Hình ảnh nhà máy lọc dầu ở Dung Quất

Tòa tháp đôi ở Malaysia

Công trình xây dựng

Vật dụng gia đình

Trang sức

Làm trụ điện

NaCl
Corindon (Al2O3 + …)

Pyrit sắt(FeS2)

Khoáng vật Florit (CaF2)

Bài 21

ĐIỀU CHẾ
KIM LOẠI

Bài 21. Điều chế kim loại
I. NGUYÊN TẮC
Khử ion kim loại (trong hợp chất) thành
nguyên tử (đơn chất).
Mn+ + ne → M
hiđroxit và muối.

Những dạng hợp chất của kim loại là : oxit,
Ví dụ :

Fe2O3, NaOH, CuSO4, …

Bài 21. Điều chế kim loại
II. PHƯƠNG PHÁP
Tùy thuộc vào dạng hợp chất của kim loại
và độ hoạt động (tính khử) của kim loại mà ta chọn phương
pháp điều chế cho phù hợp.
Độ hoạt động (tính khử) của kim loại được
đánh giá dựa trên dãy điện hóa của kim loại.
K

Ca Na Mg Al
Tính khử mạnh

Zn

Fe

Ni

Sn Pb

Tính khử trung bình

Cu Hg Ag
Tính khử yếu

PHƯƠNG

Phương pháp thủy luyện

PHÁP
ĐIỀU
CHẾ

Phương pháp nhiệt luyện

KIM
LOẠI

Phương pháp điện phân

Bài 21. Điều chế kim loại
II. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp
Dạng hợp chất
Tính khử của KL
Cách thực hiện

Ví dụ

Nhiệt luyện

Thủy luyện

Oxit kim loại
Trung bình và yếu

Dung dịch muối Cl-, NO3-, SO42-

Dùng các chất khử mạnh
như Al, H2, C, CO phản
ứng với oxit ở to cao.

Dùng KL có tính khử mạnh
hơn không tan trong nước
đẩy KL có tính khử yếu hơn
ra khỏi dung dịch muối.

2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe
ZnO + CO Zn + CO2
CuO + H2 Cu + H2O

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 →
Cu(NO3)2 + 2Ag
Fe + 3AgNO3 →

Yếu

Bài 21. Điều chế kim loại
II. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp
Dạng hợp chất
Tính khử của KL
Cách thực hiện

Ví dụ

Điện phân nóng chảy
Oxit, hiđroxit, muối ClMạnh

Điện phân dung dịch
Dung dịch muối Cl-, SO42- , NO3-

Trung bình và yếu

Dùng dòng điện 1 chiều đi Dùng dòng điện 1 chiều đi
qua hợp chất ở trạng thái qua hợp chất ở trạng thái
nóng chảy (trong bình đp) dung dịch (trong bình đp)
2Al2O3 4Al + 3O2
NaCl Na + Cl2
4NaOH 4Na + O2 +

2H2O

CuCl2 Cu + Cl2
4AgNO3 + 2H2O
O2 + 4HNO3
2CuSO4 + 2H2O

4Ag +

2Cu +

SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY
K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ …………….Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+

Catot (-)
Oxit
Muối clorua
(nóng chảy)

Mn+

+ ne → M

Dòng điện

2O2- → O2 + 4e
Anot (+)

2Cl- → Cl2 + 2e

SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH
H2O
Muối

Catot (-)
Khử Mn+ hoặc H2O

Dòng điện

Anot (+)

Oxi hoá các gốc axit hoặc
H2O
Li+ Al3+ : 2H2O + 2e  2OH- + Halogenua
: 2X-  X2 +
3+
n+
H
2e
G
ố
c
có
oxi
:
NO
2
3,
Sau
Al : M + ne 
2SO
M
2H
O  O2 + 4H+ + 4e
4 2..

THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN Ở CATOT, ANOT
1) Ở điện cực catot ( cực âm):
Ion kim loại và nước sẽ bị khử theo thứ tự:
K+ Na+ Mg2+ Al3+ H+(H2O) Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ Fe3+Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+

H+ của H2O bị khử
H2O + 2e  H2 + 2OHMn+ + nOH-  M(OH)n

Ưu tiên

Cation kim loại bị khử
Mn+ + ne  M

2) Ở điện cực anot ( cực dương):
- Ion âm hay điện cực kim loại bị oxi hóa
- Điện cực trơ( C, Pt): Xảy ra quá trình oxi hóa các anion và nước
S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O > NO3-, SO42-, CO32-,…

Ưu tiên

VD: 2Cl-  Cl2 + 2e

2H2O  4H+ + O2 + 4e

Anot

+

Catot

-

K

Graphit

Graphit

Dung dịch CuSO4
Cu2+
Cu2+

SO42-

SO42-

Cu

Cu2+
Cu

2+

2+

SO4

Cu2+

2-

SO42-

SO42-

SO42SO42-

Bài 21. Điều chế kim loại
II. PHƯƠNG PHÁP
Định luật Farađay dùng để tính lượng chất thu được ở các điện cực trong quá
trình điện phân.

AIt
m
nF

Trong đó:
m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam)
A: Khối lượng mol của chất thu được ở điện cực
n: Số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho (hoặc nhận)
I: Cường độ dòng điện (ampe)
t: Thời gian điện phân (giây hoặc giờ )
F: Hằng số Farađây (F = 96 500 nếu t tính bằng giây
F = 26,8 nếu t tính bằng giờ).

Bài 21. Điều chế kim loại
II. PHƯƠNG PHÁP
Ví dụ 1: Điện phân (điện cực trơ) dung dịch CuSO4 với
cường độ dòng điện 3A trong thời gian 30 phút. Tính khối
lượng Cu thu được ở cactot?

𝟔𝟒 . 𝟑 .(𝟑𝟎 . 𝟔𝟎)
𝐦=
=𝟏 ,𝟕𝟗 𝐠𝐚𝐦
𝟐 . 𝟗𝟔𝟓𝟎𝟎

Ví dụ 2: Tính khối lượng của Cu thu được ở catot sau
30 phút điện phân một lượng dư dung dịch CuCl2 với
cường độ dòng điện là 5 ampe.
30 phút = 30. 60 = 1800 (giây)
Pt điện phân dd CuCl2 :
CuCl2

 đpdd
 

Cu + Cl2

Khối lượng Cu thu được ở catot :

mCu

64.5.1800

2,98( gam)
2.96500

HỆ THỐNG KIẾN THỨC
PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Thuỷ luyện

Nhiệt luyện
Đp nóng chảy

K+

Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+

K

Na

Mg

Mạnh

Al

Nhiệt luyện
Điện phân dd

Điện phân dd

Zn

Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+

Fe

Ni

Sn

Trung bình

Pb

H+

Cu2+ Ag+

Au3+

H2

Cu

Au

Ag

Yếu

Câu 1:

Câu 2:

LUYỆN TẬP
Dãy gồm các kim loại có thể điều chế bằng
phương pháp thủy luyện:
A. Al, Fe, Cr
C. Mg, Zn, Cu

B. Hg, Cu, Ag
D. Sr, Ag, Au

Dãy gồm các kim loại có thể điều chế bằng
phương pháp nhiệt luyện:
A. Al, Fe, Cr
C. Mg, Zn, Cu

B. Sr, Ag, Au
D. Zn, Cu, Sn

Câu 3:

LUYỆN TẬP

Trường hợp nào sau đây kim loại được điều chế bằng
phương pháp thuỷ luyện?

Cu + FeCl2

Zn + AgNO3

Na + CuSO4

Cu + AgCl

Câu 4:

LUYỆN TẬP

Thổi luồng khí CO qua hỗn hợp CuO, MgO, Al2O3, FeO, Fe3O4 thu
được chất rắn gồm:

Cu , Mg, Fe, Al

Cu, MgO, Al2O3, Fe

Cu, Mg, Al2O3, Fe

Cu, MgO, Al, Fe

Câu 5: Tính khối lượng Ag thu được ở catot sau 30 phút

điện phân một lượng dư dung dịch AgNO3 với cường độ
dòng điện là 5 ampe
PTĐP:
đpdd
4AgNO3 + 2H
O

2 
+ 4 HNO3

m Ag

4 Ag + O2

108.5.1800

10,07( gam)
96500

VẬN DỤNG
Từ CaCO3, Cu(OH)2 hãy lựa chọn
phương pháp thích hợp để điều chế kim loại.
Trình bày theo sơ đồ các phương pháp đó.
 HCl

đpnc

* CaCO 3    CaCl 2  
  Ca
* Cu(OH) 2  HCl
  CuCl 2  đpdd

  Cu
 HCl

 Fe

Cu(OH) 2    CuCl 2    Cu
t0

H 2 , t 0

Cu(OH) 2   CuO     Cu