Nội dung chính Hóa học 12 cánh diều Bài 15: Tách kim loại và tái chế kim loại

CHỦ ĐỀ 6: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 

BÀI 15: TÁCH KIM LOẠI VÀ TÁI CHẾ KIM LOẠI

I. Trạng thái tự nhiên của kim loại

- Trong vỏ Trái Đất, đa số các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng hợp chất oxide và muối không tan, một số kim loại quý tồn tại ở dạng đơn chất hoặc hợp kim.

- Trong nước mặt và nước ngầm, các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng cation như Na⁺, Mg⁺, Ca²⁺,….

- Trong cơ thể sinh vật, nguyên tố calcium có trong xương và răng; các nguyên tố như potassium, sắt, đồng,… có trong máu.

- Quặng kim loại chứa các khoáng vật tạo bởi hợp chất của kim loại hoặc đơn chất kim loại và tạp chất.

- Nhôm và sắt là những nguyên tố kim loại chiếm hàm lượng cao trong vỏ Trái Đất ⇒ Quặng nhôm và quặng sắt là các quặng kim loại phổ biến nhất.

II. Phương pháp tách kim loại

- Nguyên tắc: Khử ion kim loại thành nguyên tử: Mⁿ⁺ + ne → M.

1. Phương pháp tách các kim loại hoạt động hóa học trung bình và yếu

* Phương pháp nhiệt luyện

- Nguyên tắc: Khử các oxide kim loại ở nhiệt độ cao bằng chất khử như C, CO,…

- Một số kim loại được điều chế bằng phương pháp này: Fe, Cu, Zn, Pb, Sn,…

* Phương pháp thủy luyện

- Nguyên tắc: Dùng các kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,… đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.

- Ví dụ: Fe(s) + CuSO₄(aq) → FeSO₄(aq) + Cu(s)

- Một số kim loại được điều chế bằng phương pháp này: Cu, Ag, Au,…

2. Phương pháp tách kim loại hoạt động hóa học mạnh

- Kim loại hoạt động hóa học mạnh được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy hợp chất của chúng.

- Kim loại nhóm IA, nhóm IIA và nhôm được tách bằng cách điện phân muối halide hoặc oxide của chúng ở trạng thái nóng chảy.

III. Tái chế kim loại

- Khái niệm: Tái chế kim loại là quá trình thu kim loại từ các phế liệu kim loại.

- Phế liệu kim loại gồm: Kim loại, hợp kim có trong thiết bị, máy móc, vật dụng cũ, hỏng, không còn sử dụng được nữa.

1. Nhu cầu tái chế kim loại

- Vai trò của tái chế kim loại: Đáp ứng được nhu cầu sử dụng, bảo vệ tài nguyên và môi trường.

2. Thực tiễn tái chế kim loại

- Quy trình tái chế: thu gom, phân loại phế liệu; nghiền, băm nhỏ; luyện kim (nung chảy, tinh luyện); tạo vật liệu; vận chuyển.