Tải bản đầy đủ

Giáo án hóa học 12 Bài 21 Điều chế kim loại

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
1. Kiến thức
- HS hiểu nguyên tắc chung việc điều chế kim loại.
- HS biết các phương pháp điều chế kim loại
2. Kỹ năng
Rèn kỹ năng tư duy: từ tính khử khác nhau của kim loại biết cách chọn
phương pháp thích hợp để điều chế kim loại
3. Thái độ, tư tưởng
- Có thái độ nghiêm túc trong học tập
- Có lòng yêu thích bộ môn
4. Định hướng phát triển năng lực
- năng lực ngôn ngữ hóa học
- năng lực giải quyết vấn đề: thông qua quan sát thí nghiệm, rút ra kết luận
B. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên:
- phương pháp: - phương pháp đàm thoại

- phương pháp trực quan
- phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề
- đồ dùng: giáo án
2. Học sinh
Xem trước bài mới
C. TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC
1. Ổn định tổ chức
Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số.
2. Kiểm tra bài cũ
- Bản chất của sự ăn mòn kim loại là gì ?
3. Dẫn vào bài mới
GV : cho biết trong tự nhiên, kim loại tồn tại dưới dạng nào ?
HS trả lời : trong tự nhiên, kim loại có trong các quặng ở dạng hợp chất, trừ
một số kim loại yếu tồn tại dạng kim loại tự do như Au, Pt
GV: Kim loại tự do có thể khai thác trực tiếp. Vậy còn những kim loại không
có dạng tự do mà chỉ có ở dạng hợp chất, làm sao để có được chúng? Người ta
sẽ phải đi điều chế các kim loại này từ hợp chất của chúng. Vậy Nguyên tắc điều
chế kim loại là gì và có những phương pháp nào để điều chế kim loại, ta cùng
tìm hiểu nội dung bài hôm nay.
4. Tổ chức các hoạt động trên lớp
Hoạt động của GV – HS
Những kiến thức HS cần nắm vững
Hoạt động 1: Tìm hiểu nguyên tắc điều chế kim loại
I. Nguyên tắc
GV : ở dạng hợp chất,kim loại là các
1


ion dương, vậy nguyên tắc điều chế Khử ion dương kim loại thành kim loại
kim loại là khử ion dương kim loại tự do
thành kim loại tự do
Mn+ + ne → M
GV : có một số phương pháp điều chế II. Phương pháp
kim loại sau, việc lựa chọn phương
pháp điều chế tuỳ thuộc vào độ hoạt
động của kim loại:
Hoạt động 2: Tìm hiểu về phương pháp nhiệt luyện
1. Phương pháp nhiệt luyện
GV nêu về phương pháp nhiệt luyện
Phương pháp: khử ion kim loại trong


hợp chất bằng chất khử mạnh ở nhiệt
độ cao
Chất khử: C, CO, H2, kim loại mạnh
(Al...)
- Áp dụng điều chế các kim loại có độ
hoạt động trung bình và yếu
GV giới thiệu các kim loại nào là
mạnh, kim loại trung bình và kim loại
yếu.
GV y/c HS viết một 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 các ptpư
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
Chú ý:
- Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
Fe2O3: khử hoàn toàn → Fe
Fe2O3: khử không hoàn toàn → hỗn
hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 dư
- oxit của kim loại mạnh không bị khử
bằng H2, CO, C, Al...
MgO + CO → không phản ứng
VD: khử hoàn toàn hỗn hợp FeO,
Fe2O3, CuO, MgO bằng H2 dư thu
được chất rắn gồm những chất gì?
HS: gồm Fe, Cu và MgO
GV giới thiệu pứ khử oxit kim loại
bằng kim loại hoạt động là Al ở nhiệt
độ cao gọi là phản ứng nhiệt nhôm
VD : Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe
- Nếu chất khử là Al => phản ứng gọi
là phản ứng nhiệt nhôm
Hoạt động 3: Tìm hiểu về phương pháp thủy luyện

2


2. Phương pháp thuỷ luyện
Phương pháp: Khử ion kim loại trong
dung dịch muối bằng kim loại mạnh
hơn
- Áp dụng điều chế các kim loại trung
bình và yếu
GV lấy ví dụ : quặng của đồng được
hoà tan trong dung dịch thích hợp,
thu được dung dịch muối đồng,ví dụ
CuSO4, khử ion Cu2+ trong dung dịch VD1: điều chế Cu từ dung dịch CuSO4
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
bằng kim loại hoạt động hơn 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 trong
nước để khử
Hoạt động 4: Tìm hiểu về phương pháp điện phân nóng chảy
3. Phương pháp điện phân
a) Điện phân nóng chảy
Phương pháp: khử ion kim loại trong
hợp chất nóng chảy (muối halogenua,
GV : Đối với các kim loại có tính khử oxit, hidroxit) bằng dòng điện
mạnh như Na, K, Ca, Mg, Al thì ion
- áp dụng điều chế các kim loại có độ
của chúng có tính oxi hoá yếu, chỉ có hoạt động mạnh
thể khử bằng dòng điện, bởi vậy
phương pháp được sử dụng là điện
VD1 : Điện phân nóng chảy NaCl
n/c
phân muối, hidroxit hoặc oxit nóng

NaCl →
Na+ + Clchảy
(-) : Na+ + 1e → Na
GV làm ví dụ 1 và 2
(+) : 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 3
(+) : 2OH→ H2O + 1/2O2 + 2e
Phương trình điện phân :
3


2NaOH → 2Na + 1/2O2 + H2O
5. Củng cố và hướng dẫn về nhà
• Củng cố

BT: điều chế Cu từ Cu(OH)2
HS làm bài: Cu là kim loại có độ hoạt động yếu, nên để điều chế Cu, có thể
dùng phương pháp nhiệt luyện hoặc 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 về nhà
Làm BT SGK
0

0

6. Rút kinh nghiệm, bổ sung sau khi dạy
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

4


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
1. Kiến thức
- HS hiểu nguyên tắc chung việc điều chế kim loại.
- HS biết các phương pháp điều chế kim loại
2. Kỹ năng
Rèn kỹ năng tư duy: từ tính khử khác nhau của kim loại biết cách chọn
phương pháp thích hợp để điều chế kim loại
3. Thái độ, tư tưởng
- Có thái độ nghiêm túc trong học tập
- Có lòng yêu thích bộ môn
4. Định hướng phát triển năng lực
- năng lực ngôn ngữ hóa học
- năng lực giải quyết vấn đề: thông qua quan sát thí nghiệm, rút ra kết luận
B. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên:
- phương pháp: - phương pháp đàm thoại
- phương pháp trực quan
- phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề
- đồ dùng: giáo án
2. Học sinh
Ôn bài cũ, chuẩn bị bài mới
C. TIẾN TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC DẠY HỌC
1. Ổn định tổ chức
Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số.
2. Kiểm tra bài cũ
Nêu nguyên tắc điều chế kim loại ? Nêu phương pháp điều chế Cu từ
CuSO4 ?
3. Dẫn vào bài mới
Ta đã biết đến phương pháp điều chế kim loại là phương pháp nhiệt luyện
và thủy luyện. Các phương pháp nhiệt luyện và thủy luyện đều chỉ có thể điều
chế các kim loại trung bình và yếu. Vậy còn có phương pháp điều chế kim loại
nào khác, và có thể điều chế kim loại mạnh hay không, ta cùng tiếp tục tìm hiểu.
4. Tổ chức các hoạt động trên lớp
Hoạt động của GV – HS
Những kiến thức HS cần nắm vững
3. Phương pháp điện phân
b) Điện phân dung dịch
GV giới thiệu về phương pháp điện
Phương pháp: khử ion kim loại trong
phân dung dịch
dung dịch bằng dòng điện
- áp dụng điều chế các kim loại có độ
hoạt động trung bình và yếu
5


+ Điện phân với điện cực trơ (graphit)
- Thí dụ 1 : Điện phân dung dịch CuCl2
CuCl2 → Cu2+ + 2Cl(-) : Cu2+ + 2e → Cu
(+) : 2Cl→ Cl2 + 2e
Phương trình điện phân :
CuCl2 → Cu + Cl2
Chú ý:
- Khi các cation, anion trên điện cực đã
điện phân hết, nước sẽ bị điện phân:
(-): 2H2O + 2e → H2 + 2OH(+): H2O
→ ½ O2 + 2H+ + 2e
=> khi trên catot bắt đầu có bọt khí
xuất hiện thì kim loại đã bị điện phân
hết
- Các ion kim loại mạnh không bị khử
trong dung dịch => H2O bị khử
(-): 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Các anion gốc axit có chứa oxi (như
SO42-, NO3-, CO32-...) không bị điện
phân trong 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 các thí dụ về điện phân
dung dịch CuCl2 và CuSO4.

1
→ 2 O2 + 2H+ + 2e

H2O
Phương trình điện phân:

1
CuSO4 + H2O → Cu + H2SO4 + 2 O2↑

VD3: Viết phương trình điện phân của
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:
1
→ 2 O2 + 2H+ + 2e

H2O
Phương trình điện phân:

1
2AgNO3 + H2O →2Ag+2HNO3 + 2 O2

VD4: điện phân dung dịch NaCl

- Ví dụ 4: điện phân dung dịch NaCl

6


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 không bị
khử trong dung dịch. Chính vì vậy
phương pháp điện phân dung dịch
không điều chế được kim loại hoạt
động mạnh

GV giới thiệu thêm về sự điện phân với
+ Điện phân với điện cực tan
điện cực tan (anot tan)
VD: điện phân dung dịch CuSO 4 với
anot đồng
ở anot (+): Cu bị oxi hoá thành Cu2+ đi
vào dung dịch :
Cu (r) → Cu2+ (dd) + 2e
ở catot (-): ion Cu2+ bị khử thành Cu
bám trên 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+ trong dung dịch
không đổi, sự điện phân là sự chuyển
kim loại Cu từ anot về catot.
c) Tính lượng chất thu được ở các
điện cực
Định luật Faraday

GV giới thiệu về định luật Faraday và
công thức tính.

m=

AIt
nF

- Công thức:
Trong đó:
m: lượng chất thu được ở 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 hoặc nhận
F = 96500: hằng số Faraday

Lưu ý: công thức áp dụng tính lượng
chất ở điện cực, kể cả đối với kim loại
hay chất khí
HS làm thí dụ
- Thí dụ: điện phân dd CuCl2 với cường
độ dòng điện là 5 ampe trong 1 giờ.
a) Tính khối lượng Cu thu được ở catot
7


b) Tính thể tích khí thoát ra ở anot
áp dụng CT:
m=

AIt 64.5.3600
=
nF
2.96500 = 5,97 gam

5. Củng cố và hướng dẫn về nhà
• Củng cố

Viết phương trình điện phân, chú ý một số trường hợp đặc biệt
Áp dụng công thức Faraday để tính lượng chất thu được ở điện cực
• Hướng dẫn về nhà
Làm BT SGK
Hướng dẫn BT5.
a) Gọi kim loại hoá trị II là M
MSO4(dd) → M2+ + SO42Cực (-) : M2+, H2O : M2+ + 2e → Cu
Cực (+) : SO42-, H2O :
2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Phương trình điện phân:
2 MSO4 + H2O → 2M + 2 H2SO4 + O2↑
b) áp dụng CT Faraday:
=> kim loại M là Cu

m=

AIt
mnF 1,92.2.96500
=
= 64
nF => A = It
3.1930

6. Rút kinh nghiệm, bổ sung sau khi dạy
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

8



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×