Металлургия

Все способы получение металлов можно разделить на большие группы:
• пирометаллургия (все химические способы восстановления металлов из руд, осуществляемые с применением высоких температур)
• электрометаллургия (способ получения металлов с применением электрического тока)
• гидрометаллургия (преобразовании природных соединений металлов в растворимую форму с последующим восстановлением металла из раствора)

🔹Большинство металлов IA и IIA подгрупп можно получить электролизом расплавов их солей — хлоридов
2LiCl → 2Li + Cl₂ (эл. ток)
2NaCl → 2Na + Cl₂ (эл. ток)
Более тяжелые щелочные металлы получают по реакции замещения:
Na + KCl → K + NaCl (t°C)

🔹Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al₂O₃ в расплавленном криолите Na₃[AlF₆] 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂ (эл. ток)

🔹Железо (а точнее его сплавы — чугун/сталь) получают в доменных печах (домнах) восстановлением оксидов железа оксидом углерода(II) CO
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ (t°C)

🔹Цинк и медь получают из сульфидных руд, обжигая их кислородом и восстанавливая оксиды углем или водородом.
2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂ (t°C)
ZnO + CO → Zn + CO₂ (t°C)

2CuS + 3O₂ → 2CuO + 2SO₂ (t°C)
CuO + H₂ → Cu + H₂O (t°C)

🔹Хром можно получить из его оксида алюмотермией
Cr₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Cr (t°C)

ℹ️ Примечание. Реальные металлургические процессы гораздо сложнее. Они включают в себя способы переработки руд/минералов, а также непростые методы получения с участием катализаторов. Однако, для успешной сдачи экзамена приведённой выше информации достаточно.

Водород (H) — элемент IA групппы, неметалл. Его электронная конфигурация 1s¹. Его положение и строение уникально, водород можно отнести как группе щелочных металлов (у него всего 1 валентный электрон), так и к галогенам (не хватает одного электрона до завершения уровня).
В соединениях водород проявляет степень окисления -1 и +1

Простое вещество водород H₂ — газ без цвета и без запаха. Водород в 14 раз легче воздуха, плохо растворим в воде.

📌 Водород можно получают как в промышленности, так и на заводах.
ЛАБОРАТОРНЫЕ СПОСОБЫ
1) взаимодействие металлов (до H₂) c сильными кислотами
Zn + 2HCl → H₂ + ZnCl₂

2) взаимодействие цинка/алюминия с раствором щелочей
2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

3) гидролиз гидридов ЩМ и ЩЗМ
NaH + H₂O → NaOH + H₂

4) электролиз воды (используется и в лаборатории, и в промышленности)
2H₂O → 2H₂ + O₂ (эл. ток)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СПОСОБЫ
1) электролиз воды, а также водных растворов солей
2NaCl + 2H₂O → H₂ + Cl₂ + 2NaOH (эл. ток)

2) восстановление водяного пара раскаленным коксом
C + H₂O → H₂ + CO (t°C)
Смесь CO и H₂ называется «синтез-газ»

3) паровая конверсия метана
CH₄ + H₂O → СO + 3H₂ (t°C)

4) крекинг и риформинг углеводородов