Chiết xuất kim loại: carbon có thể khử các oxide kim loại phù hợp
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| native metal/ˈneɪtɪv ˈmetl/ | kim loại tự nhiên |
| metal extraction/ˈmetl ekˈstrækʃn/ | chiết xuất kim loại |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Vàng có thể tồn tại dưới dạng kim loại nguyên chất, nhưng nhiều kim loại hữu ích lại tồn tại trong hợp chất. Quá trình chiết xuất phải tách kim loại về mặt hóa học khỏi các nguyên tố khác.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Các kim loại rất kém hoạt động như vàng có thể tìm thấy dưới dạng tự nhiên, tức là kim loại nguyên chất. Hầu hết các kim loại đều tồn tại dưới dạng hợp chất. Các kim loại kém hoạt động hơn carbon có thể được chiết xuất từ oxit của chúng bằng cách khử bằng carbon. Oxit mất oxy và tạo ra kim loại; carbon nhận oxy. Các kim loại nằm trên carbon yêu cầu một con đường khác trong chương trình GCSE này, bao gồm điện phân khi phù hợp.
- kim loại tự nhiên: Một kim loại tồn tại tự nhiên dưới dạng nguyên tố; chiết xuất kim loại: Lấy kim loại từ nguồn tự nhiên hoặc hợp chất.
Oxide nào phù hợp với quy tắc khử bằng carbon đã nêu?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Khử bằng cacbon hoạt động khi cacbon là đối tác hoạt động hơn và có thể夺取 ôxy: các kim loại DƯỚI cacbon trong dãy. Nhôm nằm trên cacbon, nên oxit nhôm kháng lại cacbon và cần điện phân.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Với 2CuO + C → 2Cu + CO₂, đồng(II) oxide bị khử và carbon bị oxy hóa theo quan điểm oxy. Không thể giả định rằng carbon sẽ khử mọi oxit kim loại trong điều kiện chiết xuất có ích. Nhôm phản ứng mạnh hơn carbon và quá trình chiết xuất nó sử dụng điện phân, không chỉ đơn thuần là con đường oxit đồng như trên. Việc ghi nhớ chi tiết quy trình lò cao không thuộc phạm vi yêu cầu của mục này.
- Khi được đưa ra một mô tả về quá trình chiết xuất, hãy xác định hợp chất đầu vào, chất khử, kim loại mong muốn và sản phẩm phụ. Đánh giá năng lượng, chi phí, độ tinh khiết hoặc dữ liệu chất thải được cung cấp so với mục đích được nêu thay vì sáng tạo ra các chi tiết công nghiệp. Mọi thực hành nung oxit tại trường đều sử dụng phương pháp quy mô nhỏ được phê duyệt và các chất do kỹ thuật viên chọn; chiết xuất công nghiệp là một trường hợp tham chiếu, không phải là nhiệm vụ xây dựng của nhà trường.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: một mẫu quặng được cung cấp chứa 4% kim loại có thể thu hồi theo khối lượng. Một lô 250 kg do đó chứa 0.04×250=10 kg kim loại có thể thu hồi trước khi mất mát trong chế biến. Nếu thu được 8 kg, tỷ lệ thu hồi là 80%. Tính toán hàm lượng quặng này hỗ trợ so sánh quy trình được cung cấp nhưng không ngụ ý rằng mọi sự khử bằng carbon đều có năng suất hoặc thành phần quặng như nhau.
Quặng cung cấp chứa 5% kim loại có thể thu hồi. Tìm khối lượng kim loại đó trong 360 kg quặng trước khi mất mát. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → mối liên hệ → thay thế → đơn vị và diễn giải.
Một loại quặng được cung cấp chứa 5% kim loại có thể thu hồi. Tìm khối lượng kim loại đó trong 360 kg quặng trước khi hao hụt.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 18 kg. Đã biết: quặng chứa 5% kim loại có thể thu hồi theo khối lượng; lô 360 kg. Khối lượng kim loại = 0.05 x 360 = 18 kg trước khi hao hụt xử lý. Thu hồi thực tế sẽ thấp hơn sau hao hụt.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Tự nhiên có nghĩa là tồn tại dưới dạng kim loại nguyên tố, không chỉ đơn thuần là đào từ mỏ. Sự mất oxy xác định việc khử oxit; chỉ khối lượng quặng giảm thấp hơn thì chưa đủ. Một quy trình có thể khả thi về mặt hóa học nhưng kém hiệu quả về kinh tế hoặc môi trường dưới các điều kiện được cung cấp.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Carbon là đường dẫn khử thích hợp cho mọi oxit kim loại. Tuyên bố này sai: Carbon chỉ có thể khử các oxit của kim loại ít hoạt động hơn chính nó. Các kim loại hoạt động mạnh nhất - từ kali đến nhôm - giữ oxi quá chặt chẽ và được chiết xuất bằng điện phân thay thế.
Chiết xuất kim loại: carbon có thể khử các oxit kim loại phù hợp: Đối với 2CuO + C → 2Cu + CO₂, đồng(II) oxit bị khử và carbon bị oxy hóa theo nghĩa nhận/mất oxy. Không được giả định rằng carbon có thể khử mọi oxit kim loại dưới các điều kiện chiết xuất hữu ích. Nhôm hoạt động hơn carbon và quá trình chiết xuất nó sử dụng điện phân, không phải chỉ con đường oxit đồng này. Việc nhớ lại chi tiết quy trình lò cao không yêu cầu bởi giới hạn được nêu của phần này.
Carbon là phương pháp khử phù hợp cho mọi oxit kim loại.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cacbon chỉ có thể khử các oxit của kim loại kém hoạt động hơn chính nó. Các kim loại hoạt động nhất - từ kali đến nhôm - giữ ôxy quá chặt chẽ và được chiết xuất bằng điện phân thay thế.
Một kim loại tồn tại tự nhiên dưới dạng nguyên tố: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
kim loại bản địa (native metal) nghĩa là một kim loại tồn tại tự nhiên dưới dạng nguyên tố.