chuyên đề môn hóa điều chế một số chất vô cơ

Phòng giáo dục đào tạo huyện lập thạch

Chuyên đề:
phơng pháp điều chế một số chất vô cơ

Giáo viên: Đỗ Thị Đào Liễu.
Đơn vị : Trờng THCS Lập Thạch


I/ Đối tợng học sinh bồi dỡng:
Học sinh lớp 9.
II/ Hệ thống kiến thức sử dụng trong chuyên đề:
- Từ kiến thức cơ bản trong sách giáo khoa đến kiến thức
nâng cao, mở rộng.
- Kiến thức đợc mở ra từ các kỳ thi học sinh giỏi lớp 9.
- Kiến thức đợc rút ra từ nhiều năm bồi dỡng học sinh giỏi.
III/ Hệ thống các dạng bài tập đặc trng của chuyên
đề:
- Điều chế kim loại.
- Điều chế phi kim.
- Điều chế muối.
- Bài tập về nồng độ dung dịch.
- Bài tập về hiệu suất phản ứng.
- Bài tập về xác định công thức hoá học của một chất.
- Bài tập điện phân.
IV/Hệ thống các phơng pháp cơ bản, đặc trng để giải
bài tập trong chuyên đề:
- Phơng pháp đàm thoại.
- Phơng pháp nêu và giải quyết vấn đề.
- Phơng pháp hợp tác theo nhóm nhỏ.
- Phơng pháp sử dụng bản đồ t duy.

- Phơng pháp sử dụng bài tập hoá học.


Phần I:

Mở đầu
Bộ môn hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm, trong
cuộc sống hàng ngày, trong lao động sản xuất chúng ta gặp
nhiều hiện tợng mà chỉ riêng kiến thức của vật lý hoặc sinh
học không thể giải thích đợc. Các vật dụng sinh hoạt và các
công cụ sản xuất đều làm bằng những chất khác nhau. Phân
bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ dại là những chất đợc sử dụng
ngày càng nhiều trong nông nghiệp. Mặt khác nhiều loại đồ
dùng trong nhà, nhiều thứ vải lụa, len, dạ... đợc làm bằng những
chất không có sẵn trong tự nhiên. Các chất này là gì? có ứng
dụng ra sao và con ngời đã làm thế nào để điều chế ra
chúng?
Để trả lời đợc câu hỏi đó, hôm nay tôi mạnh dạn đa ra
chuyên đề: Điều chế một số chất vô cơ với phạm vi kiến
thức phổ thông để giúp cho mỗi giáo viên chúng ta cũng nh các
em học sinh có một hệ thống kiến thức lô gic, có khả năng
điều chế đợc một số chất hoá học từ đơn giản đến phức tạp
phục vụ cho học tập, cho chính cuộc sống thực tế hàng ngày
của chúng ta.


Phần II:
Nội dung của chuyên đề
1. Cơ sơ lý luận, khoa học của đề tài:
Đối tợng nghiên cứu của hoá học là các chất, những quy luật

biến đổi chất này thành chất khác và những biện pháp điều
khiển sự biến đổi đó nhằm phục vụ đời sống con ngời và
tiến bộ xã hội. Chúng ta học tập để trở thành những ngời lao
động sáng tạo, xây dựng Tổ quốc giàu mạnh. Dù hoạt động
trong lĩnh vực nào cũng cần có kiến thức về hoá học, đặc
biệt là kiến thức về điều chế các chất. Chuyên đề sẽ giúp
chúng ta nắm đợc cơ sở khoa học, quy luật hoá học, nguyên
tắc điều chế các chất. ở chơng trình THCS tôi chú trọng phơng pháp điều chế các chất vô cơ.
2. Chọn đối tợng phục vụ cho quy trình nghiên cứu khi
xây dựng chuyên đề:
Để xây dựng chuyên đề này, chúng tôi đã đọc, nghiên
cứu, tham khảo nhiều tài liệu, nhiều sách vở của các tác giả.
Đọc, nghiên cứu rồi chắt lọc tìm ra những kiến thức liên quan.
Mà bộ môn hoá học là môn học thực nghiệm, chúng tôi tìm
những kiến thức thực tế điều chế các chất phục vụ cho chính


cuộc sống hàng ngày, cho việc học tập của học sinh cũng nh
bản thân mỗi giáo viên.
3. Nội dung, phơng pháp nghiên cứu:
a. Vấn đề 1: Điều chế một kim loại:
Để điều chế một kim loại trớc hết phải nắm đợc tính chất
hoá học của kim loại đó là tính khử thể hiện qua các phản ứng:
M - ne Mn+
Cùng với việc khắc sâu kiến thức hoá học của kim loại còn
phải gợi cho học sinh nhớ đợc dãy điện hoá của kim loại, đây
chính là chìa khoá mở kiến thức cho việc điều chế một kim
loại.
Dãy điện hoá bao gồm:
K Na Ca Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au.

Tới đây lại gợi cho học sinh nhớ lại ý nghĩa của dãy điện
hoá và lấy nguyên tố Nhôm (Al) làm mốc cho việc điều chế
một kim loại theo dãy điện hoá nh sau:
* Điều chế các kim loại trớc Nhôm.
Nguyên tắc: Điện phân nóng chảy muối Clorua tơng ứng:
2MCln 2M + Cl2
Ví dụ: MgCl2 Mg+ Cl2
*Điều chế kim loại nhôm ( riêng nhôm):
Nguyên tắc: Điện phân nóng chảy nhôm oxit:
2Al2O3 4Al + 3O2
* Điều chế các kim loại sau nhôm:
Nguyên tắc: dùng CO hoặc H2 khử oxit kim loại tơng ứng ở
nhiệt độ cao:
Ví dụ: CO + CuOCu + CO2
Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O


Hiện nay, sự tiến bộ của khoa học hoá học ngời ta gọi các
phơng pháp điều chế là thuỷ luyện hay nhiệt luyện... Nói
chung có ba phơng chính đó là: Nhiệt luyện, thuỷ luyện và
điện phân.
b. Vấn đề 2: Điều chế một phi kim:
ở đây chúng ta giúp học sinh nắm đợc tính chất hoá học
của một số phi kim điển hình: O2, H2, halogen. ở chuyên đề
này tôi giới thiệu phơng pháp điều chế hiđrô và các nguyên tố
halogen.
* Điều chế hiđrô (H2):
- Cho kim loại hoạt động tác dụng với nớc hoặc axit thờng:
2Na +2H2O 2NaOH + H2
Mg + 2HCl MgCl2 + H2

- Cho kim loại có hiđroxit lỡng tính tác dụng với kiềm:
2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 3H2
- Điện phân nớc:
2H2O 2H2 + O2
- Phản ứng giữa than nóng đỏ với hơi nớc:
C + H2O CO + H2
C + 2H2O CO2 + H2
Từ mê tan (ở nhiệt độ cao):
2CH4 + CO2 + H2O 3CO +5H2
* Điều chế các halogen:
- Flo: F
Là chất oxi hoá mãnh liệt, điều chế rất khó khăn nên đợc
điều chế bằng cách điện phân hỗn hợp dễ nóng chảy KF + 3
HF ở 66oc trong thùng điện phân bằng thép.
- Clo: Cl2
Là chất khí màu vàng lục, mùi hắc đợc điều chế nh sau:


+ Trong phòng thí nghiệm: 4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 +
2H2O
KclO3 + 6 HCl KCl + 3Cl2 +3H2O
+ Trong công nghiệp: 2HCl H2 + Cl2
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2
2NaCl 2Na + Cl2
- Brôm: Br2
Là chất lỏng màu đỏ nâu đợc điều chế nh sau:
2KBr + Cl2 2KCl +Br2
2HBr + H2SO4d SO2 + Br2 + 2H2O
2KMnO4 +16HBr 2KBr + 2MnBr2 + 5Br2 + 8H2O
KClO3 + 6HBr KCl + 3Br2 + 3H2O

- Iôt: I2
Là tinh thể màu xám, khi thăng hoa cho hơi màu tím.
Các PTHH điều chế:
KBrO3 + 6HI KBr + 3I2 + 3H2O
2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + 2HCl + I2
2CuSO4 + 4HI 2CuI + 2H2SO4 + I2
2KI + Cl2 2KCl + I2
2HI + Cl2 2HCl + I2
c, Vấn đề 3: Điều chế một muối:
Trớc hết, mỗi chúng ta phải nắm đợc tính chất hoá học của
muối, cách phân loại muối và điều kiện phản ứng hoá học xảy
ra với muối, từ đó xây dựng các phơng pháp điều chế muối
nh sau:
* Đi từ kim loại:
- Kim loại + dung dịch axit:
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2


- Kim lo¹i + dung dÞch muèi:

→ X©y dùng ®îc ba

ph¬ng ph¸p
Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu

®iÒu chÕ muèi tõ

kim lo¹i.
- Kim lo¹i + phi kim:
Cu + Cl2 → CuCl2

* §i tõ «xit:
- ¤xit baz¬ + «xit axit:
CaO + CO2 → CaCO3
- ¤xit baz¬ + axit:
CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O

→ X©y dùng ®îc ba ph¬ng

ph¸p ®iÒu
- ¤xit axit + baz¬kiÒm:

chÕ muèi tõ «xit.

SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
* §i tõ axit:
- Axit + Baz¬:
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O

→ X©y dùng ®îc hai

ph¬ng ph¸p
3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O

®iÒu chÕ muèi tõ axit.

- Axit + muèi:
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O +CO2↑
* §i tõ Baz¬:

- Baz¬ + Muèi:

→ X©y dùng ®îc

mét ph¬ng ph¸p
2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl
baz¬
*§i tõ muèi:

®iÒu chÕ muèi tõ


- Muối có tính khử + chất ôxi hoá mạnh:
FeCl2 + Cl2 FeCl3

Xây dựng đợc ba

phơng pháp
- Muối có tính ôxi hoá + chất khử mạnh:

điều chế muối từ

muối.
2FeCl3 + 2HI 2FeCl2 + I2 + 2HCl
- Muối + muối tạo thành hai muối mới:
AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3
Nh vậy: Để điều chế một muối, chúng ta xây dựng đợc
12 phơng pháp trên, học sinh vận dụng từng trờng hợp cụ thể
để điều chế đợc các muối tơng ứng cho các dạng bài liên
quan.

4. Kết quả:
Với chuyên đề: Phơng pháp điều chế các chất, ở đây đã
giới thiệu và chuyên đề mở ra đợc ba vấn đề lớn:
1. Điều chế một kim loại
2. Điều chế một phi kim
3. Điều chế một muối.
Đã xây dựng đợc kiến thức một cách hệ thống, lôgic, giúp cho
học sinh cũng nh mỗi chúng ta có vốn kiến thức tơng đối về
điều chế các chất và sử dụng chính xác nguyên tắc điều chế
chất.
5. Nêu giải pháp mới, sáng tạo:
Với đối tợng chủ yếu của chúng ta là học sinh THCS, phạm vi
chuyên đề có thể nói là tơng đối sát thực. Khi áp dụng chuyên
đề này chúng tôi thực hiện theo phơng pháp mới, dạy học nêu
vấn đề lấy học sinh làm trung tâm để tự học sinh tìm ra
kiến thức mới và tự lĩnh hội kiến thức đó:
Ví dụ: Điều chế Brôm:


Giáo viên giới thiệu phơng pháp điều chế Clo và các phản
ứng hoá học minh hoạ, hớng dẫn Brôm có tính chất hoá học tơng tự Clo, từ đó học sinh rút ra phơng pháp điều chế brôm,
rồi tự học sinh viết phơng trình điều chế và có thể giải thành
thạobài tập có liên quan đến điều chế chất.
V. Hệ thống các ví dụ, bài tập cụ thể cùng lời giải minh
hoạ cho chuyên đề:
A Bài tập có lời giải:
1 Bài 1:
Đề bài: Viết 7 PTHH điều chế muối kẽm clorua ZnCl2?
Dạng bài: điều chế muối
Phơng pháp: dựa vào 12 phơng pháp điều chế muối.

Lời giải:
1.

Zn + Cl2 ZnCl2

2.

Zn + CuCl2 ZnCl2 +Cu

3.

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

4.

ZnSO4 + BaCl2 ZnCl2 + BaSO4

5.

ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O

6.

Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + 2H2O

7.

ZnCO3 + 2HCl ZnCl2 + H2O + CO2

2. Bài 2

Đề bài: Hoàn thành 4 PTHH có dạng: BaCl2 + ? NaCl +?
Dạng bài: Điều chế muối.
Phơng pháp: Dụa vào tính chất hoá hoc của muối, chọn
đúng điều kiện phản ứng hoá học xảy ra với muối,
Lời giải:
1. BaCl2 + Na2CO3 BaCO3 + 2NaCl.
2. BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl.
3. BaCl2 + Na2SO3 BaSO3 + 2NaCl.
4. 3BaCl2 + 2Na3PO4 Ba3(PO4)2 + 6NaCl.


3. Bài 3:
Đề bài: Hoàn thành các PTPƯ:
Fe + A FeCl2 + B
B +CA
FeCl2 + C D
D + NaOH Fe(OH)3 + E
Xác định các chât A,B,C,D,E và viết các PTHH?
Dạng bài: Điều chế chất bằng cách biện luận đơn giản.
Phơng pháp: Tự biện luận theo đúng điều kiện bài ra,
chọn đúng chất và viết đợc 4 PTHH.
Lời giải: - Xác định chất: A: H2
B: HCl
C: Cl2
D: FeCl3
E: NaCl
- Viết các PTHH:
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
H2 + Cl2 2HCl
2FeCl2 + Cl2 2FeCl3

FeCl3 +3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl
4. Bài 4
Đề bài : Tiến hành điện phân (có màng ngăn) 500ml dung
dịch chứa hỗn hợp HCl 0,02M và NaCl 0,2M.
Sau khi thấy thoát ra 0,448 lít khí màu vàng lục (ở đktc)
thì ngừngđiện phân.
a, Lấy dd thu đơc sau điện phân, cho thêm 1 ít quỳ tím
vào, quỳ tím chuyển sang màu gì?
b, Cần thêm bao nhiêu ml dd HNO3 0,1M để quỳ trở lại
màu tím?
Dạng bài: Điều chế chất bằng phơng pháp điện phân


Phơng pháp: Đàm thoại, nêu và giải quyết vấn đề.
Lời giải:
a, HCl sẽ bị điện phân trớc:
2HCl H2 + Cl2 (1)
Sau khi HCl in phõn ht thỡ NaCl cng b in phõn:
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 (2)
- Theo bi ra: nHCl = 0,5 x 0,02 = 0,01mol
nNaCl = 0,5 x 0,2 = 0,1mol
nCl2 = 0,448/22,4 =0,02mol
- Theo PT (1): nCl2 = 1/2 nHCl = 0,005mol
Theo PT (2) nCl2 = 0,02 - 0,005 = 0,015mol
Do ú: nNaOH = nNaCl = 0,02mol nNaCl d = 0,1 - 0,03 = 0,07m0l.
Vy: dd sau phn ng gm NaOH v NaCl d nờn qu tớm hoỏ xanh.
b, Dựng HNO3 0,1M trung ho xy ra phn ng:
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O (3).
Theo PT (3): nHNO3 = nNaOH = 0,03mol
V HNO3 = 0,03/0,1 = 0,3lớt = 300ml

5, Bi 5:
bi: Tớnh hiu sut ton b quỏ trỡnh iu ch H2SO4 t FeS2. Bit i
t 12 tn FeS2 thỡ c 30 tn dd H2SO4 49%?
Dng bi iu ch cht cú liờn quan n hiu sut phn ng.
Phng phỏp gii: iu ch cht v tớnh theo hiu sut phn ng.
Li gii:
- Cỏc PTHH iu ch:
4FeS2 + 11O2to 2Fe2O3 + 8SO2 (1)
2SO2 + O2 xt2SO3 (2)
SO3 + H2O H2SO4 (3)
T (1,2,3) ta cú: FeS2 2SO2 2SO3 2H2SO4
120g
120 tn

196g
196 tn


↔12 tấn

19,6 tấn

- Khối lương H2SO4 thu được = 30 x 49% = 14,7 tấn
- Vậy hiệu suất của toàn bộ quá trình điều chế là: H = 14,7/19,6 = 75%.
B, Bài tập tự giải:
1, Bài 1:
Cho 5,05g hỗn hợp gồm Kali và 1 kim loại kiềm tác dụng hết với nước.
Sau phản ứng cần dùng hết 250ml dd H2SO4 0,3M để trung hoà hoàn toàn dd
thu được. Xác định kim loại kiềm biết rằng tỷ lệ khối lượng nguyên tử của kim
loại kiềm chưa biết và Kali trong hỗn hợp lớn hơn 1/4.

2, Bài 2:
Hoàn thành sơ đồ biến hoá sau:
KClO3→ toA + B
A + MnO2 + H2SO4 → C+ D + E + F
A→đpncG + C
G + H2O → L+M
C+Lto→ KClO3 + A + F
3, Bài 3:
Có hỗn hợp 3 chất rắn Mg, Al, Al2O3. Nếu cho 9g hỗn hợp trên tác dụng
với dd NaOH dư sinh ra 3,36 lít H2 (đktc). Nếu cũng cho lượng hỗn hợp trên tác
dụng với dd HCl dư sinh ra 7,84 lít H2 (đktc).
a, Viết các PTPƯ.
b, Tính số gam từng chất trong hỗn hợp đầu.
c, Tính thể tích dd NaOH 2M cần dùng cho thí nghiệm trên.
4, Bài 4.
Từ dd HCl và CaCO3, viết các PTPƯ để điều chế 11 chất khác nhau trong
đó có 4 đơn chất.
5, Bài 5:
a, Người ta có thể điều chế khí HF bằng các cho H2SO4 đặc tác dụng với
CaF2 được không? viết PTPƯ?


b, Tại sao người ta không đựng axit HF trong chai lọ thuỷ tinh?
VI. KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ NHÀ
TRƯỜNG:
1, Quá trình áp dụng của bản thân:
Học xong sư phạm từ khi được đứng trên bục giảng với vai trò người thầy
tôi đã cảm thấy rất tâm đắc với chuyên đề này bởi ngay từ buổi đầu ấy tôi đã
nhận thức được rằng: Kiến thức về khoa học hoá học cũng như các môn khoa
học khác cần cực kỳ chính xác, hơn thế nữa với bộ môn khoa học thực nghiệm

này càng cần kiến thức thực tế. Tội có ý tửng xây dựng chuyên đề này từ nhiều
năm trước đây, xong mới ra trường còn hạn chế về kiến thức thực tế mà nặng về
kiến thức sách vở. Đến hôm nay, sau nhiều năm nghiên cứu cùng quá trình giảng
dạy đối với học sinh, tôi thấy các em hiểu bài và thực sự hứng thú học tập bộ
môn. Mỗi phương pháp điều chế tôi đưa ra được học sinh áp dụng nhanh, thành
thạo và có hiệu quả. Kết quả là, liên tục trong nhiều năm nay tôi luôn có học
sinh giỏi cấp huyện, nhiều học sinh giỏi cấp tỉnh, điều đặc biệt là điểm thi học
sinh giỏi luôn sát đích nếu trúng vào chuyên đề này. Đây cũng là nguồn động
viên, khích lệ tôi yên tâm công tác hơn, yêu đối tượng học sinh của mình và
ngày càng có ý thức phấn đấu hơn nữa.
2, Bài học kinh nghiệm:
Thực tế sau nhiều năm giảng dạy giúp tôi vỡ ra rất nhiều vấn đề, đặc biệt
là năm nào tôi cũng được phân công phụ trách đội tuyển học sinh giỏi của
huyện, nhiều lúc tôi vui mừng phấn khởi và có phần tự hào song đôi khi kết quả
mang lại đi ngược với dự tính, bởi khâu truyền tải, với thầy cảm thấy là nhuần
nhuyễn song khi tới trò thì quả là một quá trình cực kỳ khó khăn, có khi kết quả
đem lại quá bất ngờ, đến hững hụt. Vì vậy điều tôi muốn nói ở đây là giảng dạy
chuyên đề này cũng như công việc bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học là một quá
trình cực kỳ gian nan chứ không phải đơn giản mà có được. Vậy thì bản thân
mỗi chúng ta hãy không ngừng tư duy sáng tạo để góp phần phát minh dù là rất
nhỏ kiến thức mà mình tìm được, phương pháp tối ưu mà mình biên soạn, cải


tiến được, để góp phần nhỏ bé của mình đối với sự nghiệp giáo dục đào tạo cũng
như vào công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.

PHẦN III
KẾT LUẬN
Thực tế khi xây dựng chuyên đề này tôi đã dựa trên cơ sở lý luận thực tiễn
và kết quả học tập của học sinh mỗi năm. Trong nhiều năm liền, tôi luôn có học

sinh giỏi cấp huyện, nhiều học sinh giỏi cấp tỉnh, nhiều niềm vui do chính học
sinh minh mang đến.
Cuối cùng, điều tôi muốn nói cũng là những băn khoăn trăn trở của mỗi
người làm chuyên đề. Việc biên soạn chuyên đề với tôi là hết sức tỉ mỉ, cẩn thận
song không thể tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn; một lần nữa rất mong
nhận được những ý kiến xây dựng quý báu của đồng nghiệp và của các em học
sinh.
Tôi xin chân thành cảm ơn