GIA SƯ SV · KHTN · LỚP 9
Tách kim loại và sử dụng hợp kim
Mục tiêu và kiến thức nền
Liên hệ mức hoạt động với phương pháp thu kim loại, phân biệt kim loại nguyên chất và hợp kim. Cần biết oxi hóa–khử ở mức nhường/nhận electron.
Tách kim loại
Nguyên tắc là khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại. Kim loại rất hoạt động thường cần điện phân hợp chất nóng chảy phù hợp. Một số kim loại hoạt động trung bình có thể thu bằng chất khử như CO hoặc carbon ở nhiệt độ cao, tùy oxide và điều kiện. Kim loại kém hoạt động có thể tách bằng các phản ứng phù hợp từ dung dịch hoặc nhiệt phân một số hợp chất; không có một cách dùng chung mọi kim loại.
Hợp kim
Hợp kim là vật liệu kim loại chứa một kim loại cơ bản và một hay nhiều nguyên tố khác. Thép là hợp kim nền Fe với carbon và có thể thêm nguyên tố khác; đồng thau chứa Cu,Zn. Hợp kim có thể cứng hơn, bền hơn hoặc chống ăn mòn tốt hơn thành phần nền, tùy thành phần và xử lí; không khẳng định mọi tính chất đều tăng.
Phương pháp và ghi nhớ
Khi chọn phương pháp tách, xét mức hoạt động, dạng hợp chất và điều kiện công nghệ. Khi tính theo quặng, chuyển phần trăm chất hữu ích thành khối lượng hợp chất rồi tính lượng kim loại, xét hiệu suất. Tái chế giúp tiết kiệm tài nguyên nhưng vẫn cần phân loại và xử lí đúng. Không nhầm hợp kim với một hợp chất luôn có công thức tỉ lệ nguyên cố định.
Ví dụ có lời giải từng bước
Một mẻ quặng 10,0 tấn chứa 80,0% Fe₂O₃ theo khối lượng. Cho M(Fe₂O₃) = 160, M(Fe) = 56 g/mol và hiệu suất thu Fe là 90,0% so với lí thuyết. Tính khối lượng Fe thu được.
- Khối lượng Fe₂O₃ hữu ích là 10,0 × 0,800 = 8,00 tấn; không dùng toàn bộ khối lượng quặng như Fe₂O₃ tinh khiết.
- Trong Fe₂O₃, phần khối lượng Fe là (2 × 56)/160 = 0,700. Lượng Fe lí thuyết là 8,00 × 0,700 = 5,60 tấn.
- Fe thực thu = 5,60 × 0,900 = 5,04 tấn. Hiệu suất thu hồi không phải độ tinh khiết của sản phẩm.
Tách riêng ba bước: hàm lượng hợp chất trong quặng, phần kim loại trong hợp chất và hiệu suất thu hồi.
Tự kiểm tra
Thử trả lời rồi mới mở lời giải.
Dùng điện phân dung dịch muối thông thường để điều chế Na có phù hợp không?
Không. Kim loại rất hoạt động như Na thường cần điện phân hợp chất nóng chảy phù hợp; nước cạnh tranh trong dung dịch.
Đồng thau có phải Cu tinh khiết không?
Không. Đồng thau là hợp kim chứa Cu và Zn; tính chất còn phụ thuộc thành phần và cách xử lí.
Tóm tắt và học tiếp
Tách riêng ba bước: hàm lượng hợp chất trong quặng, phần kim loại trong hợp chất và hiệu suất thu hồi.
Luyện tập bài này
Biên soạn và hình minh họa: Gia Sư SV. Kế thừa chương tương ứng; ví dụ, lời giải và sơ đồ mới do Gia Sư SV biên soạn. Các khối lượng mol làm tròn được nêu riêng trong ví dụ.