Cách tách, tinh chế kim loại và hợp chất của kim loại hay, chi tiết

Lý thuyết và Phương pháp giải

Nguyên tắc:

- Bước 1. Chọn chất X chỉ tác dụng với A (mà không tác dụng với B) để chuyển A thành dạng A₁ kết tủa, bay hơi, hoặc hòa tan; tách ra khỏi B (bằng cách lọc hoặc tự tách).

- Bước 2. Điều chế lại chất A từ chất A₁

Bài tập vận dụng

Bài 1: Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng từng kim loại sau ra khỏi hỗn hợp: Al, Fe, Cu?

Hướng dẫn:

- Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch kiềm chỉ có Al tan do phản ứng:

        2Al + 2NaOH + H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

- Lọc tách Fe và Cu. Phần nước lọc thu được cho phản ứng với dung dịch HCl vừa đủ sẽ sinh ra kết tủa keo trắng:

        2NaAlO₂ + HCl + H₂O → Al(OH)₃ + NaCl

- Lọc kết tủa rồi nung với H₂ trong điều kiện nung nóng ta sẽ thu được Al

        2Al(OH)₃ + 3H₂ → 2Al + 6H₂O

- Hỗn hợp Fe và Cu cho phản ứng với dung dịch HCl chỉ có Fe phản ứng

        Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

- Lọc thu được Cu. Phần nước lọc thu được cho phản ứng với dung dịch kiềm sẽ cho kết tủa trắng xanh

        FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + 2NaCl

- Lọc kết tủa nung nóng ở nhiệt độ cao được FeO

        Fe(OH)₂ → FeO + H₂O

        FeO + H₂ → Fe + H₂O

Bài 2: Nêu phương pháp tách hỗn hợp gồm MgO, Fe₂O₃, CuO ở thể rắn thành các chất nguyên chất.

Hướng dẫn:

- Trước tiên ta sẽ khử các oxit kim loại trên bằng hiđro ở nhiệt độ cao (chỉ có oxit kim loại đứng sau nhôm mới bị khử)

    + Ta có phản ứng khử như sau: CuO + H₂ → Cu + H₂O;

        Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O

    + Còn lại MgO không bị khử. Sau đó ta cho các chất thu được tác dụng với axit HCl thì Cu không phản ứng và bị oxi hóa ở ngoài không khí tạo thành CuO:

        2Cu + O₂ → 2CuO.

    + Ta tách được CuO ra khỏi hỗn hợp.

        MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂

        Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

    + Hai muối thu được là MgCl2 và FeCl₂ ta cho điện phân dung dịch thì FeCl₂ bị điện phân tạo thành Fe, sau đó Fe bị oxi hóa thành Fe₂O₃ ta tách được Fe₂O₃.

    + Muối MgCl₂ không bị điện phân dung dịch thì ta điện phân nóng chảy tạo thành Mg, sau đó đốt nóng thì Mg bốc cháy trong không khí tạo ra MgO:

        MgCl₂ → Mg + Cl₂

        2Mg + O₂ → 2MgO

- Cuối cùng ta tách được cả ba chất trên ra khỏi hỗn hợp thành các chất nguyên chất.