1. Sự ăn mũn hoỏ học
- Bản chất của sự ăn mũn hoỏ học là quỏ trỡnh oxi hoỏ khử, trong đú cỏc electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến cỏc chất trong mụi trường. - Thớ dụ:
3Fe + 4H2O→ Fe3O4 + 4 H2 2Fe + 3 Cl2→ 2 FeCl3
3 Fe + 2 O2→ Fe3O4
2. Ăn mịn điện hố
a – Khỏi niệm về ăn mịn điện hố
Hiện tượng:
HS quan sỏt cỏc hiện tượng (bọt khớ H2 thoỏt ra ở điện cực nào, điện cực nào bị ăn mũn, búng điện sỏng hoặc kim vụn-kế bị lệch).
Giải thớch:
HS vận dụng những hiểu biết của mỡnh về pin điện hoỏ để giải thớch cỏc hiện tượng quan sỏt được. HS phỏt biểu nội dung khỏi niệm về ăn mũn điện hoỏ.
Vậy: Ăn mũn điện húa học là quỏ trỡnh oxi húa – khử , trong đú kim loại bị ăn mũn do tỏc dụng của dung dịch chất điện li và tạo nờn dũng electron chuyển dời từ cực õm đến cực dương.
b - Điều kiện xảy ra ăn mịn điện hố
* Cỏc điện cực phải khỏc nhau về bản chất : - kim loại – kim loại.
- kim loại – phi kim.
- kim loại – hợp chất húa học.
Kim loại cú thế điện cực chuẩn nhỏ hơn ( tớnh
to
to
e) Thay lỏ Cu bằng lỏ Zn (2 điện cực cựng chất, cú nghĩa là kim loại tinh khiết). f) Khụng cho cỏc điện cực tiếp xỳc với dung
dịch điện li (trong thớ nghiệm này là dung dịch H2SO4). HS quan sỏt hiện tượng và nhận xột.
− GV chớnh xỏc hoỏ về cỏc yếu tố cần và đủ để xảy ra ăn mũn điện hoỏ.
3. (6 – 7 phỳt)
GV dựng tranh vẽ sẵn theo hỡnh 5.14 SGK nhưng chỉ cú một số chỳ thớch sau : Lớp dung dịch chất điện li, vật bằng gang thộp, cỏc tinh thể Fe và C. HS xỏc định :
* Cỏc điện cực dương và õm.
* Những phản ứng xảy ra ở cỏc điện cực. GV hồn thiện hoặc bổ sung.(3 – 4 phỳt) GV yờu cầu HS phỏt biểu về bản chất của hiện tượng ăn mũn điện hoỏ.
Hoạt động 4 (18 – 20 phỳt).
GV thụng bỏo cho HS một số thụng tin về tổn thất do ăn mũn kim loại gõy ra ở trong nước, thế giới, địa phương ...
g) GV yờu cầu HS trỡnh bày :
− Mục đớch của phương phỏp bảo vệ bề mặt là gỡ ?
− Giới thiệu một số chất được dựng làm chất bảo vệ bề mặt ? Những chất này cần cú những đặc tớnh nào ?
h) GV yờu cầu HS tỡm hiểu :
− Khỏi niệm về bảo vệ điện hoỏ.
Hoạt động 5 (20 – 22 phỳt). Củng cố bài học và chữa bài tập 1, 4, 5 trong SGK
khử mạnh hơn) là cực õm.
* Cỏc điện cực phải tiếp xỳc trực tiếp hoặc giỏn tiếp với nhau qua dõy dẫn.
* Cỏc điện cực cựng tiếp xỳc với dung dịch chất điện li.
c- Ăn mũn điện húa học hợp kim của sắt( gang , thộp) trong khụng khớ ẩm : ( gang , thộp) trong khụng khớ ẩm : * HS xỏc định : a) Cỏc điện cực dương và õm. b) Những phản ứng xảy ra ở cỏc điện cực. Cực dương ( C) Xảy ra cỏc pư khử 2H+ + 2e → H2 O2+2H2O+4e→ 4OH- Cực õm ( Fe)
Xảy ra pư oxi hoỏ Fe → Fe2+ + 2e
* HS phỏt biểu về bản chất của hiện tượng ăn mũn điện hoỏ.
Ion Fe2+ tiếp tục bị oxi húa dưới tỏc dụng của ion OH– tạo ra gỉ sắt cú thành phần chủ yếu là Fe2O3.nH2O
Iii - Chống ăn mịn kim loại.
1 - Phương phỏp bảo vệ bề mặt
HS tỡm hiểu trong SGK và dựa vào kiến thức thực tế để trỡnh bày: phủ 1 lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc trỏng mạ bằng kim loại khỏc
2 - Phương phỏp điện hoỏ
* HS trỡnh bày về khỏi niệm bảo vệ điện húa:
dựng kim loại làm vật hi sinh để bảo vệ vật liệu kim loại.
Thớ dụ: để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thộp, người ta gắn cỏc lỏ Zn vào phớa ngồi vỏ tàu ở phần chỡm trong nước biển.
* HS nghiờn cứu hỡnh vẽ để trỡnh bày.
Cực dương (vỏ tàu) Oxi bị khử O2+2H2O+4e→ 4OH- Cực õm (lỏ kẽm) Zn bị oxi hoỏ Zn →Zn2+ + 2e
Kết quả là vỏ tầu được bảo vệ, Zn là vật hi sinh, nú bị ăn mũn.
IV. Hướng dẫn giải một số bài tập trong SGK
4 Chỗ nối của 2 kim loại Al – Cu trong tự nhiờn cú đủ điều kiện hỡnh thành hiện tượng ăn mũn điệnhoỏ. Al là cực õm bị ăn mũn nhanh. Dõy bị đứt. Kết luận : Khụng nờn nối bằng những kim loại khỏc hoỏ. Al là cực õm bị ăn mũn nhanh. Dõy bị đứt. Kết luận : Khụng nờn nối bằng những kim loại khỏc nhau, nờn nối bằng đoạn dõy Cu.
1 Bản chất giống nhau (cựng là phản ứng oxi hoỏ - khử), khỏc nhau : Trong ăn mũn điện hoỏ, nănglượng do phản ứng oxi hoỏ - khử sinh ra được chuyển hoỏ thành điện năng. Trong ăn mũn hoỏ học, lượng do phản ứng oxi hoỏ - khử sinh ra được chuyển hoỏ thành điện năng. Trong ăn mũn hoỏ học, năng lượng đú được chuyển hoỏ thành nhiệt năng (khụng phỏt sinh dũng điện).
5 a) Zn và Sn là những kim loại hoạt động, nhưng trong tự nhiờn chỳng đều được bao phủ bằng lớpmàng mỏng oxit đặc khớt mà cỏc chất khớ và nước khụng thấm qua được. Do vậy cú thể dựng để bảo màng mỏng oxit đặc khớt mà cỏc chất khớ và nước khụng thấm qua được. Do vậy cú thể dựng để bảo vệ sắt.
− Hiện tượng :
o Ở những chỗ xõy sỏt của cả 2 vật đều xảy ra hiện tượng ăn mũn điện hoỏ kim loại.
o Ở vết xõy sỏt trờn vật trỏng thiếc (Sn) xuất hiện chất rắn màu nõu đỏ (gỉ sắt). Trờn vật trỏng kẽm (Zn) xuất hiện chất rắn dưới dạng bột màu trắng (hợp chất của kẽm).
−Cơ chế xảy ra ăn mũn :
Cực (–) : Zn → Zn2+ + 2e Cực (+) : 2H+ + 2e → H2 Cực (+) : 2H+ + 2e → H2
Kết quả :
Fe bị ăn mũn điện hoỏ nhanh. Fe được bảo vệ, Zn bị ăn mũn chậm.
Tiết 41 – BÀI 24
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
I. Mục tiờu của bài học
1. Kiến thức
−Biết nguyờn tắc chung về điều chế kim loại.
− Hiểu cỏc phương phỏp được vận dụng để điều chế kim loại. Mỗi phương phỏp thớch hợp với sự điều chế những kim loại nào. Dẫn ra được những phản ứng hoỏ học và điều kiện của phản ứng điều chế những kim loại cụ thể.
2. Kĩ năng
Biết giải cỏc bài toỏn điều chế kim loại, trong đú cú bài toỏn điều chế kim loại bằng phương phỏp điện phõn khụng hoặc cú sử dụng định luật Farađay.
II. Chuẩn bị
− Bảng Dĩy điện hoỏ chuẩn của kim loại, Bảng tuần hồn cỏc nguyờn tố hoỏ học.
− HS xem lại Bài 16ở nhà.
III. Hoạt động dạy học
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1 (3 – 4 phỳt)
GV thụng bỏo, trong tự nhiờn chỉ cú một số ớt kim loại tồn tại ở trạng thỏi tự do, như Au, Pt, Hg ... Hầu hết cỏc kim loại khỏc đều dưới dạng cỏc hợp chất hoỏ học (oxit, muối)., kim loại tồn tại ở dạng ion dương.
GV đặt cõu hỏi, nguyờn tắc điều chế kim loại là gỡ ? Bằng cỏch nào cú thể chuyển những ion kim loại thành kim loại tự do ?
