Giáo án Hóa học 12 bài 21: Điều chế kim loại

HÓA HỌC 12 CƠ BẢN BÀI 21 : ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I MỤC TIÊU: 1 Kiến thức: HS hiểu: - Nguyên tắc chung và các phương pháp điều chế điều chế kim loại ( điện phân, nhiệt luyện, dùng kim loại mạnh khử ion của kim loại yếu) 2 Kĩ năng: - Lựa chọn phương pháp điều chế kim loại cụ thể cho phù hợp - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh, sơ đồ để rút ra nhận xét về pp điều chế kim loại - Viết các pthh điều chế kim loại cụ thể - Tính khối lượng nguyên liệu sản xuất được một lượng kim loại xác định theo hiệu suất hoặc ngược lại 3 Thái độ: Yêu thích bộ môn, có ý thức bảo vệ kim loại II CHUẨN BỊ: - Hoá chất: dung dịch CuSO4, đinh sắt - Dụng cụ: Ống nghiệm thường, ống nghiệm hình chữ U, lõi than lấy từ pin hỏng dùng làm điện cực, dây điện, pin hoặc bình ăcquy III PHƯƠNG PHÁP: Nêu vấn đề + đàm thoại IV TIẾN TRÌNH BÀY DẠY: 1 Ổn định lớp: Chào hỏi, kiểm diện 2 Kiểm tra bài cũ: Nêu cơ chế của sự ăn mòn điện hóa học 3 Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1 : NGUYÊN TẮC ĐIỀU I – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM CHẾ KIM LOẠI : LOẠI : GV đặt hệ thống câu hỏi: - Khử ion kim loại thành nguyên tử : HÓA HỌC 12 CƠ BẢN - Trong tự nhiên, ngoài vàng và platin có ở trạng thái tự do, hầu hết các kim loại còn lại đều tồn tại ở trạng thái nào ? - Muốn điều chế kim loại ta phải làm gì ? - Nguyên tắc chung của việc điều chế kim loại là gì ? Hoạt động 2 : PHƯƠNG PHÁP : GV giới thiệu phương pháp nhiệt luyện GV yêu cầu HS viết PTHH điều chế Cu và Fe bằng phương pháp nhiệt luyện sau: CuO + H2→ Fe2O3 + CO → Fe2O3 + Al → Mn+ + ne → M II – PHƯƠNG PHÁP : 1 Phương pháp nhiệt luyện : - Nguyên tắc: Khử ion kim loại bằng các chất khử (C, CO, H2 ở nhiệt độ cao hoặc các kim loại hoạt động) - Phạm vi áp dụng: Sản xuất các kim loại có tính khử trung bình (Zn, Fe, Sn, Pb,…) trong công nghiệp Thí dụ: 0 t CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe3O4 + 4CO Fe2O3 + 2Al GV giới thiệu phương pháp thuỷ luyện GV biểu diễn thí nghiệm Fe + dd CuSO 4 và yêu cầu HS viết PTHH của phản ứng HS tìm thêm một số thí dụ khác về phương pháp dùng kim loại để khử ion kim loại yêu hơn t0 t0 3Fe +4CO2 2Fe +Al2O3 2 Phương pháp thuỷ luyện: ( phương pháp ướt ) - Nguyên tắc: Dùng những dung dịch thích hợp như : H2SO4, NaOH, NaCN,… để hoà tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có ở trong quặng Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn,… Thí dụ: Cu + 2AgNO3 → Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag ↓ Cu + 2Ag + → Cu 2+ + 2Ag ↓ GV : Những kim loại có độ hoạt động hoá học như thế nào phải điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy ? Chúng đứng ở vị trí nào trong dãy hoạt động hoá học của kim loại ? HS nghiên cứu SGK và viết PTHH của - Phạm vi áp dụng: Thường sử dụng để điều chế các kim loại có tính khử yếu (Au, Ag, Hg, Cu ) 3 Phương pháp điện phân: a) Điện phân hợp chất nóng chảy : - Nguyên tắc: Khử các ion kim loại bằng dòng điện bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại - Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại hoạt HÓA HỌC 12 CƠ BẢN phản ứng xảy ra ở các điện cực và PTHH động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al chung của sự điện phân khi điện phân nóng Thí dụ 1: Điện phân NaCl nóng chảy để điều chảy Al2O3, MgCl2 chế Na ← → Na+ NaCl ClTại catot : Na+ + 1e → Na Tại anot : Cl- → Cl + 1e 2NaCl đpnc  → 2Na + Cl 2 GV : Những kim loại có độ hoạt động hoá học như thế nào phải điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch ? Chúng đứng ở vị trí nào trong dãy hoạt động hoá học của kim loại ? HS nghiên cứu SGK và viết PTHH của phản ứng xảy ra ở các điện cực và PTHH chung của sự điện phân khi điện phân dung dịch CuCl2 b) Điện phân dung dịch: -Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối của kim loại - Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình hoặc yếu Thí dụ: Điện phân dung dịch CuSO4 để điều chế kim loại Cu Cu2+, H2O ← CuSO4 → SO 24- , H2O (H2O) 2+ Tại catot : Cu + 2e → Cu Tại anot : SO 24- + H2O → O2 + H2SO4 + 2e CuSO4 + H2O đpdd  → Cu + O2 + H2SO4 GV giới thiệu công thức Farađây dùng c) Tính lượng chất thu được ở các điện cực : để tính lượng chất thu được ở các điện cực Dựa vào công thức Farađây: AIt và giải thích các kí hiệu có trong công m= thức nF m: Khối lượng chất (g) A: Khối lượng mol (g/mol) n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận I: Cường độ dòng điện (A) t: Thời gian điện phân (giây) F = 96500 (Hằng số Farađây ) 4 Củng cố : 1 Trình bày, viết ptpứ để : - Điều chế Ca từ CaCO3 HÓA HỌC 12 CƠ BẢN - Điều chế Cu từ CuSO4 2 Từ Cu(OH)2, MgO, Fe2O3 hãy điều chế các kim loại tương ứng bằng một phương pháp thích hợp Viết PTHH của phản ứng Dặn dò : 1 Bài tập về nhà: 3 → 5 trang 98 SGK 2 Xem lại tất cả các kiến thức về phần hoá hữu cơ đã học và hệ thống lại vào bảng sau, tiết sau ôn tập HK I ESTE – LIPIT Este Lipit Khái niệm CTTQ Tính chất hoá học CACBOHIĐRAT Glucozơ Saccarozơ Tinh bột CTPT CTCT thu gọn Tính chất hoá học AMIN – AMINO AXIT – PROTEIN Xenlulozơ HÓA HỌC 12 CƠ BẢN Amin Amino axit Peptit và protein Khái niệm CTPT Tính chất hoá học POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME Polime Vật liệu polime Khái niệm Tính chất hoá học Điều chế V RÚT KINH NGHIỆM:  ...HĨA HỌC 12 CƠ BẢN - Trong tự nhiên, ngồi vàng platin có trạng thái tự do, hầu hết kim loại lại tồn trạng thái ? - Muốn điều chế kim loại ta phải làm ? - Nguyên tắc chung việc điều chế kim loại. .. Nguyên tắc: Khử ion kim loại dịng điện cách điện phân nóng chảy hợp chất kim loại - Phạm vi áp dụng: Điều chế kim loại hoạt HÓA HỌC 12 CƠ BẢN phản ứng xảy điện cực PTHH động hoá học mạnh K, Na, Ca,... viết ptpứ để : - Điều chế Ca từ CaCO3 HÓA HỌC 12 CƠ BẢN - Điều chế Cu từ CuSO4 Từ Cu(OH)2, MgO, Fe2O3 điều chế kim loại tương ứng phương pháp thích hợp Viết PTHH phản ứng Dặn dò : Bài tập nhà: →