2. Cấu tạo
– Cấu tạo nguyên tử kim loại
+ Hầu hết các nguyên tử kim loại có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng
+ Bán kính nguyên tử của các nguyên tố kim loại nhìn chung lớn hơn bán kính nguyên tử các nguyên tố phi kim
– Cấu tạo mạng tinh thể kim loại
Có ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng là lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lục phương
– Liên kết kim loại
Là liên kết hóa học hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại.
II. MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI
1. Mạng tinh thể kim loại
– Phần lớn có cấu tạo đặc khít. Kim loại thường tồn tại dưới 3 kiểu mạng là: lập phương tâm diện [74%], lập phương tâm khối [68%] và mạng lục phương [74%].
– Nút mạng là các cation hoặc nguyên tử kim loại dao động xung quanh vị trí nhất định.
– Giữa các nút mạng là rất nhiều các e có thể chuyển động tương đối tự do.
2. Liên kết kim loại
Liên kết kim loại là liên kết sinh ra do các e tự do gắn các nút mạng với nhau.
III. TÍNH CHÂT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI
1. Các tính chất vật lí chung
– Kim loại có tính chất vật lí chung là dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.
– Các tính chất vật lí chung này là do các e tự do có trong mạng tinh thể kim loại gây ra.
2. Một số tính chất vật lí khác
– Tỉ khối: của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ 0,5 [Li] đến 22,6 [Os]. Thường thì:
+ d < 5: kim loại nhẹ [K, Na, Mg, Al].
+ d > 5: kim loại nặng [Zn, Fe…].
– Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ -390C [Hg] đến 34100C [W]. Thường thì:
+ t < 10000C: kim loại dễ nóng chảy.
+ t > 15000C: kim loại khó nóng chảy [kim loại chịu nhiệt].
– Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến rất cứng.
Tỷ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu mạng tinh thể; mật độ e; khối lượng mol của kim loại…
IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Tính chất hóa học của các kim loại là tính khử:
M → Mn+ + ne
1. Tác dụng với phi kim
a. Với oxi
– Hầu hết các kim loại đều tham gia phản ứng trừ Au, Pt, và Ag → oxit bazơ hoặc oxit lưỡng tính.
2xM + yO2 → 2MxOy
– Mức độ phản ứng với oxi của các kim loại khác nhau: kim loại càng mạnh thì phản ứng càng mạnh.
+ K, Na cháy tạo thành oxit khi có lượng oxi hạn chế. Nếu oxi dư thì tạo thành peoxit.
+ Ca, Mg, Al, Zn, Fe cháy tạo thành oxit và khả năng phản ứng với oxi giảm dần.
+ Các kim loại từ Pb → Hg không cháy nhưng tạo thành màng oxit trên bề mặt.
+ Các kim loại từ Ag → Au không cháy và không tạo thành lớp màng oxit trên bề mặt.
– Phản ứng với oxi của kim loại phụ thuộc vào bề mặt của lớp oxit tạo thành: nếu bề mặt không khít thì phản ứng hoàn toàn; nếu bề mặt khít thì chỉ phản ứng ở trên bề mặt như Al, Zn…
b. Với clo
Các kim loại đều tác dụng với clo khi đun nóng → muối clorua [KL có hóa trị cao].
2M + nCl2 → 2MCln
c. Với các phi kim khác
Các kim loại còn phản ứng được với nhiều phi kim khác như Br2, I2, S…
2Al + 3I2 → 2AlI3 [H2O]
Fe + S → FeS [t0]
2. Tác dụng với nước
a. Ở nhiệt độ thường
– Chỉ có kim loại kiềm và kiềm thổ như Na, K, Ba và Ca phản ứng → kiềm + H2.
– Phản ứng tổng quát:
2M + 2nH2O → 2M[OH]n + nH2
b. Phản ứng ở nhiệt độ cao
– Mg và Al có phản ứng phức tạp:
Mg + 2H2O → Mg[OH]2 + H2 [1000C]
Mg + H2O → MgO + H2 [≥ 2000C]
– Mn, Zn, Cr, Fe ở nhiệt độ cao phản ứng với hơi nước → oxit kim loại + H2.
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 [< 5700C]
Fe + H2O → FeO + H2 [> 5700C]
3. Tác dụng với dung dịch axit
a. Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng, H3PO4… [H+]
Chỉ kim loại đứng trước H2 mới có phản ứng → muối [trong đó kim loại chỉ đạt đến hóa trị thấp] + H2.
Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2
Chú ý: Na, K, Ba, Ca… khi cho vào ddịch axit thì phản ứng với H+ trước, nếu dư thì phản ứng với H2O. Pb đứng trước nhưng không tác dụng với HCl và H2SO4 loãng do tạo muối khó tan bám trên mặt cản trở phản ứng.
b. Tác dụng với dung dịch các axit có tính oxi hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc nóng
– Hầu hết các kim loại đều có phản ứng [trừ Au, Pt] ® muối [KL có hóa trị cao nhất] + H2O+ sản phẩm được hình thành từ sự khử S+6 hoặc N+5.
– Al, Fe, Cr thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội.
4. Tác dụng với dung dịch muối
– Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.
– Với các kim loại không tan trong nước, kim loại hoạt động [đứng trước] đẩy được kim loại kém hoạt động [đứng sau] ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chú ý:
2Fe3+ + Fe → 3Fe2+
Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+
Fe2+ + Ag+ → Ag + Fe3+
5. Phản ứng với dung dịch kiềm
– Các kim loại tan trong nước: Na, K, Ca và Ba tác dụng với nước có trong dung dịch.
– Một số kim loại có hiđroxit tương ứng là chất lưỡng tính + dung dịch bazơ → muối + H2.
Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3/2H2
V. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
1. Phương pháp nhiệt luyện
– Nguyên tắc: dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
– Phạm vi sử dụng: thường dùng trong công nghiệp với kim loại sau Al.
2. Phương pháp thủy luyện
– Nguyên tắc: Dùng dung dịch thích hợp [HCl, HNO3, nước cường toan, CN-…] hòa tan nguyên liệu sau đó lấy kim loại mạnh [không tan trong nước] đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó.
– Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau Mg [thường là kim loại yếu].
3. Phương pháp điện phân
a. Điện phân nóng chảy
– Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy [muối halogenua, oxit, hidroxit].
– Phạm vi sử dụng: có thể dùng để điều chế tất cả các kim loại nhưng thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba và Al.
b. Điện phân dung dịch
– Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó.
– Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế các kim loại yếu.
VI. ĂN MÒN KIM LOẠI
– Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh.
– Ăn mòn kim loại gồm ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
1. Ăn mòn hóa học
– Nguyên nhân: do kim loại có phản ứng hóa học trực tiếp với các chất ở môi trường xung quanh.
– Điều kiện: kim loại được đặt trong môi trường có chứa chất oxi hóa mà kim loại có thể tham gia phản ứng thường là chất khí, hơi nước, dung dịch axit…
– Bản chất: là phản ứng oxi hóa – khử trong đó kim loại đóng vai trò chất khử. Electron chuyển trực tiếp từ kim loại vào môi trường.
2. Ăn mòn điện hóa
– Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện.
– Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa:
+ Có 2 điện cực khác nhau về bản chất [kim loại + kim loại; kim loại + phi kim; kim loại + hợp chất].
+ 2 điện cực phải được tiếp xúc điện với nhau.
+ 2 điện cực cùng được tiếp xúc với dung dịch chất điện li [không khí ẩm].
– Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa:
+ Kim loại mạnh đóng vai trò là cực âm [anot].
+ Kim loại yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò cực dương[catot].
+ Tại cực âm, kim loại mạnh bị ăn mòn [bị oxi hóa].
M → Mn+ + ne
+ Tại cực dương, môi trường bị khử:
Môi trường axit:
2H+ + 2e → H2
Môi trường trung tính, bazơ:
2H2O + O2 + 4e → 4OH–
[phản ứng phụ]: Mn+ + nOH– → M[OH]n [tạo gỉ]
– Bản chất của ăn mòn điện hóa: là sự oxi hóa kim loại ở cực âm và sự khử môi trường ở cực dương. Electron được chuyển từ kim loại mạnh sang kim loại yếu [hoặc phi kim] rồi vào môi trường.
3. Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn
Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể sử dụng các phương pháp sau:
– Cách li kim loại với môi trường: sơn, mạ, tráng, nhúng nhựa…
– Dùng chất kìm hãm.
– Tăng khả năng chịu đựng: hợp kim chống gỉ.
– Phương pháp điện hóa: dùng kim loại mạnh hơn kim loại ở cực âm không tác dụngvới nước gắn vào vật bị ăn mòn phần chìm trong dung dịch điện li [anot hi sinh].
Đăng bởi: Đại Học Đông Đô
Chuyên mục: Lớp 12, Hóa Học 12