Kim loại

Quặng

Thành phần chính

Al

Bauxite

AI2O3-2H2O

Zn

Zinc blende

ZnS

Fe

Hematite

Fe2O3

Pyrite

FeS2

Cu

Chalcopyrite

CuFeS2

 Ví dụ 1.  

a) Tìm hiểu và nêu trạng thái tự nhiên của một số kim loại.

b) Hãy cho biết những kim loại nào tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên.

c) Hãy tìm hiểu và cho biết một số mỏ quặng kim loại quan trọng ở Việt Nam.

Ví dụ 2. Hoàn thành bảng sau:

EM CÓ BIẾT

Trong công nghiệp, phương pháp thuỷ luyện thường được dùng để điểu chế các kim loại quý như Au, Ag.

Ví dụ: Au tồn tại trong tự nhiên dưới dạng đơn chất nhưng quặng vàng thường có hàm lượng vàng thấp. Người ta nghiền quặng, hoà tan chúng vào dung dịch KCN và liên tục sục không khí vào. Vàng bị hoà tan tạo thành phức chất:

4Au(s) + 8KCN(aq) + O2(g) + 2H2O(/)⟶ 4K[Au(CN)2](aq) + 4KOH(aq)

Dùng bột kẽm đẩy vàng ra khỏi hợp chất:

2K[Au(CN)2](aq) + Zn(s) ⟶ K2[Zn(CN)4](aq) + 2Au(s)

 Ví dụ 1.

a) Hãy cho biết những kim loại nào thường được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Giải thích.

b) Hãy viết các quá trình xảy ra trên các điện cực và phương trình hoá học của phản ứng khi điện phân nóng chảy muối ăn.

Ví dụ 2.

a) Hãy kể tên một số kim loại được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện.

b) Trình bày cách tách Cu từ Cu(OH)2 bằng phương pháp nhiệt luyện. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

Ví dụ 3. Cho luồng khí CO dư đi qua hỗn hợp X gồm: Al2O3, ZnO, Fe2O3, CuO nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y gồm

        A. Al2O3, ZnO, Fe, Cu.                B. Al, Zn, Fe, Cu.

        C. Al2O3, ZnO, Fe2O3, Cu.                D. Al2O3, Zn, Fe, Cu.

Ví dụ 4. Kim loại kẽm được tách từ hợp chất zinc sulfide trong khoáng vật sphalerite.

Đốt quặng zinc blende: 2ZnS(s) + 3O2(g)  2ZnO(s) + 2SO2(g) (1)

Khử zinc oxide ở nhiệt độ cao bằng than cốc: ZnO(s) + C(s)  Zn(g) + CO(g) (2)

Mỗi phát biểu sau là đúng hay sai?

a. Trong phản ứng (1), chất khử là ZnS và chất oxi hóa là O2.

b. Trong phản ứng (2), ZnO bị oxi hóa thành Zn.

c. Phương pháp sử dụng điều chế kẽm trong quá trình trên là phương pháp nhiệt luyện.

d. Sau phản ứng (2), làm nguội, hơi kẽm ngưng tụ thành kẽm lỏng hoặc rắn.

Ví dụ 5.

a) Hãy kể tên một số kim loại được điều chế bằng phương pháp thủy luyện.

b) Trình bày tách Cu ra khỏi dung dịch CuSO4 bằng phương pháp thủy luyện. Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra.

Ví dụ 6. Hãy so sánh phương pháp nhiệt luyện và phương pháp thuỷ luyện. Phương pháp nào thường dùng trong phòng thí nghiệm để tách kim loại? Giải thích.

Ví dụ 7. Có thể điện phân dung dịch muối của bạc để tách kim loại này được không? Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra (nếu có).

Ví dụ 8. Trình bày phương pháp hoá học thích hợp để tách kim loại bạc ra khỏi hỗn hợp kim loại bạc và đồng. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Ví dụ 9. Đá vôi là loại đá trầm tích bao gồm các khoáng vật calcite và các dạng kết tinh khác nhau của calcium carbonate. Đá vôi (thành phần chính CaCO3) có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Hãy lựa chọn và trình bày phương pháp hoá học thích hợp điều chế calcium từ CaCO3. Viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Ví dụ 10. Cho các kim loại Ag, Al, Cu, Fe, Mg, Na, Sn, Zn. Tìm hiểu và sắp xếp các kim loại trên vào ô tương ứng với phương pháp phù hợp để tách chúng ra khỏi hợp chất.

 EM CÓ BIẾT

Khoảng 70% trọng lượng xe hơi là thép. Quá trình tái chế xe hơi phế liệu cung cấp một lượng rất lớn thép mỗi năm.

Việc tái chế thép giúp giảm 80% lượng khí thải CO2 so với sản xuất thép mới từ nguyên liệu thô. Các quy trình tái chế thép cũng giảm 40% mức tiêu thụ nước và ô nhiễm nước xuống 76%.

(Nguồn: Yue, K. 2012. Comparative analysis of scrap car recycling management policies. The 7th International Conference on Waste Management and Technology Conference, pages 44 - 50.)

 Ví dụ 1. Hiện nay, trữ lượng các mỏ quặng kim loại ngày càng cạn kiệt, trong khi nhu cầu sử dụng kim loại ngày càng tăng và lượng phế thải kim loại tạo ra ngày càng nhiều. Do đó, tái chế kim loại là công việc cần thiết, vừa đảm bảo nguồn cung, vừa gia tăng giá trị kinh tế, bảo vệ môi trường và thực hiện mục tiêu phát triển bền vững.

Mỗi phát biểu sau đây là đúng hay sai?

a. Tái chế là quá trình xử lí để tái sử dụng rác thải hoặc vật liệu không cần thiết (phế liệu) thành vật liệu mới mang lại lợi ích cho đời sống và sản xuất.

b. Tái chế kim loại là quá trình thu kim loại từ các phế liệu kim loại.

c. Kim loại là vật liệu có thể được tái chế nhiều lần nhưng sẽ làm thay đổi tính chất cũng như làm giảm chất lượng của chúng. Còn phế liệu kim loại là các kim loại, hợp kim có trong thiết bị, máy móc, vật dụng hỏng, cũ, không còn sử dụng được nữa.

d. Quy trình tái chế kim loại phổ biến thường gồm các công đoạn theo sơ đồ sau:

Ví dụ 2. 

a) Cho biết một số phế liệu có thể dùng để tái chế nhôm.

b) Hãy tìm hiểu về quy trình tái chế nhôm thủ công. Nêu và giải thích nguyên nhân gây ô nhiễm mỗi trường từ quá trình tái chế nhôm thủ công.

Ví dụ 3. Tìm hiểu về một số làng nghề tái chế kim loại phổ biến Al, Fe, Cu ở Việt Nam. Nêu thực trạng về môi trường tại làng nghề đó.

Ví dụ 4. Để tái chế nhôm, người ta có thể sử dụng phế liệu kim loại như vỏ của các lon, hộp chứa nước giải khát hay thực phẩm. Phế liệu này còn lẫn các tạp chất là các hợp chất hữu cơ và vô cơ (có trong nhãn, mác in hoặc sơn trên vỏ lon, hộp). Phế liệu được cắt, băm nhỏ rồi cho vào lò nung đến khi chảy lỏng. Phần lớn các tạp chất biến thành xỉ lỏng, nổi lên trên, được vớt ra khỏi lò. Phần còn lại trong lò là nhôm tái chế ở trạng thái nóng chảy.

a) Nêu lợi ích của việc cắt, băm nhỏ phế liệu nhôm trước khi nung chảy.

b) Theo em, có nên dùng nhôm tái chế theo mô tả trên để chế tạo dụng cụ nhà bếp (xoong, chảo, thau,...), dụng cụ y tế không? Vì sao?

Ví dụ 5. Tại sao tái chế kim loại lại giúp tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải khí carbon dioxide?

Ví dụ 1. Khử hoàn toàn 32 gam CuO bằng khí CO dư, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là

        A. 25,6.        B. 19,2.        C. 6,4.        D. 12,8.

Ví dụ 2. Cho 2,479 lít khí CO (đkc) phản ứng vừa đủ với 10 gam hỗn hợp X gồm CuO và MgO nung nóng. Phần trăm khối lượng của MgO trong X là

        A. 20%.        B. 40%.        C. 60%.        D. 80%.

Ví dụ 3. Để khử hoá hoàn toàn 30 gam hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe2O3 bằng khí H2, thu được m gam hỗn hợp kim loại và 4,5 gam H2O. Giá trị của m là

        A. 28 gam.        B. 24 gam.        C. 26 gam.        D. 22 gam.

Ví dụ 4. Dẫn a mol khí CO đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của a là

        A. 0,05.        B. 0,04.        C. 0,02.        D. 0,01.

Ví dụ 5. Cho 4,958 lít khí CO (đktc) phản ứng với 8 gam một oxide kim loại của sắt (X), sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 là 20. Giá trị của m và công thức của oxide (X) là

        A. 5,6 và FeO.        B. 4,8 và FeO.        C. 4,8 và Fe2O3.                D. 5,6 và Fe2O3.