По характеру протекания восстановительного процесса получения металлов делятся на нижеследующие. Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с углерода, оксида углерода (II), водорода, алюминия, магния и др. Например, Cu2O + C = 2Cu + CO. Гидрометаллургия – восстановление металлов из солей в растворе. Например, CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O, CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4. Электрометаллургия – восстановление металлов в процессе электролиза растворов и расплавов солей. Например, металлический натрий получают электролизом расплава хлорида натрия: K (-) Na+ + = Na, A (+) 2Cl- -2 = Cl2, 2NaCl 2Na + Cl2; Медь можно получить электролизом раствора сульфата меди: K (-) Cu2+ + 2 = Cu, A(+) 2H2O – 4 = O2 + 4H+, 2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2 + 2H2SO4; Также металлы можно получить при термическом разложении их малоустойчивых соединений
Все элементы пятой группы образуют оксогалогениды, которые можно рассматривать как продукт замещения части атомов кислорода в оксиде на атомы хлора. Наиболее известны оксохлориды ванадия (таблица).
Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с углерода, оксида углерода (II), водорода, алюминия, магния и др.
Например, Cu2O + C = 2Cu + CO.
Гидрометаллургия – восстановление металлов из солей в растворе.
Например, CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O,
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.
Электрометаллургия – восстановление металлов в процессе электролиза растворов и расплавов солей.
Например, металлический натрий получают электролизом расплава хлорида натрия:
K (-) Na+ + = Na,
A (+) 2Cl- -2 = Cl2,
2NaCl 2Na + Cl2;
Медь можно получить электролизом раствора сульфата меди:
K (-) Cu2+ + 2 = Cu,
A(+) 2H2O – 4 = O2 + 4H+,
2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2 + 2H2SO4;
Также металлы можно получить при термическом разложении их малоустойчивых соединений
Все элементы пятой группы образуют оксогалогениды, которые можно рассматривать как продукт замещения части атомов кислорода в оксиде на атомы хлора. Наиболее известны оксохлориды ванадия (таблица).
Таблица 4.8. Оксохлориды ванадия
Степень окисления ванадияФормулаЦветТемп. Плавления, ºСТемп. кипения, ºСМетод получения+3VOClкоричн.600 разл. V2O3 + VCl3 = 3VOCl 2VCl3 + O2 = 2VOCl + 2Cl2+4VOCl2зеленый300 разл 2VOCl3 + Zn = 2VOCl2 + ZnCl2 V2O5 + 3VCl3 + VOCl3 = 6VOCl2 VOCl + VOCl3 = 2VOCl2+5VOCl3желтый–77V2O5 + 3SOCl2 = 2VOCl3 + 3SO2 2V2O3 + 6Cl2 = 4VOCl3 + O2 2VCl3 + O2 = 2VOCl3+5VO2Clоранжево-красный150 разл. VOCl3 + Cl2O = VO2Cl + 2Cl2 2VOCl3 + 2O3 = 2VO2Cl + 2O2 + Cl2