Aktívne kovy sa získavajú v priemysle. Spôsoby získavania kovov

Spôsoby získavania kovov.

Prevažná väčšina kovov sa v prírode nachádza vo forme zlúčenín s inými prvkami. Len niekoľko kovov sa nachádza vo voľnom stave a potom sa nazývajú natívne. Zlato a platina sa nachádzajú takmer výlučne v natívnej forme, striebro a meď - niekedy v natívnej forme, nachádza sa aj natívna ortuť, cín a niektoré ďalšie kovy. Extrakcia zlata a platiny sa vykonáva buď ich mechanickým oddelením od horniny, v ktorej sú uzavreté, napríklad premytím vodou, alebo extrakciou z horniny rôznymi činidlami s následným oddelením kovu od Riešenie.

Všetky ostatné kovy sa ťažia chemickým spracovaním ich prírodných zlúčenín.

Minerály a skaly obsahujúce zlúčeniny kovov a vhodné na výrobu týchto kovov továrenským spôsobom sa nazývajú rudy. Hlavnými rudami sú oxidy, sulfidy a uhličitany kovov. Najdôležitejšia metóda získavania kovov z rúd je založená na redukcii ich oxidov uhlím. Ak sa napríklad červená medená ruda kuprit Cu2O zmieša s uhlím a podrobí sa silnému žeraveniu, potom sa uhlie, redukujúce meď, zmení na oxid uhoľnatý II a meď sa uvoľní v roztavenom stave Cu2O C 2Cu CO Podobným spôsobom liatina sa taví zo železných rúd, cín sa získava z cínového kameňa SnO2 a získavanie iných kovov z oxidov.

Pri spracovaní sírnych rúd sa zlúčeniny síry najskôr vypálením v špeciálnych peciach premenia na zlúčeniny kyslíka a následne sa vzniknuté oxidy redukujú uhlím. Napríklad 2ZnS 3O2 2ZnO 2SO2 ZnO C Zn CO V prípadoch, keď je rudou soľ kyselina uhličitá možno ho priamo redukovať uhlím, podobne ako oxidy, pretože pri zahrievaní sa uhličitany rozkladajú na oxid kovu a oxid uhličitý.

Napríklad ZnCO3 ZnO CO2 Rudy zvyčajne okrem chemickej zlúčeniny tohto kovu obsahujú oveľa viac nečistôt vo forme piesku, ílu, vápenca, ktoré sa veľmi ťažko tavia. Na uľahčenie tavenia kovu sa do rudy pridávajú rôzne látky, ktoré s nečistotami tvoria zlúčeniny s nízkou teplotou topenia - trosky. Takéto látky sa nazývajú toky. Ak prímes pozostáva z vápenca, potom sa ako tavivo používa piesok, ktorý tvorí s vápencom kremičitan vápenatý.

Naopak, v prípade veľkého množstva piesku slúži vápenec ako tavivo. V mnohých rudách je množstvo nečistôt z odpadových hornín také vysoké, že priame tavenie kovov z týchto rúd je ekonomicky nerentabilné. Takéto rudy sú vopred obohatené, to znamená, že sa z nich odstráni časť nečistôt. Obzvlášť rozšírená je flotačná metóda úpravy rudy - flotácia, založená na rozdielnej zmáčavosti čistej rudy a odpadovej horniny.

Technika flotačnej metódy je veľmi jednoduchá a v podstate sa scvrkáva na nasledujúce. Ruda, pozostávajúca napríklad zo sírneho kovu a silikátovej odpadovej horniny, sa jemne pomelie a naleje do veľkých kadí s vodou. Do vody sa pridáva určitá nízka polarita. organickej hmoty, ktorý prispieva k tvorbe stabilnej peny pri miešaní vody a malé množstvo špeciálneho činidla, takzvaného kolektora, ktorý sa dobre adsorbuje na povrchu plávajúceho minerálu a znemožňuje ho zmáčať vodou .

Potom cez zmes zospodu prechádza silný prúd vzduchu, ktorý zmiešava rudu s vodou a pridanými látkami a vzduchové bubliny sú obklopené tenkými olejovými filmami a vytvárajú penu. V procese miešania sú častice plaveného minerálu pokryté vrstvou adsorbovaných molekúl kolektora, priľnú k bublinám vyfukovaného vzduchu, stúpajú s nimi a zostávajú v pene, zatiaľ čo častice holých hornín zvlhčujú vodou usadzovať na dne. Pena sa zbiera a vytláča, čím sa získa ruda s výrazne vyšším obsahom kovu.

Na obnovu niektorých kovov z ich oxidov sa namiesto uhlia používa vodík, kremík, hliník, horčík a ďalšie prvky. Proces redukcie kovu z jeho oxidu pomocou iného kovu sa nazýva metalotermia. Ak sa ako redukčné činidlo používa najmä hliník, potom sa tento proces nazýva aluminotermia. Elektrolýza je tiež veľmi dôležitý spôsob získavania kovov.

Niektoré z najaktívnejších kovov sa získavajú výlučne elektrolýzou, pretože všetky ostatné prostriedky nie sú dostatočne energetické na redukciu ich iónov. Zoznam použitej literatúry. 1. Základy všeobecnej chémie. Yu.D. Treťjakov, Yu.G. Metlin. Moskovské osvietenstvo 1980 2. Všeobecná chémia. N. L. Glinka. Chemistry Publishing House, pobočka Leningrad, 1972. 3. Prečo a ako sa ničia kovy. S.A. Balezin. Moskovské osvietenie 1976 4. Príručka o chémii pre uchádzačov o štúdium na univerzitách. G.P. Khomchenko. 1976 5. Čítanka o anorganickej chémii. Časť 2. Zostavil V.A. Kritsman.

Moskovské osvietenstvo 1984 6. Chémia a vedecko-technický pokrok. I. N. Semenov, A. S. Maksimov, A. A. Makarenya. Moskovské osvietenie 1988

Koniec práce -

Táto téma patrí:

Kovy. Vlastnosti kovu

Kovové skupiny. V súčasnosti je známych 105 chemické prvky, väčšina z nich sú kovy. Posledne menované sú v prírode veľmi bežné a .. Kovy napísal pevné, tvárne lesklé telá. Priraďovanie toho či onoho .. Prvý z nich zahŕňa železné kovy – železo a všetky jeho zliatiny, v ktorých tvorí hlavnú časť. Títo..

Ak potrebujete ďalší materiál k tejto téme, alebo ste nenašli to, čo ste hľadali, odporúčame použiť vyhľadávanie v našej databáze diel:

Čo urobíme s prijatým materiálom:

Ak sa tento materiál ukázal byť pre vás užitočný, môžete si ho uložiť na svoju stránku v sociálnych sieťach:

Väčšina kovov sa v prírode nachádza vo forme zlúčenín s inými prvkami a len niekoľko z nich sa nachádza v čistej forme, napríklad: striebro, zlato, meď, olovo. Minerály (prírodné chemické zlúčeniny) a horniny obsahujúce zlúčeniny kovov sa nazývajú rudy . Rudy obsahujú oxidy, sulfidy, uhličitany, halogenidy kovov. Získavanie kovov z rúd je úlohou hutníctva.

Metalurgické procesy, ktoré prebiehajú pri vysokých teplotách, sa nazývajú pyrometalurgický. Týmto spôsobom sa pomocou redukčných činidiel získava liatina a oceľ.

Najdôležitejšími redukčnými činidlami sú uhlík a oxid uhoľnatý. Pre kovy, ktoré nie sú redukované ani uhlíkom, ani CO, sa používajú silnejšie redukčné činidlá: vodík, kremík a niektoré skôr aktívne kovy – horčík, hliník. Metódy, v ktorých sa kovy používajú ako redukčné činidlá, sa nazývajú metalotermia (niekedy je v názve prítomný redukčný kov, napr.: aluminotermia).

Príklady procesov c pomocou rôznych redukčných činidiel.

Fe203 + 3CO \u003d 3Fe + 3CO2

Niekedy pri spracovaní sulfidových rúd vykonávajú počiatočné praženie v špeciálnych peciach - oxidujú rudu na oxidy a až potom ju redukujú na kov:

2ZnS + O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ZnO + C = Zn + CO

Kovy ako chróm, mangán sa získavajú hlavne aluminotermou, ako aj redukciou kremíka:

Cr203 + 2Al \u003d 2Cr + Al203

Proces aluminotermie prebieha s veľkým uvoľňovaním tepla.

Procesy získavania kovov z rúd pomocou vodných roztokov sa nazývajú hydrometalurgické. Takto získate zlato. Zlatonosná hornina je ošetrená roztokom NaCN a zlato prechádza do roztoku vo forme komplexu -. Potom sa zinok používa ako redukčné činidlo:

2-+Zn=2-+Au

Tretím spôsobom získavania kovov je elektrolýza roztokov alebo tavenín. Hliník sa získava elektrolýzou roztoku oxidu hlinitého v roztavenom kryolite; horčík sa získava elektrolýzou taveniny MgCl2.

Získavanie kovov vysokej čistoty.

V mnohých odvetviach technológie je potrebná výroba kovov vysoký stupeňčistota. Napríklad jadrové reaktory vyžadujú chemicky čisté zirkónium bez prímesí hafnia. Elektronický priemysel vyžaduje germánium, ktoré by nemalo obsahovať viac ako jeden atóm fosforu, arzénu alebo antimónu na milión atómov germánia. Štúdium kovov v čistom stave ukázalo, že kedysi existujúce predstavy o ich vlastnostiach sú mylné. Takže napríklad čistý titán, chróm sa ukázal byť taký ťažný, že sa dal kovať, valcovať do tenkých plechov atď. Vysoko čistý hliník je mäkký ako olovo a jeho elektrická vodivosť je oveľa vyššia.

Čisté kovy je možné získať elektrolýzou, ale ich stupeň čistoty nie je dostatočne vysoký, preto sa na získanie kovov vysokej čistoty - špeciálnej čistoty používajú špeciálne metódy:

Pretavenie vo vákuu (získa sa vysokofrekvenčné lítium, kovy alkalických zemín, chróm, mangán, berýlium);

Rozklad prchavých zlúčenín na horúcom povrchu (získava sa vysoko čistý titán, zirkónium, chróm, tantal, niób, kremík atď.);

Použitie takzvaného "zónového tavenia" (získajte germánium, kremík, cín, hliník, bizmut a gálium).

Zónové tavenie je založené na rozdielnej rozpustnosti nečistôt v tuhej a kvapalnej fáze kovu, ktorý sa má čistiť. Loď alebo téglik špeciálneho tvaru s kovovým ingotom sa pohybuje veľmi pomalou rýchlosťou (niekoľko mm za hodinu) cez pec, pričom sa roztaví malá plocha (zóna) kovu. Ako sa téglik posúva, zóna tekutého kovu sa pohybuje z jedného konca ingotu na druhý. Nečistoty obsiahnuté v kove sa zhromažďujú v zóne tavenia, pohybujú sa spolu s ňou a po ukončení tavenia končia na konci ingotu. Viacnásobné opakovanie operácie umožňuje získať kov vysokej čistoty.

Dodatky k téme "Fyzikálno-chemická analýza"

Početné diela Nicka. Semyon. Kurnakov o objasnení povahy kovových zliatin priniesol jasnosť do pochopenia procesov prebiehajúcich počas tuhnutia zliatin. Najmä pri štúdiu zliatin boli objavené chemické zlúčeniny, ktorých zloženie sa môže meniť v širokom rozmedzí. Tieto zlúčeniny, ktorých zloženie sa môže značne líšiť, Kurnakov nazval berthollides podľa francúzskeho chemika Bertholleta, ktorý priznal ich existenciu. Zatiaľ čo zlúčeniny konštantného zloženia (podľa zákona o stálosti zloženia) boli pomenované daltonidy. Stechiometrický pomer zložiek, ktoré tvoria chemickú zlúčeninu konštantného zloženia, sa pozoruje iba v parnom stave, v molekulových kryštáloch a kvapalinách. Na základe vyššie uvedeného možno poskytnúť podrobnejšiu definíciu toho, čo je chemická zlúčenina. Chemická zlúčenina je látka konštantného alebo premenlivého zloženia, vytvorená z atómov jedného alebo viacerých chemických prvkov, s kvalitatívne jedinečnou chemickou a kryštálovo chemickou štruktúrou.

Pri tavení kovov môže vzniknúť tuhý roztok alebo chemická zlúčenina rôzneho zloženia. Na rozdiel od tuhých roztokov (bežnou vecou medzi roztokmi a chemickými zlúčeninami je rovnomernosť a prítomnosť tepelného efektu pri tvorbe), zlúčenina s premenlivým zložením je charakteristická iba svojou vlastnou kryštalochemickou štruktúrou, ktorá sa líši od štruktúry počiatočných zložiek.

Podmienka vzdelania

Téma: Všeobecné metódy získavania kovov.

Účel lekcie: opakovať a systematizovať informácie o hlavných metódach získavania kovov v priemysle.

Úlohy:

VZDELÁVACÍ

zabezpečiť asimiláciu konceptov hlavných metód získavania kovov: pyrometalurgia, hydrometalurgia a elektrometalurgia;

Skontrolujte a porovnajte rôznymi spôsobmi získavanie kovov z prírodných surovín.

Zvážte podstatu elektrolýzy, vlastnosti elektrolýzy roztokov elektrolytov.

Upevniť schopnosť skladať redoxné reakcie.

ROZVOJ

rozvíjať schopnosť logicky myslieť

analyzovať, robiť zovšeobecnenia a závery,

robiť porovnania;

VZDELÁVACÍ

vzdelávať schopnosť nájsť to hlavné,

podporovať záujem o učenie.

Typ lekcie : kombinované.

Vybavenie a materiály:

rozdávaný didaktický materiál;

multimediálny projektor;

prezentácia.

Počas vyučovania.

I. Organizačná etapa.

pozdravujem. Skontrolujte pripravenosť na lekciu.

II. Opakovanie preberanej látky.

Vykonávanie samostatnej práce.

III. Učenie sa nového materiálu.

1. Kovy v prírode. Hutníctvo.

Zlato a platina sa nachádzajú iba vo voľnej forme. V natívnej forme aj vo forme zlúčenín sa v prírode nachádza striebro, meď, ortuť a cín. Všetky ostatné kovy, ktoré sú v napäťovej sérii ažsn , sa v prírode vyskytujú iba vo forme zlúčenín.

Medzi týmito zlúčeninami:

chloridy (sylvín, halit alebo kamenná soľ, sylvinit);

dusičnany (ľadok čílsky);

sírany (Glauberova soľ, sadra);

uhličitany (krieda, mramor, vápenec; magnezit, dolomit);

silikáty vrátane tých, ktoré obsahujú hlinitokremičitany hliníka (biely íl alebo kaolín, živce, sľuda);

sulfidy (pyrity sírové, rumelka, zmes zinku);

fosfáty.

Minerály a horniny obsahujúce kovy alebo ich zlúčeniny a vhodné na priemyselnú výrobu kovov sa nazývajú rudy.

Ak rudy obsahujú zlúčeniny dvoch alebo viacerých kovov, potom sa nazývajú polymetalické. Napríklad meď-molybdén, olovo-striebro atď.

Hutníctvo je priemyselné odvetvie, ktoré sa zaoberá získavaním kovov z rúd. Veda o priemyselných metódach získavania kovov z rúd sa tiež nazýva.

2. Všeobecné metódy získavania kovov.

1) Pyrometalurgia - získavanie kovov z rúd pri vysokých teplotách pomocou redukčných činidiel (uhlík, oxid uhoľnatý (II), vodík, kovy - hliník, horčík).

Premietanie videa – získavanie medi z jej oxidu pomocou redukčného činidla – vodíka.

Premietame video - získavanie olova z jeho oxidu pomocou redukčného činidla uhlia.

Napíšte rovnicu pre túto reakciu.

Zobrazuje sa videoklip – získavanie chrómu aluminotermou.

Napíšte rovnicu pre túto reakciu.

2) Hydrometalurgia - získavanie aktívnejších kovov menej aktívnych z roztokov ich solí.

Ide o výrobu kovov, ktorá prebieha v dvoch etapách:

Prírodná zlúčenina sa "rozpustí" vo vhodnom činidle, aby sa získal roztok soli tohto kovu.

Z výsledného roztoku je tento kov vytesnený aktívnejším kovom alebo obnovený elektrolýzou.

Napríklad na získanie medi z rudy obsahujúcej oxid meďnatý CuO:

SuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu

Rovnakým spôsobom sa získava striebro, zinok, molybdén, zlato, urán atď.

3) Elektrometalurgia - ide o spôsoby získavania kovov pomocou elektrického prúdu (elektrolýza).

Pripomeňme si, čo to je: elektrolýza, elektrolyt, elektróda, katóda, anóda, katióny, anióny.

Pri elektrolýze je oxidačným a redukčným činidlom elektrický prúd.

Procesy oxidácie a redukcie sú oddelené v priestore, nevyskytujú sa, keď sa častice dostanú do vzájomného kontaktu, ale keď sa dostanú do kontaktu s elektródami elektrického obvodu.

3. Elektrolýza vodných roztokov elektrofúzií.

Katódové procesy vo vodných roztokoch elektrolytov: katióny alebo molekuly vody prijímajú elektróny a redukujú sa.

1. Kovové katióny so štandardným elektródovým potenciálom väčším ako má VODÍK sa nachádzajú v sérii napätí za ním: Cu 2+ , Hg 2+ , Ag+, Pt 2+ , ..., až po Pt 4+ . Počas elektrolýzy sa na katóde takmer úplne redukujú a uvoľňujú sa vo forme kovu.

2H 2 O+2e - = H 2 + 2OH -

2. Kovové katióny s nízkou hodnotou štandardného elektródového potenciálu (kovové katióny začiatku série napätí Li + , Na + , K + , Rb + , ..., až po Al 3+ vrátane). Počas elektrolýzy na katóde sa neobnovujú, namiesto toho sa obnovujú molekuly vody.

2H 2 O+2e - = H 2 + 2OH -

3. Kovové katióny so štandardným elektródovým potenciálom nižším ako má VODÍK, ale vyšším ako má hliník (Mn 2+ , Zn 2+ , Kr 3+ , Fe 2+ , ..., až H). Pri elektrolýze sa tieto katióny, ktoré sa vyznačujú priemernými hodnotami schopnosti odoberať elektróny, redukujú na katóde súčasne s molekulami vody.

Zn 2+ + 2e = ZnO

2H 2 O+2e - = H 2 + 2OH -

Zvážte elektrolýzu taveniny a roztoku chloridu sodného.

Pozrime si videoklip - elektrolýza roztoku chloridu meďnatého (II).

Napíšte rovnicu pre túto reakciu.

IV. Konsolidácia študovaného materiálu

Prezeranie fragmentu videa (elektronická aplikácia do učebnice) na str

str.26 str.123 (testy)

V. Záver.

Zhrňme si dnešnú lekciu.

Analýza osobného výsledku (s. 123)

VI. Domáca úloha.

str. 26 str. 122-123 úloha 1-3 (ústne)

Individuálne úloha: 3 žiaci (s. 123 úloha 7).

Hlavné metódy získavania kovov

Lekcia v 11. ročníku

Spôsoby získavania kovov

zvyčajne rozdelené do troch typov:

pyrometalurgický - regenerácia pri vysokých teplotách;

hydrometalurgický - regenerácia zo solí v roztokoch;

elektrometalurgický - elektrolýza roztoku alebo taveniny.

pyrometalurgicky

prijímať : liatina, oceľ, meď, olovo, nikel, chróm a iné kovy.

Proces domény -

výroba ocele a železa

Hydrometalurgicky prijímať : zlato, zinok, nikel a niektoré ďalšie kovy.

Prijaté kovy: Cd, Ag, Au, Cu, Zn, Mo atď.

Elektrometalurgicky prijímať : alkalické kovy a kovy alkalických zemín, hliník, horčík a iné kovy.

1. Získavanie kovov z oxidov uhlia alebo oxid uhoľnatý

Napríklad,

ja X O r + C = CO 2 +ja,

1. ZnO r +C t = CO + Zn

ja X O r + C = CO +ja,

2. Fe 3 O 4 + 4CO t = 4CO 2 + 3 Fe

3. MgO + C t = Mg + CO

ja X O r + CO = CO 2 + Ja

Nevhodné pre kovy, ktoré tvoria karbidy s uhlíkom.

prijať: Fe, Cu, Pb, Sn, Cd, Zn

Všeobecné metódy získavania kovov

2. Sulfidové praženie s následnou redukciou (ak je kov v rude vo forme soli alebo zásady, potom sa tieto najskôr premenia na oxid)

Napríklad,

1 etapa –

ja X S r +O 2 = ja X O r + SO 2

1. 2ZnS + 30 2 t = 2ZnO + 2SO 2

2 etapa –

ja X O r +C=CO 2 + ja alebo

2. MgCO 3 t = MgO + CO 2

ja X O r + CO = CO 2 + Ja

Všeobecné metódy získavania kovov

3 Aluminotermia (v prípadoch, keď sa nedá redukovať uhlím alebo oxidom uhoľnatým v dôsledku tvorby karbidu alebo hydridu)

Napríklad,

1. 4SrO + 2Al t = Sr(AlO 2 ) 2 + 3Sr

ja X O r + Al = Al 2 O 3 + Ja

prijať: Mn, Cr, Ti, Mo, W, V atď

2. 3MnO 2 + 4 Al t = 3Mn + 2Al 2 O 3

3. 2Al + 3BaO t = 3Ba + Al 2 O 3 (získajte bárium vysokej čistoty)

Všeobecné metódy získavania kovov

4. Hydrotermia - získať kovy vysokej čistoty

Napríklad,

1. WO 3 + 3H 2 t = W + 3H 2 O

ja X O r + H 2 = H 2 O+Ja

2. MoO 3 + 3H 2 t = Mo + 3H 2 O

Získajte kovy vyššej čistoty: Cu, Ni, W, Fe, Mo, Cd, Pb

A) Alkalické kovy a kovy alkalických zemín získané v priemysle elektrolýzou soľ sa topí(chloridy):

2NaCl tavenina, elektr. prúd. 2 Na + Cl 2

CaCl 2 tavenina, elektr. prúd. Ca + Cl2

hydroxid sa topí :

4NaOH tavenina, elektr. prúd. 4Na + 02 + 2H20

(!!! používané príležitostne pre Na)

Obnova kovov elektrickým prúdom (elektrolýza)

B) hliník priemyselne vyrábané elektrolýzou tavenina oxidu hlinitého V kryolit Na3AlF6 (z bauxitu):

2Al 2 O 3 tavenina v kryolite, elektr. prúd. 4Al + 302

IN) Elektrolýza vodných roztokov solí zvyknutý dostať kovy strednej aktivity a neaktívne:

2CuSO 4 + 2H 2 O roztok, elektr. prúd. 2Cu + 02 + 2H2S04

Kov, ktorý je prijatý

Ako získať

Alkalické kovy, Ca, Sr

Fe vo forme zliatin

Ak chcete získať kovy strednej aktivity a neaktívne:

Príklady úloh na danú tému : "Všeobecné metódy získavania kovov"

Úlohy s možnosťou výberu odpovedí (A10, A24, A29).

A1. Reakcia je možná medzi

1) Ag a K2S04 (roztok)

2) Zn a KCl (roztok)

3) Mg a SnCl2 (roztok)

4) Ag a CuS04 (roztok)

A2. Ktorý kov vytláča železo zo síranu železnatého?

1) Cu 2) Zn 3) Sn 4) Hg

A3. Ktorý kov vytláča meď zo síranu meďnatého?

1) Zn 2) Ag 3) Hg 4) Au

A4. Vzorec látky, ktorá redukuje oxid meďnatý (II), je

1) C02 2) H2 3) HN03 4) Cl2

A5. Vzorec látky, ktorá neredukuje oxid železitý (III) -

1) HCl 2) Al 3) H2 4) C

A6. Na vykonanie transformácií v súlade so schémou:

Al(OH) 3 → AlCl 3 → Al sa musí použiť postupne

1) chlór a vodík

2) chlorid sodný a vodík

3) chlorovodík a zinok

4) kyselina chlorovodíková a draslík

A7. Pyrometalurgická metóda získavania kovov odráža reakciu:

1) HgS + O2 → Hg + SO2

2) CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Cu

3) 2NaCl (prúd) -> 2Na + Cl 2

4) CuSO 4 + Zn → ZnSO 4 + Cu

A8. Hydrometalurgická metóda získavania kovov odráža reakciu:

1) HgS + O2 → Hg + SO2

2) CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Cu

3) 2NaCl (prúd) -> 2Na + Cl 2

4) AlCl3 + 3K -> Al + 3KCl

A9. Ako redukčné činidlo pri tavení železa v priemysle

najčastejšie používané

1) vodík

2) hliník

A10. Oxid uhoľnatý (II) pri zahrievaní vykazuje redukčné vlastnosti

1) N2 2) H2S 3) Fe 4) Fe203

Úlohy s krátkou odpoveďou (B3)

V 1. Počas elektrolýzy roztoku AgNO 3 na katóde,

1) striebro

2) vodík

3) striebro a vodík

4) kyslík a vodík

AT 2. Stanovte zhodu medzi vzorcom látky a produktom elektrolýzy jej vodného roztoku

VODA RIEŠENIE

A) AgF 1) Ag, F 2

B) NaN03 2) Ag, 02, HF

B) Pb (N03)23)H2,02

D) NaF 4) Pb, O2, HNO3

5) H2, N02, O2

6) NaOH, H2, F2

AT 3. Stanovte zhodu medzi vzorcom látky a produktom elektrolýzy jej vodného roztoku

VZOR LÁTKY VÝROBKY ELEKTROLYZY ROZTOK VODY ROZTOK VODY

A) HgCl 2 1) kov, chlór

B) AlCl 3 2) vodík, chlór, hydroxid

C) Kov Hg (Cl04)2

D) Na 2 SO 3 3) vodík, kyslík

4) kov, kyslík, kyselina

5) kov, oxid siričitý

6) vodík, oxid siričitý

AT 4. Stanovte zhodu medzi vzorcom látky a produktom elektrolýzy jej vodného roztoku

VZOR LÁTKY VÝROBKY ELEKTROLYZY

VODNÝ ROZTOK

A) dusičnan zinočnatý 1) zinok, kyslík, kyselina dusičná

B) bromid zinočnatý 2) vodík, kyslík

C) bromid draselný 3) vodík, oxid dusnatý (IV)

D) dusičnan draselný 4) zinok, bróm

5) vodík, bróm, hydroxid draselný

6) draslík, bróm

7) draslík, oxid dusnatý (IV)

O 5. Stanovte zhodu medzi vzorcom látky a produktom elektrolýzy jej vodného roztoku vytvoreného na katóde

VZOR LÁTKY VÝROBKY ELEKTROLYZY

VODNÝ ROZTOK

A) Li2S04 1) H2

B) Ba(OH)22)02

C) MgCl2 3) Cl2

D) SnCl2 4) Li

O 6. Sú nasledujúce úsudky o priemyselných metódach výroby kovov správne?

A. Pyrometalurgia je založená na procese získavania kovov z rúd pri vysokých teplotách.

B. V priemysle sa oxid uhoľnatý (II) a koks používajú ako redukčné činidlá.

1) iba A je pravdivé

2) iba B je pravda

3) obe tvrdenia sú správne

4) oba rozsudky sú nesprávne

O 7. Vytvorte súlad medzi kovom a jeho metódou

elektrolytická výroba.

ELEKTROlýza KOVOV

A) sodík 1) vodný roztok soli

B) striebro 3) roztavená soľ

D) meď 4) roztavený oxid

5) roztok oxidu v tavenine

ľanový kryolit

6) roztavený dusičnan

O 8. Vytvorte súlad medzi kovom a spôsobom jeho elektrolytickej výroby.

ELEKTROlýza KOVOV

A) draselný 1) roztavený dusičnan

B) horčík 2) vodný roztok hydroxidu

C) meď 3) tavenina chloridu

D) olovo 4) roztavený oxid

5) roztok oxidu v roztavenom kryolite

6) vodný roztok soli

O 9. Vytvorte súlad medzi kovom a spôsobom jeho elektrolytickej výroby.

ELEKTROlýza KOVOV

A) chróm 1) vodný roztok soli

B) hlinitý 2) vodný roztok hydroxidu

B) lítium 3) roztavená soľ

D) bárium 4) roztavený oxid

5) roztok oxidu v tavenine

ľanový kryolit

6) roztavený dusičnan

Úlohy s podrobnou odpoveďou (C2)

C1. Napíšte reakčné rovnice, pomocou ktorých môžete vykonávať transformácie:

Cu → Cu(NO 3) 2 → Cu(OH) 2 → X → Сu → CuSO 4

Uveďte reakčné podmienky.

C2. Uvádzajú sa látky: hliník, oxid mangánu (IV), vodný roztok síranu meďnatého a koncentrovaná kyselina chlorovodíková.

Napíšte rovnice pre štyri možné reakcie medzi týmito látkami.

Prírodné zlúčeniny kovov

Kovy sa môžu v prírode vyskytovať buď ako jednoduchá látka, alebo ako zložená látka.

Kovy sa prirodzene vyskytujú v troch formách:

1. Aktívne - vo forme solí (sírany, dusičnany, chloridy, uhličitany)

2. Stredná aktivita - vo forme oxidov, sulfidov ( Fe304, FeS2)

3. Noble - vo voľnej forme ( Au, Pt, Ag)

Najčastejšie sa kovy v prírode nachádzajú vo forme solí anorganických kyselín alebo oxidov:

• chloridy - sylvinit KCl NaCl, kamenná soľ NaCl;
• dusičnany - ľadok čílsky NaNO 3;
• sírany - Glauberova soľ Na 2 SO 4 10 H 2 O, sadra CaSO 4 2H 2 O;
• uhličitany - krieda, mramor, vápenec CaCO 3, magnezit MgCO 3, dolomit CaCO 3 MgCO 3;
• sulfidy - sírový pyrit FeS 2, rumelka HgS, zinková zmes ZnS;
• fosforečnany - fosfority, apatity Ca 3 (PO 4) 2;
• oxidy - magnetická železná ruda Fe 3 O 4, červená železná ruda Fe 2 O 3, hnedá železná ruda Fe 2 O 3 H 2 O.

Dokonca aj v polovici II tisícročia pred naším letopočtom. e. V Egypte bola zvládnutá výroba železa zo železných rúd. Tým sa v dejinách ľudstva začala doba železná, ktorá nahradila dobu kamennú a bronzovú. Na území našej krajiny sa začiatok doby železnej pripisuje prelomu 2. a 1. tisícročia pred Kristom. e.

Minerály a horniny obsahujúce kovy a ich zlúčeniny a vhodné na priemyselnú výrobu kovov sa nazývajú rudy.

Priemyselné odvetvie, ktoré sa zaoberá získavaním kovov z rúd, sa nazýva hutníctvo. Veda o priemyselných metódach získavania kovov z rúd sa tiež nazýva.

Hutníctvoje veda o priemyselných metódach výroby kovov.

Získavanie kovov

Väčšina kovov sa v prírode nachádza v zložení zlúčenín, v ktorých sú kovy v kladnom oxidačnom stave, čo znamená, že na ich získanie vo forme jednoduchej látky je potrebné uskutočniť redukčný proces.

Ja + n + ne - → Ja 0

ja. P pyrometalurgická metóda

Ide o získavanie kovov z ich rúd pri vysokých teplotách za pomoci nekovových redukčných činidiel - koks, oxid uhoľnatý (II), vodík; kov - hliník, horčík, vápnik a iné kovy.

1. Získavanie medi z oxidu pomocou vodíka - Hydrotermia :

Cu +2 O + H2 \u003d Cu + H20

2. Získavanie železa z oxidu pomocou hliníka - Aluminotermia:

Fe +3 2 O 3 + 2 Al \u003d 2 Fe 0 + Al 2 O 3

Na získanie železa v priemysle sa železná ruda podrobuje magnetickému obohateniu:

3Fe 2 O 3 + H 2 \u003d 2Fe 3 O 4 + H 2 O alebo 3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2Fe 3 O 4 + CO 2 a potom proces redukcie prebieha vo vertikálnej peci:

Fe 3 O 4 + 4 H 2 \u003d 3 Fe + 4 H 2 O

Fe304 + 4CO \u003d 3Fe + 4CO2

II. Hydrometalurgická metóda

Metóda je založená na rozpustení prírodnej zlúčeniny s cieľom získať roztok soli tohto kovu a nahradení tohto kovu aktívnejším.

Napríklad ruda obsahuje oxid meďnatý a je rozpustená v kyseline sírovej:

1 etapa - CuO + H2SO4 \u003d CuS04 + H20,

Stupeň 2 - vykonajte substitučnú reakciu s aktívnejším kovom

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu.

III. Elektrometalurgická metóda

Ide o spôsoby získavania kovov pomocou elektrického prúdu (elektrolýza).

Touto metódou sa vyrába hliník, alkalické kovy, kovy alkalických zemín.

V tomto prípade sú taveniny oxidov, hydroxidov alebo chloridov podrobené elektrolýze:

2NaCl elektrický prúd → 2Na + Cl 2

2Al 2 O 3 elektrický prúd → 4Al + 3O 2

IV. Tepelný rozklad zlúčenín

Napríklad získanie železa:

Železo interaguje s oxidom uhoľnatým (II) pri zvýšenom tlaku a teplote 100-200 0 za vzniku pentakarbonylu:

Fe + 5CO = Fe (CO)5

Pentakarbonyl železa je kvapalina, ktorú možno ľahko oddeliť od nečistôt destiláciou. Pri teplote asi 250 0 sa karbonyl rozkladá a vytvára železný prášok:

Fe (CO) 5 \u003d Fe + 5CO

Ak sa výsledný prášok podrobí spekaniu vo vákuu alebo vo vodíkovej atmosfére, získa sa kov obsahujúci 99,98–99,999 % železa.

Reakcie, ktoré sú základom výroby kovov

Tak sme sa zoznámili s prírodnými zlúčeninami kovov a metódami izolácie kovu z nich ako jednoduchej látky.