Chú ý:
- Cơ sở phương pháp này là dùng những dung dịch thích hợp như H₂SO₄, NaOH, NaCN,..để hoà tan kim loại hoặc hợp chất kim loại và tách ra khỏi phần không tan.
- Không dùng kim loại kiềm, kiềm thổ để khử.

c. Phương pháp điện phân

Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại ở catot ra khỏi hợp chất.

Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng để điều chế các kim loại mạnh như Na, K, Mg, Ca, ...
- Ví dụ: Điều chế NaCl nóng chảy thu được Na theo pthh
Điện phân dung dịch: Dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng.
- Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl₂ thu được Cu theo pthh
Tính lượng chất thu được ở mỗi điện cực. Dựa vào định luật Faraday: \(m=\frac{A.I.t}{n.F}\)
- m: Khối lượng chất thu được mỗi điện cực (gam)
- A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực
- n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận
- I: Cường độ dòng điện ampe kế (A)
- t: Thời gian điện phân (giây)
- F: hằng số Faraday (F = 96500)

3.1. Bài tập Điều chế kim loại - Cơ bản

Bài 1:

Tiến hành các thí nghiệm sau:

(a) Cho Mg vào dung dịch Fe₂(SO₄)₃ dư

(b) Sục khí Cl₂ vào dung dịch FeCl₂

(d) Cho Na vào dung dịch CuSO₄ dư

(e) Nhiệt phân AgNO₃

(f) Điện phân nóng chảy Al₂O₃

Sau khi kết thúc các phản ứng, những thí nghiệm thu được kim loại?

Hướng dẫn:

(a) Cho Mg vào dung dịch Fe³⁺(dư) tạo Fe²⁺

(b) \(C{l_2} + 2FeC{l_2} \overset{t^{0}}{\rightarrow} 2FeC{l_3}\)

(d) \(2Na + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2};2NaOH + CuS{O_4} \to Cu{\left( {OH} \right)_2} + N{a_2}S{O_4}\)

(e) \(2AgN{O_3}\overset{t^{0}}{\rightarrow}2Ag + 2N{O_2} + {O_2}\)

(f) \(2A{l_2}{O_3}\overset{dpnc}{\rightarrow}4Al + 3{O_2}\)

Vậy có 3 thí nghiệm thu được kim loại là: (c); (e); (f)

Bài 2:

Trong các kim loại Cu; Ag; Na; K và Ba, số kim loại điều chế được bằng phương pháp thủy luyện là:

Hướng dẫn:

Phương pháp thủy luyện dùng để điều chế nững kim loại yếu, đứng sau H trong dãy hoạt động hóa học. Như vậy ta có các kim loại: Cu; Ag

Bài 3:

Bốn kim loại K, Al, Fe và Ag được ấn định không theo thứ tự là X, Y, Z, và T. Biết rằng X và Y được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy; X đẩy được kim loại T ra khỏi dung dịch muối; và Z tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nóng nhưng không tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nguội. Các kim loại X, Y, Z và T theo thứ tự là:

Hướng dẫn:

Do X và Y điều chế bằng cách điện phân nóng chảy ⇒ đó là Al và K
Mà X đẩy được T ra khỏi muối ⇒ X là Al ⇒ Y là K
Z tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng nhưng không tác dụng được với dung dịch H₂SO₄ đặc nguội ⇒ Z bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc nguội.
⇒ Z là Fe ⇒ T là Ag.

Bài 4:

Cho khí CO dư đi qua ống chứa 0,2 mol MgO và 0,2 mol CuO nung nóng, đến phản ứng hoàn toàn, thu được x gam chất rắn. Giá trị của x là:

Hướng dẫn:

Chất rắn gồm MgO và Cu (vì MgO không phản ứng với CO)
⇒ x = 20,8g

3.2. Bài tập Điều chế kim loại - Nâng cao

Bài 1:

Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H₂ qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al₂O₃, CuO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là:

Hướng dẫn:

\(n_{hh \ (CO + H_{2})} = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 \ mol\)
Thực chất phản ứng khử các oxit là:
CO + O → CO₂
H₂ + O → H₂O
Vậy: \(n_{O}=n_{CO}+n_{H_{2}} = 0,1 \ mol\)
Khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: 24 - 1,6 = 22,4 gam.

Bài 2:

Điện phân 10 ml dung dịch AgNO₃ 0,4M ( điện cực trơ ) trong thời gian 10 phút 30 giây với dòng điện có cường độ I = 2A, thu được m gam Ag. Giả sử hiệu suất phản ứng điện phân đạt 100%.