bài giảng hóa học 12 bài 21 điều chế kim loại

BÀI 21: ĐIỀU CHẾ
KIM LOẠI
BÀI GIẢNG HÓA HỌC 12
CuFeS
2

Quặng sắt trong tự nhiên
Pyrit sắt (FeS
2
)
Corindon (Al
2
O
3
+ …)
Khoáng vật Florit (CaF
2
)
I. NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI
Quá trình khử ion kim loại:
M
n+
+ ne → M
II. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM
LOẠI

Có những phương
pháp nào để điều
chế kim loại?
3 PHƯƠNG PHÁP

Kim loại có tính khử mạnh khử ion kim loại có
tính oxi hóa mạnh trong dung dịch
Dùng chất khử mạnh để khử những ion kim loại
trong hợp chất ở nhiệt độ cao
Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim
loại trong dung dịch hoặc hợp chất nóng chảy
Thủy luyện
Nhiệt luyện
Điện phân
1. Phương pháp thủy luyện
* Điều chế những kim loại có tính khử yếu.
VD: Cu, Hg, Ag, Au
*Điều chế Cu từ dung dịch CuSO
4
:
Zn + CuSO
4
→ ZnSO
4
+ Cu
Câu hỏi kiểm tra
Bài tập 1: Dãy các ion kim loại nào sau
đây đều bị Zn khử thành kim loại:
A.Cu
2+
, Mg
2+
, Pb
2+
B.Cu

2+
, Ag
+
, Na
+
C.Sn
2+
, Pb
2+
, Cu
2+
D.Pb
2+
, Ag
+
, Al
3+
2. Phương pháp nhiệt luyện
* Điều chế những kim loại có tính khử trung
bình.
VD: Zn, Fe, Sn, Pb
* Chất khử: C, CO, H
2
, Al, kim loại
kiềm, kiềm thổ
*Điều chế Fe từ Fe
3
O
4
:

8Al + 3Fe
3
O
4
4Al
2
O
3
+ 9Fe
* Với kim loại kém hoạt động: Ag, Hg
HgS + O
2
Hg + SO
2

t
0
t
0
3. Phương pháp điện phân
* Điều chế được hầu hết các kim loại.
* Dùng dòng điện một chiều để khử ion kim
loại
- Điện phân hợp chất nóng chảy: điều chế kim
loại có tính khử mạnh. VD: Na
- Điện phân dung dịch muối: điều chế kim
loại có tính khử TB, yếu.
VD: Zn, Cu, Ag
Thí dụ: Khi cho dòng điện một chiều đi qua muối NaCl nóng
chảy

+ ở điện cực dương: có khí clo thoát ra
+ ở cực âm: thu được kim loại natri.

sự điện phân muối NaCl nóng chảy
Sơ đồ điện phân:
NaCl Na
+
+ Cl
-

(-) NaCl
nc
(+)

Na
+
Cl
-
2Na
+
(l
+ 2e 2Na
(l)
2Cl
-
(l)
Cl
2

(k)

+ 2e
Phương trình phản ứng của sự điện phân là:
2NaCl
đpnc
2Na + Cl
2
Câu hỏi kiểm tra
Bài tập 2: Phản ứng hóa học nào sau đây chỉ thực
hiện được bằng phương pháp điện phân
A.Fe + CuSO
4
→ FeSO
4
+ Cu
B.H
2
O

+

CuSO
4
→ Cu + O
2
+ H
2
SO
4
C.CuSO
4

+ NaOH → Cu(OH)
2
+ Na
2
SO
4
D.Cu + AgNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ Ag

Khối lượng của chất thoát ra ở mỗi điện cực khi điện
phân tỉ lệ thuận với lượng điện đã đi qua chất điện phân.
m =
Trong đó
m: Khối lượng chất thu được ở điện cực, tính bằng gam
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 dòng điện, tính bằng ampe (A)
t: Thời gian điện phân, tính bằng giây (s)
F: Hằng số Faraday (F=96500 culông/mol)
nF
AIt
III. ĐỊNH LUẬT FARADAY

Thí dụ 1: Tính khối lượng Cu thoát ra ở catot
khi cho dòng điện 5 ampe đi qua dung dịch

CuSO
4
trong 1 giờ (M
Cu
= 63,5).
Thí dụ 2: Cần phải cho dòng điện 5 ampe đi qua
dung dịch H
2
SO
4
trong thời gian bao nhiêu lâu
để thu được 3g khí oxi.
Kết quả: 5,92 gam
Kết quả: 7237,5s