Giáo án hóa học 12: Bài 21 Điều chế kim loại Ban cơ bản. Giáo án hóa học 12: Bài 21 Điều chế kim loại Ban cơ bản. Giáo án hóa học 12: Bài 21 Điều chế kim loại Ban cơ bản. Giáo án hóa học 12: Bài 21 Điều chế kim loại Ban cơ bản.
Tuần 20 (Từ 7/1/2019 đến 12/1/2019) Ngày soạn: 2/1/2019 Ngày dạy tiết đầu: …/…/2019 Tiết 37 BÀI 21: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI A MỤC TIÊU Kiến thức - HS hiểu nguyên tắc chung việc điều chế kim loại - HS biết phương pháp điều chế kim loại Kỹ Rèn kỹ tư duy: từ tính khử khác kim loại biết cách chọn phương pháp thích hợp để điều chế kim loại Thái độ, tư tưởng - Có thái độ nghiêm túc học tập - Có lòng u thích mơn Định hướng phát triển lực - lực ngôn ngữ hóa học - lực giải vấn đề: thơng qua quan sát thí nghiệm, rút kết luận B CHUẨN BỊ Giáo viên: - phương pháp: - phương pháp đàm thoại - phương pháp trực quan - phương pháp phát giải vấn đề - đồ dùng: giáo án Học sinh Xem trước C TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC Ổn định tổ chức Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số Kiểm tra cũ - Bản chất ăn mòn kim loại ? Dẫn vào GV : cho biết tự nhiên, kim loại tồn dạng ? HS trả lời : tự nhiên, kim loại có quặng dạng hợp chất, trừ số kim loại yếu tồn dạng kim loại tự Au, Pt GV: Kim loại tự khai thác trực tiếp Vậy kim loại khơng có dạng tự mà có dạng hợp chất, để có chúng? Người ta phải điều chế kim loại từ hợp chất chúng Vậy Nguyên tắc điều chế kim loại có phương pháp để điều chế kim loại, ta tìm hiểu nội dung hơm Tổ chức hoạt động lớp Hoạt động GV – HS Những kiến thức HS cần nắm vững Hoạt động 1: Tìm hiểu nguyên tắc điều chế kim loại I Nguyên tắc GV : dạng hợp chất,kim loại ion dương, nguyên tắc điều chế Khử ion dương kim loại thành kim loại kim loại khử ion dương kim loại tự thành kim loại tự Mn+ + ne → M GV : có số phương pháp điều chế II Phương pháp kim loại sau, việc lựa chọn phương pháp điều chế tuỳ thuộc vào độ hoạt động kim loại: Hoạt động 2: Tìm hiểu phương pháp nhiệt luyện Phương pháp nhiệt luyện GV nêu phương pháp nhiệt luyện Phương pháp: khử ion kim loại hợp chất chất khử mạnh nhiệt độ cao Chất khử: C, CO, H2, kim loại mạnh (Al ) - Áp dụng điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình yếu GV giới thiệu kim loại mạnh, kim loại trung bình kim loại yếu GV y/c HS viết số ví dụ điều chế VD : điều chế Cu từ CuO CuO + H2 → Cu + H2O Cu từ CuO, Fe từ FeO, Fe3O4 VD : điều chế Fe từ Fe2O3 HS viết ptpư Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe Chú ý: - Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe Fe2O3: khử hồn tồn → Fe Fe2O3: khử khơng hoàn toàn → hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 dư - oxit kim loại mạnh không bị khử H2, CO, C, Al MgO + CO → không phản ứng VD: khử hoàn toàn hỗn hợp FeO, Fe2O3, CuO, MgO H2 dư thu chất rắn gồm chất gì? HS: gồm Fe, Cu MgO GV giới thiệu pứ khử oxit kim loại kim loại hoạt động Al nhiệt độ cao gọi phản ứng nhiệt nhôm VD : Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe - Nếu chất khử Al => phản ứng gọi phản ứng nhiệt nhôm Hoạt động 3: Tìm hiểu phương pháp thủy luyện 2 Phương pháp thuỷ luyện Phương pháp: Khử ion kim loại dung dịch muối kim loại mạnh - Áp dụng điều chế kim loại trung bình yếu GV lấy ví dụ : quặng đồng hồ tan dung dịch thích hợp, thu dung dịch muối đồng,ví dụ CuSO4, khử ion Cu2+ dung dịch VD1: điều chế Cu từ dung dịch CuSO4 CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu kim loại hoạt động ví dụ Fe Cu2+ + Fe → Fe2+ + Cu VD 2: điều chế Fe từ FeSO4 FeSO4 + Zn → ZnSO4 + Fe Fe2+ + Zn → Zn2+ + Fe Chú ý: không dùng kim loại tan nước để khử Hoạt động 4: Tìm hiểu phương pháp điện phân nóng chảy Phương pháp điện phân a) Điện phân nóng chảy Phương pháp: khử ion kim loại hợp chất nóng chảy (muối halogenua, GV : Đối với kim loại có tính khử oxit, hidroxit) dòng điện mạnh Na, K, Ca, Mg, Al ion - áp dụng điều chế kim loại có độ chúng có tính oxi hố yếu, có hoạt động mạnh thể khử dòng điện, phương pháp sử dụng điện VD1 : Điện phân nóng chảy NaCl n/c phân muối, hidroxit oxit nóng NaCl → Na+ + Clchảy (-) : Na+ + 1e → Na GV làm ví dụ (+) : Cl→ Cl2 + 2e Phương trình điện phân : 2NaCl → 2Na + Cl2 VD2 : Điện phân nóng chảy Al2O3 n/c Al2O3 → 2Al3+ + 3O2(-) : Al3+ + 3e → Al (+) : 2O2→ O2 + 4e Phương trình điện phân : 2Al2O3 → 4Al + 3O2 VD3 : Điện phân nóng chảy NaOH n/c NaOH → Na+ + OH(-) : Na+ + 1e → Na HS viết ví dụ (+) : 2OH→ H2O + 1/2O2 + 2e Phương trình điện phân : 2NaOH → 2Na + 1/2O2 + H2O Củng cố hướng dẫn nhà • Củng cố BT: điều chế Cu từ Cu(OH)2 HS làm bài: Cu kim loại có độ hoạt động yếu, nên để điều chế Cu, dùng phương pháp nhiệt luyện thuỷ luyện - phương pháp nhiệt luyện: Cu(OH)2 → CuO → Cu t Cu(OH)2 → CuO + H2O t CuO + H2 → Cu + H2O - phương pháp thuỷ luyện: Cu(OH)2 → CuSO4 → Cu Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + H2O CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu • Hướng dẫn nhà Làm BT SGK 0 Rút kinh nghiệm, bổ sung sau dạy Tuần 20 (Từ 7/1/2019 đến 12/1/2019) Ngày soạn: 2/1/2019 Ngày dạy tiết đầu: …/…/2019 Tiết 38 ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI A MỤC TIÊU Kiến thức - HS hiểu nguyên tắc chung việc điều chế kim loại - HS biết phương pháp điều chế kim loại Kỹ Rèn kỹ tư duy: từ tính khử khác kim loại biết cách chọn phương pháp thích hợp để điều chế kim loại Thái độ, tư tưởng - Có thái độ nghiêm túc học tập - Có lòng u thích mơn Định hướng phát triển lực - lực ngơn ngữ hóa học - lực giải vấn đề: thơng qua quan sát thí nghiệm, rút kết luận B CHUẨN BỊ Giáo viên: - phương pháp: - phương pháp đàm thoại - phương pháp trực quan - phương pháp phát giải vấn đề - đồ dùng: giáo án Học sinh Ôn cũ, chuẩn bị C TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC Ổn định tổ chức Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số Kiểm tra cũ Nêu nguyên tắc điều chế kim loại ? Nêu phương pháp điều chế Cu từ CuSO4 ? Dẫn vào Ta biết đến phương pháp điều chế kim loại phương pháp nhiệt luyện thủy luyện Các phương pháp nhiệt luyện thủy luyện điều chế kim loại trung bình yếu Vậy có phương pháp điều chế kim loại khác, điều chế kim loại mạnh hay khơng, ta tiếp tục tìm hiểu Tổ chức hoạt động lớp Hoạt động GV – HS Những kiến thức HS cần nắm vững Phương pháp điện phân b) Điện phân dung dịch GV giới thiệu phương pháp điện Phương pháp: khử ion kim loại phân dung dịch dung dịch dòng điện - áp dụng điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình yếu + Điện phân với điện cực trơ (graphit) - Thí dụ : Điện phân dung dịch CuCl2 CuCl2 → Cu2+ + 2Cl(-) : Cu2+ + 2e → Cu (+) : 2Cl→ Cl2 + 2e Phương trình điện phân : CuCl2 → Cu + Cl2 Chú ý: - Khi cation, anion điện cực điện phân hết, nước bị điện phân: (-): 2H2O + 2e → H2 + 2OH(+): H2O → ½ O2 + 2H+ + 2e => catot bắt đầu có bọt khí xuất kim loại bị điện phân hết - Các ion kim loại mạnh không bị khử dung dịch => H2O bị khử (-): 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Các anion gốc axit có chứa oxi (như SO42-, NO3-, CO32- ) không bị điện phân dung dịch => H2O bị điện phân (+): H2O → 1/2O2 + 2H+ + 2e - Ví dụ 2: Điện phân dung dịch CuSO4 CuSO4 → Cu2+ + SO42Catot (-): Cu2+, H2O: Cu2+ + 2e → Cu Anot (+): SO42-, H2O: GV y/c HS viết thí dụ điện phân dung dịch CuCl2 CuSO4 → O2 + 2H+ + 2e H2O Phương trình điện phân: CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + O2↑ VD3: Viết phương trình điện phân dung dịch AgNO3? HS lên bảng viết - Ví dụ 3: điện phân dung dịch AgNO3 AgNO3 → Ag+ + NO3Catot (-): Ag+, H2O: Ag2+ + e → Ag Anot (+): NO3-, H2O: → O2 + 2H+ + 2e H2O Phương trình điện phân: 2AgNO3 + H2O →2Ag+2HNO3 + O2 VD4: điện phân dung dịch NaCl - Ví dụ 4: điện phân dung dịch NaCl NaCl → Na+ + ClCatot (-): Na+, H2O: 2H2O + 2e → H2 + 2OHAnot (+): Cl-, H2O: Cl- → Cl2 + 2e Phương trình điện phân: 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2↑ GV lưu ý: ion kim loại mạnh khơng bị khử dung dịch Chính phương pháp điện phân dung dịch không điều chế kim loại hoạt động mạnh GV giới thiệu thêm điện phân với + Điện phân với điện cực tan điện cực tan (anot tan) VD: điện phân dung dịch CuSO với anot đồng anot (+): Cu bị oxi hoá thành Cu2+ vào dung dịch : Cu (r) → Cu2+ (dd) + 2e catot (-): ion Cu2+ bị khử thành Cu bám bề mặt catot: Cu2+(dd) + 2e → Cu(r) Phương trình điện phân: Cu (r) + Cu2+ (dd) → Cu2+ (dd) + Cu (r) Anot catot => nồng độ ion Cu2+ dung dịch không đổi, điện phân chuyển kim loại Cu từ anot catot c) Tính lượng chất thu điện cực Định luật Faraday GV giới thiệu định luật Faraday cơng thức tính m= AIt nF - Cơng thức: Trong đó: m: lượng chất thu điện cực (g) A: khối lượng mol nguyên tử / phân tử I: cường độ dòng điện (A) t: thời gian điện phân (s) n: số e nguyên tử cho nhận F = 96500: số Faraday Lưu ý: cơng thức áp dụng tính lượng chất điện cực, kể kim loại hay chất khí HS làm thí dụ - Thí dụ: điện phân dd CuCl2 với cường độ dòng điện ampe a) Tính khối lượng Cu thu catot b) Tính thể tích khí anot áp dụng CT: m= AIt 64.5.3600 = nF 2.96500 = 5,97 gam Củng cố hướng dẫn nhà • Củng cố Viết phương trình điện phân, ý số trường hợp đặc biệt Áp dụng cơng thức Faraday để tính lượng chất thu điện cực • Hướng dẫn nhà Làm BT SGK Hướng dẫn BT5 a) Gọi kim loại hoá trị II M MSO4(dd) → M2+ + SO42Cực (-) : M2+, H2O : M2+ + 2e → Cu Cực (+) : SO42-, H2O : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e Phương trình điện phân: MSO4 + H2O → 2M + H2SO4 + O2↑ b) áp dụng CT Faraday: => kim loại M Cu m= AIt mnF 1,92.2.96500 = = 64 nF => A = It 3.1930 Rút kinh nghiệm, bổ sung sau dạy ... dương, nguyên tắc điều chế Khử ion dương kim loại thành kim loại kim loại khử ion dương kim loại tự thành kim loại tự Mn+ + ne → M GV : có số phương pháp điều chế II Phương pháp kim loại sau, việc... H2, kim loại mạnh (Al ) - Áp dụng điều chế kim loại có độ hoạt động trung bình yếu GV giới thiệu kim loại mạnh, kim loại trung bình kim loại yếu GV y/c HS viết số ví dụ điều chế VD : điều chế. .. pháp điều chế kim loại phương pháp nhiệt luyện thủy luyện Các phương pháp nhiệt luyện thủy luyện điều chế kim loại trung bình yếu Vậy có phương pháp điều chế kim loại khác, điều chế kim loại