Bài giảng điện tử môn hóa học: điều chế kim loại docx

G
i
á
o

v
i
ê
n

:

T
ô

T
h
a
n
h

Đ
ạ
m

Kiểm tra bài cũ.
Kiểm tra bài cũ.
1) Cho biết hiện tượng xảy ra khi ngâm
một lá sắt vào dd axit HCl Minh họa
bằng phương trình phản ứng. Nếu nhỏ

thêm vài giọt dd CuSO
4
vào dd axit thì
có hiện tượng gì xảy ra ? Viết phương
trình phản ứng minh họa






Xảy ra sự ăn mòn hóa học. Bọt khí H
Xảy ra sự ăn mòn hóa học. Bọt khí H
2
2


thoát ra lúc đầu nhiều sau đó ít dần do
thoát ra lúc đầu nhiều sau đó ít dần do
các bọt khí này bọc kín lá sắt, cản trở sự
các bọt khí này bọc kín lá sắt, cản trở sự
tiếp cận của ion H
tiếp cận của ion H
+
+
với các nguyên tử
với các nguyên tử
sắt. Sắt bị ăn mòn chậm.
sắt. Sắt bị ăn mòn chậm.
Fe + 2 HCl

Fe + 2 HCl
→
→
FeCl
FeCl
2
2
+ H
+ H
2
2

Đầu tiên sắt phản ứng với Cu
Đầu tiên sắt phản ứng với Cu
2+
2+
trong dd.
trong dd.
CuSO
CuSO
4
4
+ Fe
+ Fe
→
→
FeSO
FeSO
4
4

+ Cu
+ Cu
Cu sinh ra bám vào Fe .
Xảy ra sự ăn mòn điện hóa.
Fe là cực âm : Fe → Fe
2+
+ 2e

Cu là cực dương : 2H
+
+ 2e → H
2

Sắt bị ăn mòn nhanh chóng, bọt khí
hydro thoát ra nhiều và nhanh.
Cho thêm CuSO
4
Khoáng vật Florit (CaF
2
)
Quặng sắt trong tự nhiên
CuFeS
2
Pyrit sắt (FeS
2
)
Corindon (Al
2
O
3

+ …)

KIM LOẠI TRONG TỰ NHIÊN
KIM LOẠI TRONG TỰ NHIÊN
•
Đa số kim loại tồn tại trong tự nhiên ở dạng
hợp chất, chỉ một số rất ít như vàng, platin tồn
tại ở trạng thái tự do. Những khoáng vật và đất
đá chứa hợp chất của kim loại gọi là quặng.
Do đó phải chuyển kim loại cần điều chế
vào dung dịch hoặc hợp chất khác dễ oxi
hóa, rồi oxi hóa ion kim loại đó.

Bài 24
Bài 24
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI.
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI.
Tiết 42

−
−


Nguyên tắc chung và các phương pháp điều chế kim loại :
Nguyên tắc chung và các phương pháp điều chế kim loại :
Phương pháp điện phân, nhiệt luyện, thuỷ luyện.
Phương pháp điện phân, nhiệt luyện, thuỷ luyện.
Biết được : Định luật Farađay và biểu thức tính khối lượng
Biết được : Định luật Farađay và biểu thức tính khối lượng
các chất thu được ở các điện cực.

các chất thu được ở các điện cực.
−
−


Lựa chọn được phương pháp điều chế kim loại cụ thể cho
Lựa chọn được phương pháp điều chế kim loại cụ thể cho
phù hợp.
phù hợp.
−
−


Viết các
Viết các
phương trình hoá học
phương trình hoá học
điều chế kim loại cụ thể.
điều chế kim loại cụ thể.
−
−


Giải được bài tập : Tính khối lượng kim loại bám trên các
Giải được bài tập : Tính khối lượng kim loại bám trên các
điện cực hoặc các đại lượng có liên quan dựa vào công thức
điện cực hoặc các đại lượng có liên quan dựa vào công thức
Farađay, bài tập khác có nội dung liên quan.
Farađay, bài tập khác có nội dung liên quan.
Mục tiêu bài học

I- Nguyên tắc điều chế kim loại.
I- Nguyên tắc điều chế kim loại.
Khử ion dương kim loại thành kim loại
Khử ion dương kim loại thành kim loại
tự do.
tự do.
M
M
n+
n+
+ ne
+ ne
→
→
M
M




II- Các phương pháp điều chế kim loại.
II- Các phương pháp điều chế kim loại.

1)Phương pháp thuỷ luyện.
1)Phương pháp thuỷ luyện.


2)Phương pháp nhiệt luyện.
2)Phương pháp nhiệt luyện.
3)Phương pháp điện phân.
3)Phương pháp điện phân.




1)Phương pháp thuỷ luyện:
1)Phương pháp thuỷ luyện:
(phương pháp ướt)
(phương pháp ướt)
b. Nguyên tắc: dùng kim loại tự do có tính
b. Nguyên tắc: dùng kim loại tự do có tính
khử mạnh hơn để khử ion dương kim loại
khử mạnh hơn để khử ion dương kim loại
khác trong dung dịch muối.
khác trong dung dịch muối.
c.Mục đích: điều chế các kim loại có tính
c.Mục đích: điều chế các kim loại có tính
khử yếu trong phòng thí nghiệm.
khử yếu trong phòng thí nghiệm.
a. Cơ sở của phương pháp : Dùng dung
a. Cơ sở của phương pháp : Dùng dung
dịch thích hợp hòa tan quặng có chứa kim
dịch thích hợp hòa tan quặng có chứa kim

loại cần điều chế, lọc tách tạp chất
loại cần điều chế, lọc tách tạp chất




Sơ đồ
- 2-
2 4
2[Ag(CN) ] + Cu [Cu(CN) ] + 2Ag
→
2 2 2
Ag S + 4NaCN 2Na[Ag(CN) ] + Na S
→
   →     →
hßa tan,
läc t¸ch t¹p chÊt
+kim lo¹i khö m¹nh
quÆng dung dÞch kim lo¹i




2)Phương pháp nhiệt luyện:
2)Phương pháp nhiệt luyện:
VD: CuO + H
VD: CuO + H
2
2

→
→
Cu + H
Cu + H
2
2
O
O


3Fe
3Fe
3
3
O
O
4
4
+ 8Al
+ 8Al
→
→
4Al
4Al
2
2
O
O
3

3
+ 9Fe
+ 9Fe
t
0
t
o
+2 0
0+ 8/3
a. Nguyên tắc: dùng chất khử C, CO, H
a. Nguyên tắc: dùng chất khử C, CO, H
2
2
hoặc kim
hoặc kim
loại Al, kim loại kiềm, kiềm thổ để khử ion dương
loại Al, kim loại kiềm, kiềm thổ để khử ion dương
kim loại trong hợp chất oxit ở nhiệt độ cao.
kim loại trong hợp chất oxit ở nhiệt độ cao.
b.Mục đích:điều chế các kim loại có tính khử trung
b.Mục đích:điều chế các kim loại có tính khử trung
bình và yếu (kim loại sau Al) trong công nghiệp.
bình và yếu (kim loại sau Al) trong công nghiệp.




Sơ đồ
2
+CO (hoÆc: C, H , Al)

®èt
quÆng oxit kim lo¹i
→     →
Theo em chất khử nào được sử dụng nhiều
nhất, kinh tế nhất ?
Hoàn thành 3 ví dụ sau :
1. ZnO + CO →
2. Cr
2
O
3
+ Al →
3. HgS + O
2
→




3)Phương pháp điện phân:
3)Phương pháp điện phân:
a.Nguyên tắc: dùng dòng điện 1 chiều trên catot để
a.Nguyên tắc: dùng dòng điện 1 chiều trên catot để
khử ion dương kim loại trong hợp chất
khử ion dương kim loại trong hợp chất
b.Mục đích: điều chế hầu hết các kim loại.
b.Mục đích: điều chế hầu hết các kim loại.

Mục đích: Điều chế kim loại có tính khử mạnh từ
Mục đích: Điều chế kim loại có tính khử mạnh từ
Li đến Al : điện phân hợp chất nóng chảy( oxit,
Li đến Al : điện phân hợp chất nóng chảy( oxit,
hidroxit, muối) của chúng.
hidroxit, muối) của chúng.
VD : điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
VD : điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.

_
+
Ion Na+
Ion Cl-

_
+
Ion Na+
Ion Cl-
Chiều dòng điện
Cl
2
Na
+-

Viết các quá trình xảy ra ở catot và anot
NaCl → Na
+
+ Cl
-
Catot Anot
Ion Na
+
bị khử Ion Cl
-
bị oxi hóa
Na
+
+ e → Na 2Cl
-
→ Cl
2
+ 2e
2NaCl → 2Na + Cl
2
đp nc
+1 0






3)Phương pháp điện phân:
3)Phương pháp điện phân:

Điều chế kim loại có tính khử trung bình và yếu:
Điều chế kim loại có tính khử trung bình và yếu:
điện phân dung dịch muối của chúng trong nước.
điện phân dung dịch muối của chúng trong nước.






VD : Điện phân dung dịch CuSO
4
để điều chế Cu
CuSO
4
→ Cu
2+
+ SO
4
2-
(H
2
O)
Catot Anot
(Cu
2+
, H
2
O) (SO
4

2-
, H
2
O)
Ion Cu
2+
bị khử H
2
O bị oxi hóa
Cu
2+
+ 2e → Cu 2H
2
O → 4H
+
+ O
2
+

4e
2CuSO
4
+ 2H
2
O → 2Cu + O
2
+2H
2
SO
4

đpdd
+2 0




Có những trường hợp muối nào không bị
Có những trường hợp muối nào không bị
điện phân ? Cho ví dụ.
điện phân ? Cho ví dụ.
Những trường hợp muối không bị :
+ Điện phân nóng chảy:
Muối mà gốc axit có oxi .
+ Điện phân dung dịch:
Muối tạo bởi kim loại mạnh và gốc axit có oxi
Có những trường hợp muối nào bị
Có những trường hợp muối nào bị
điện phân mà không thu được kim loại? Cho ví dụ.
điện phân mà không thu được kim loại? Cho ví dụ.
Điện phân dung dịch muối tạo bởi kim loại mạnh và gốc axit
không có oxi

III. Định luật faraday
III. Định luật faraday
Dựa vào biểu thức định luật Faraday (SGK vật lý 11)
AIt
m=
nF
Trong đó :
m : khối lượng chất thu được ở điện cực ( gam)

A: khối lượng mol nguyên tử chất thu được ở điện cực
n : số e trao đổi
t : thời gian điện phân ( s)
F = const = 96500 C/mol

Bài tập củng cố:
Bài tập củng cố: