Giải SGK Hóa học 12 CTST Bài 15: Các phương pháp tách kim loại có đáp án

Một số phương pháp tách kim loại:

+ Phương pháp nhiệt luyện.

+ Phương pháp thuỷ luyện.

+ Phương pháp điện phân.

- Xét phản ứng: $\overset{+2}{Zn}O\ +\ \overset{0}{C}\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }\overset{0}{Zn}\ +\ \overset{+2}{C}O$

Số oxi hoá của C tăng từ 0 lên +2 nên C đóng vai trò là chất khử; số oxi hoá của Zn giảm từ +2 xuống 0 nên ZnO đóng vai trò là chất oxi hoá.

- Xét phản ứng: ${\overset{+3}{Fe}}_{2}{O}_{3}+\ 3\overset{+2}{C}O\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }2\overset{0}{Fe}\ +\ 3\overset{+4}{C}{O}_{2}$

Số oxi hoá của C tăng từ +2 lên +4 nên CO đóng vai trò là chất khử; số oxi hoá của Fe giảm từ +3 xuống 0 nên Fe$_{2}$O$_{3}$ đóng vai trò là chất oxi hoá.

Bước 1: Nhiệt phân Cu(OH)$_{2}$ thu được CuO:

Cu(OH)$_{2}$ $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$CuO + H$_{2}$O

Bước 2: Dùng CO hoặc C khử CuO thu được kim loại Cu:

CO + CuO $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$Cu + CO$_{2}$

Hoặc C + 2CuO → 2Cu + CO$_{2}$

Phương pháp thường dùng trong phòng thí nghiệm để tách kim loại là phương pháp thuỷ luyện do phương pháp này dễ thực hiện trong phòng thí nghiệm.

Bạc là kim loại có mức độ hoạt động yếu nên có thể dùng phương pháp điện phân dung dịch muối của bạc để tách kim loại này.

Ví dụ điện phân dung dịch AgNO$_{3}$:

Tại anode (cực dương): $2{H}_{2}O\rightarrow {O}_{2}+4{H}^{+}+4e$

Tại cathode (cực âm): $A{g}^{+}+1e\rightarrow Ag$

Phương trình hoá học của phản ứng điện phân: $4AgN{O}_{3}+2{H}_{2}O\overset{đpdd}{\rightarrow }4Ag+{O}_{2}+4HN{O}_{3}$

Ở Việt Nam, tái chế kim loại ở các làng nghề đa phần là tái chế kim loại thủ công. Tái chế kim loại thủ công được hiểu là chế tạo theo quy trình đơn giản bằng các công cụ thô sơ tại hộ gia đình hay các cơ sở sản xuất nhỏ. Vì vậy, người sản xuất thường không có đủ điều kiện đầu tư đồng bộ để đảm bảo hiệu quả, chất lượng và an toàn. Từ đó, hoạt động tái chế kim loại thủ công thường tác động tiêu cực đến môi trường và con người.

Một số ảnh hưởng của quy trình tái chế kim loại thủ công đối với môi trường và sức khoẻ người dân ở một số làng nghề tái chế được thể hiện dưới các hình ảnh sau:

- Tách Mg từ MgO bằng phương pháp điện phân nóng chảy: MgO $\overset{đpnc}{\rightarrow }$ Mg.

Phương trình hoá học:

2MgO $\overset{đpnc}{\rightarrow }$ 2Mg + O$_{2}$

- Tách Fe từ Fe$_{2}$O$_{3}$ bằng phương pháp nhiệt luyện: Fe$_{2}$O$_{3}$ $\overset{+C/CO}{\rightarrow }$Fe.

Phương trình hoá học:

Fe$_{2}$O$_{3}$ + 3CO $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 2Fe + 3CO$_{2}$

Hoặc Fe$_{2}$O$_{3}$ + 3C $\overset{{t}^{o}}{\rightarrow }$ 2Fe + 3CO

Cho hỗn hợp kim loại gồm bạc và đồng qua lượng dư dung dịch muối sắt(III) như Fe(NO$_{3}$)$_{3}$. Khi đó, đồng (Cu) phản ứng tạo thành muối tan; còn bạc (Ag) không phản ứng.

Lọc thu lấy kim loại, rửa sạch để thu được kim loại bạc tinh khiết.

Phương trình hoá học minh hoạ:

Cu + 2Fe(NO$_{3}$)$_{3}$ → Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ + 2Fe(NO$_{3}$)$_{2}$

Ag + Fe(NO$_{3}$)$_{3}$ → không phản ứng.