Khử ion kim loại thành nguyên tử. Mn+ + ne → M
Hoạt động 2
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 →
II – Phương pháp
1. Phương pháp nhiệt luyện
Nguyên tắc : Khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2
hoặc các kim loại hoạt động.
Phạm vi áp dụng : Sản xuất các kim loại cĩ tính khưt trung bình (Zn, FE, Sn, Pb,…) trong cơng nghiệp.
Thí dụ :
PbO + H2 t0 Pb + H2O Fe3O4 + 4CO t0 3Fe + 4CO2 Fe2O3 + 2Al t0 2Fe + Al2O3
Hoạt động 3
GV giới thiệu phương pháp thuỷ luyện.
GV biểu diễn thí nghiệm Fe + dd CuSO4 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.
Nguyên tắc : Dùng những dung dịch thích hợp như: H2SO4, NaOH, NaCN,… để hồ tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần khơng tan cĩ ở trong quặng. Sau đĩ khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại cĩ tính khử mạnh như Fe, Zn,…
Thí dụ :
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Phạm vi áp dụng : Thường sử dụng để điều chế các kim loại cĩ tính khử yếu.
Hoạt động 4
GV :
- Những kim loại cĩ độ hoạt động hố học như thế nào phải điều chế bằng phương pháp điện phân nĩng chảy ? Chúng đứng ở vị trí nào trong dãy hoạt động hố 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 nĩng chảy Al2O3, MgCl2.
3. Phương pháp điện phân
a) Điện phân hợp chất nĩng chảy
Nguyên tắc : Khử các ion kim loại bằng dịng điện bằng cách điện phân nĩng chảy hợp chất của kim loại.
Phạm vi áp dụng : Điều chế các kim loại hoạt động hố học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al.
Thí dụ 1 : Điện phân Al2O3 nĩng chảy để điều chế Al.
K (-) Al2O3 A (+)
Al3+ O2-
Al3+ + 3e Al 2O2- O2 + 4e
2Al2O3 đpnc 4Al + 3O2
Thí dụ 2 : Điện phân MgCl2 nĩng chảy để điều chế Mg. K (-) A (+) Mg2+ Cl- Mg2+ + 2e Mg 2Cl- Cl2 + 2e MgCl2 MgCl2 đpnc Mg + Cl2 Hoạt động 5 GV :
- Những kim loại cĩ độ hoạt động hố học như thế nào phải điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch ? Chúng đứng ở vị trí nào trong dãy hoạt động hố 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 cĩ độ hoạt động hố học trung bình hoặc yếu.
Thí dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế kim loại Cu.
K (-) A (+) Cu2+, H2O Cl-, H2O Cu2+ + 2e Cu 2Cl- Cl2 + 2e CuCl2 (H2O) CuCl2 đpdd Cu + Cl2
GV giới thiệu cơng thức Farađây dùng để tính lượng chất thu được ở các điện cực và giải thích các kí hiệu cĩ trong cơng thức.
Dựa vào cơng thức Farađây: m = nF AIt
, trong đĩ: m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (g). A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực.
n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận.
I: Cường độ dịng điện (ampe) t: Thời gian điện phân (giấy) F: Hằng số Farađây (F = 96.500).
IV. Củng cố :
1. Trình bày cách để : - Điều chế Ca từ CaCO3 ;- 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.
V. Dặn dị :
1. Bài tập về nhà: 1 - 5 trang 98 SGK.
2. Xem trước bài Luyện tập :ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
- Tuần 16 - - Tiết 33 - - Ngày soạn : 02.12.2009 -
Bài 23. LUYỆN TẬP
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
I. Mục tiêu :
1. Kiến thức : Củng cố kiến thức về nguyên tắc điều chế kim loại và các phương pháp điều chế kim loại.
2. Kĩ năng : Kĩ năng tính tốn lượng kim loại điều chế theo các phương pháp hoặc các đại lượng cĩ liên quan.
3. Thái độ :
II. Chuẩn bị : Các bài tập.
IV. Các hoạt động dạy và học :
HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRỊ NỘI DUNG KIẾN THỨC
Hoạt động 1
HS nhắc lại các phương pháp điều chế kim loại và phạm vi áp dụng của mỗi phương pháp.
GV : Kim loại Ag, Mg hoạt động hố học mạnh hay yếu ? Ta cĩ thể sử dụng phương pháp nào để điều chế kim loại Ag từ dung dịch AgNO3, kim loại Mg từ dung dịch MgCl2 ?
HS vận dụng các kiến thức cĩ liên quan để giải quyết bài tốn.
Bài 1: Bằng những phương pháp nào cĩ thể điều chế được Ag từ dung dịch AgNO3, điều chế Mg từ dung dịch MgCl2 ? Viết các phương trình hố học.
Giải
1. Từ dung dịch AgNO3 điều chế Ag. Cĩ 3cách: cách:
Dùng kim loại cĩ tính khử mạnh hơn để khử ion Ag+.
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Điện phân dung dịch AgNO3:
4AgNO3 + 2H2O đpdd 4Ag + O2 + 4HNO3
Cơ cạn dung dịch rồi nhiệt phân AgNO3: 2AgNO3 t0 2Ag + 2NO2 + O2
2. Từ dung dịch MgCl2 điều chế Mg : chỉ cĩ 1cách là cơ cạn dung dịch rồi điện phân nĩng cách là cơ cạn dung dịch rồi điện phân nĩng chảy :
MgCl2 đpnc Mg + Cl2
Hoạt động 2
HS
- Viết PTHH của phản ứng.
- Xác định khối lượng AgNO3 cĩ trong 250g dung dịch và số mol AgNO3 đã phản ứng.
GV phát vấn để dẫn dắt HS tính được khối lượng của vật sau phản ứng theo cơng thức:
mvật sau phản ứng = mCu(bđ) – mCu(phản ứng) + mAg(bám vào)
Bài 2 : Ngâm một vật bằng đồng cĩ khối lượng 10g trong 250g dung dịch AgNO3 4%. Khi lấây vật ra thì khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 17%.
a) Viết phương trình hố học của phản ứng vàcho biết vai trị của các chất tham gia phản ứng. cho biết vai trị của các chất tham gia phản ứng.
b) Xác định khối lượng của vật sau phản ứng.
Giải
a) PTHH
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
b) Xác định khối lượng của vật sau phản ứng
Khối lượng AgNO3 cĩ trong 250g dd : (g) 10 .4 100 250 =
Số mol AgNO3 tham gia phản ứng là : (mol)
0,01100.170 100.170
10.17
=
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag mol: 0,005 ← 0,01→ 0,01 Khối lượng vật sau phản ứng là :
10 + (108.0,01) – (64.0,005) = 10,76 (g)
Hoạt động 3
GV hướng dẫn HS giải quyết bài tập.
cần dùng 8,96 lít H2 (đkc). Kim loại đĩ là
A. Mg B. Cu C. Fe D. Cr
Giải
MxOy + yH2 → xM + yH2O nH2 = 0,4 nO(oxit) = nH2 = 0,4
Khối lượng kim loại trong oxit = 23,2 – 0,4.16 = 16,8 (g)
x : y = M 16,8
: 0,4. Thay giá trị nguyên tử khối của các kim loại vào biểu thức trên ta tìm được giá trị M bằng 56 là phù hợp với tỉ lệ x : y.
Hoạt động 4
GV :
- Trong số 4 kim loại đã cho, kim loại nào phản ứng được với dung dịch HCl ? Hố trị của kim loại trong muối clorua thu được cĩ điểm gì giống nhau ?
- Sau phản ứng giữa kim loại với dd HCl thì kim loại hết hay khơng ?
HS giải quyết bài tốn trên cơ sở hướng dẫn của GV.
Bài 4: Cho 9,6g bột kim loại M vào 500 ml dung dịch HCl 1M, khi phản ứng kết thúc thu được 5,376 lít H2 (đkc). Kim loại M là:
A. Mg B. Ca C. Fe D. BaGiải Giải nH2 = 5,376/22,4 = 0,24 (mol) nHCl = 0,5.1 = 0,5 (mol) M + 2HCl → MCl2 + H2 0,24 0,48 0,24
nHCl(pư) = 0,48 < nHCl(bđ) = 0,5 Kim loại hết, HCl dư M = 40 0,24 9,6 = M là Ca Hoạt động 5
HS lập 1 phương trình liên hệ giữa hố trị của kim loại và khối lượng mol của kim loại.
GV theo dõi, giúp đỡ HS giải quyết bài tốn.
Bài 5 : Điện phân nĩng chảy muối clorua kim loại M. Ở catot thu được 6g kim loại và ở anot thu được 3,36 lít khí (đkc) thốt ra. Muối clorua đĩ là
A. NaCl B. KCl C. BaCl2 D. CaCl2
Giải nCl2 = 0,15 2MCln → 2M + nCl2 n 0,3 0,15 M = n 0,36 = 20n n = 2 & M = 40 M là Ca V. Củng cố :
1. Cho khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3 và MgO (đun nĩng). Khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được chất rắn gồm:
A. Cu, Al, Mg B. Cu, Al, MgO C. Cu, Al2O3, Mg D. Cu, Al2O3, MgO 2. Hồ tan hồn tồn 28g Fe vào dung dịch AgNO3 dư thì khối lượng chất rắn thu được là:
A. 108g B. 162g C. 216g D. 154g
VI. Dặn dị :
- Bài tập sgk, sbt.
- Xem trước bài HỢP KIM
---
- Tuần 17 - - Tiết 34 - - Ngày soạn : 16.12.2009 -
Bài 19. HỢP KIM