Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Получение металлов

Получение щелочных металлов

Все щелочные металлы возможно получить электролизом расплава их солей, однако на практике таким способом получают только Li и Na, что связано с высокой химической активностью K, Rb, Cs:

2LiCl = 2Li + Cl2

2NaCl = 2Na + Cl2

Любой щелочной металл можно получить восстановлением соответствующего галогенида (хлорида или бромида), применяя в качестве восстановителей Ca, Mg или Si. Реакции проводят при нагревании (600 – 900^{\circ}С) и под вакуумом. Уравнение получения щелочных металлов таким способом в общем виде:

2MeCl + Ca = 2Mе↑ + CaCl2,

где Ме – металл.

Известен способ получения лития из его оксида. Реакцию проводят при нагревании до 300°С и под вакуумом:

2Li2O + Si + 2CaO = 4Li + Ca2SiO4

Получение калия возможно по реакции между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием. Реакцию проводят при нагревании до 440°С:

KOH + Na = K + NaOH

Получение щелочноземельных металлов

Получение Be осуществляют по реакции восстановления его фторида. Реакция протекает при нагревании:

BeF2 + Mg = Be + MgF2

Магний, кальций и стронций получают электролизом расплавов солей, чаще всего – хлоридов:

CaCl2 = Ca + Cl2

Причем, при получении Mg электролизом расплава дихлорида для понижения температуры плавления в реакционную смесь добавляют NaCl.

Для получения Mg в промышленности используют металло- и углетермические методы:

2(CaO×MgO) (доломит) + Si = Ca2SiO4 + Mg

Основной способ получения Ba – восстановление оксида:

3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3

Получение алюминия

Алюминий получают электролизом расплава оксида этого элемента:

2Al2O3 = 4Al + 3O2

Однако из-за небольшого выхода продукта, чаще используют способ получения алюминия электролизом смеси Na3[AlF6] и Al2O3. Реакция протекает при нагревании до 960^{\circ}С и в присутствии катализаторов – фторидов (AlF3, CaF2 и др.), при этом на выделение алюминия происходит на катоде, а на аноде выделяется кислород.

Получение переходных металлов

Получение титана осуществляют в две стадии – сначала из получают хлорид титана из оксида, а затем восстанавливают его магнием:

TiO2 + 2Cl2 +2C = TiCl2 + 2CO (800 – 1000^{\circ}C)

TiCl2 + 2Mg = Ti + 2MgCl2

Чистый ванадий получают из оксида ванадия (V) кальцийтермическим восстановлением или из VCl3 и VI2 магний – и йодотермическим восстановлением, соответственно:

V2O5 + 5Ca = 5CaO + V

Для получения хрома используют алюмотермический способ:

Na2Cr2O7 + 2C = Cr2O3 + Na2CO3 + CO

Cr2O3 +2Al = Al2O3 + 2Cr

Получение молибдена осуществляют — из оксидов (разложение или восстановление их водородом):

3MoO2 = Mo + 2MoO3

Основные способы получения марганца – электролиз MnSO4 и восстановление оксидов кремнием:

2Mn2O3 + 3Si = 4Mn + 3SiO2

Тяжелые металлы получают восстановлением из руд при высоких температурах и в присутствии катализатора (пирометаллургия) (1) или восстановлением из солей в растворе (гидрометаллургия) (2):

Cu2O + C = 2Cu + CO (1)

CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 (2)

Некоторые металлы получают термическим разложением их неустойчивых соединений:

Ni(CO)4 = Ni + 4CO

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание При электролизе водного раствора медного купороса на аноде выделилось 2,8 л газа. Какой это газ? Что и в каком количестве выделилось на катоде?
Решение Запишем уравнение протекания электролиза:

CuSO4↔Cu2+ + SO42-

K(-): Cu2+ +2e = Cu

A(+): 2H2O -4e = 4H+ + O2

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2↑ + 2H2SO4 (под действие электрического тока)

На аноде выделился кислород, на катоде – медь. Найдем количество вещества кислорода:

v(O2) = V(O2)/Vm

v(O2) = 2,8/22,4 = 0,125 моль

По уравнению реакции число моль кислорода – 1 моль, а меди – 2 моль. Найдем реальное число моль меди:

v(Cu) = 2× v(O2)

v(Cu) = 2×0,125 = 0,152 моль

Найдем массу меди:

m(Cu) = v(Cu) × M(Cu)

m(Cu) =0,152 ×64 = 19,456 г

Ответ На аноде выделился кислород, на катоде – медь. Масса меди 19,456 г.
ПРИМЕР 2
Задание Навеска карбида металла (m=6г) сожжена в кислороде, в результате чего образовалось 2,24 л углекислого газа. Определите, какой металл входит в состав карбида.
Решение Запишем уравнение реакции в общем виде:

MeC2 + 2O2 = 2CO2↑ + Me

Найдем число моль CO2:

v(CO2) = V(CO2)/Vm

v(CO2) = 2,24/22,4 =0,1 моль

Найдем число моль карбида металла:

v(MeC2) = m(MeC2) / M(MeC2)

M(MeC2) = Ar(Me) + 12×2

v(MeC2) = 6/ (Ar(Me) + 24)

По уравнению реакции:

v(MeC2) = v(CO2)/2 = 0,1/2=0,05 моль

6/ (Ar(Me) + 24) = 0,05

(Ar(Me) + 24) ×0,05 =6

0,05 ×Ar(Me) + 1,2 =6

0,05 ×Ar(Me)=4,8

Ar(Me) = 96

Ответ Металл с относительной атомной массой 96.
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.