Bài 21. Điều chế kim loại (Thao giảng)

Hình ảnh nhà máy lọc dầu ở Dung Quất
Công trình xây dựng
Tòa tháp đôi ở Malaysia
Vật dụng gia đình
Trang sức
Làm trụ điện
ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI

B�I
21
NaCl
Pyrit s?t(FeS2)
Khoáng vật Florit (CaF2)
Corindon (Al2O3 + …)
PHƯƠNG
PHÁP
ĐIỀU
CHẾ
KIM
LOẠI
Phương pháp thủy luyện
Phương pháp nhiệt luyện
Phương pháp điện phân
Thí nghiệm : Fe + dung dịch CuSO4
Dãy gồm các kim loại có thể điều chế bằng
phương pháp thủy luyện:
A. Al, Fe, Cr
B. Hg, Cu, Ag
D. Sr, Ag, Au
C. Mg, Zn, Cu
Dãy gồm các kim loại có thể điều chế bằng
phương pháp nhiệt luyện:
A. Al, Fe, Cr
C. Mg, Zn, Cu
B. Sr, Ag, Au
D. Zn, Cu, Sn
SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN NÓNG CHẢY
K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ …………….Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+
Oxit
Muối clorua
(nóng chảy)
Dòng điện
Catot (-)
Anot (+)
Mn+ + ne → M
2O2- → O2 + 4e
2Cl- → Cl2 + 2e
H2O
Muối
Dòng điện
Anot (+)
Catot (-)
Khử Mn+ hoặc H2O
Li+? Al3+ : 2H2O + 2e ? 2OH- + H2
Sau Al3+ : Mn+ + ne ? M
Oxi hoá gốc axit hoặc H2O
Halogenua : 2X- ? X2 + 2e
Gốc có oxi : NO3-, SO42-..
2H2O ? O2 + 4H+ + 4e
SƠ ĐỒ ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH
+ -
K
Anot
Graphit
Dung dịch CuSO4
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
Cu2+
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
SO42-
Catot
Graphit
Công thức biểu diễn định luật Farađây:
Trong đó:
m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (gam)
A: Khối lượng mol của chất thu được ở điện cực
n: Số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho (hoặc nhận)
I: Cường độ dòng điện (ampe)
t: Thời gian điện phân (giây hoặc giờ )
F: Hằng số Farađây (F = 96 500 nếu t tính bằng giây
F = 26,8 nếu t tính bằng giờ)
30 phút = 30. 60 = 1800 (giây)
Pt điện phân dd CuCl2 :

CuCl2 Cu + Cl2

Khối lượng Cu thu được ở catot :


Tính khối lượng của Cu thu được ở catot sau 30 phút điện phân một lượng dư dung dịch CuCl2 với cường độ dòng điện là 5 ampe.
K
Phương pháp điều chế
ĐP nóng chảy
Nhiệt luyện
Điện phân dd
Nhiệt luyện
Điện phân dd
Thuỷ luyện
Mạnh
Trung bình
Yếu
CỦNG CỐ
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài 1: Từ CaCO3, Cu(OH)2 hãy lựa chọn phương pháp thích hợp để điều chế kim loại. Trình bày theo sơ đồ các phương pháp đó.
Trường hợp nào sau đây kim loại được điều chế bằng phương pháp thuỷ luyện ?
Cu + FeCl2
Zn + AgNO3
Na + CuSO4
Cu + AgCl
Bài 2:
Thổi luồng khí CO qua ống sứ đựng CuO, MgO, Al2O3
FeO, Fe3O4 thu được chất rắn gồm:
Cu , Mg, Fe, Al
Cu, MgO, Al2O3, Fe
Cu, Mg, Al2O3, Fe
Cu, MgO, Al, Fe
Bài 3:
Bài 4: Tính khối lượng Ag thu được ở catot sau 30 phút điện phân một lượng dư dung dịch AgNO3 với cường độ dòng điện là 5 ampe
PTĐP:
4AgNO3 + 2H2O 4 Ag + O2 + 4 HNO3


THỨ TỰ ĐIỆN PHÂN Ở CATOT, ANOT
Ở điện cực catot ( cực âm):
Ion kim loại và nước sẽ bị khử theo thứ tự:
K+ Na+ Mg2+ Al3+ H+(H2O) Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ Fe3+Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+
H+ của H2O bị khử
H2O + 2e  H2 + 2OH-
Mn+ + nOH-  M(OH)n
Ưu tiên
Cation kim loại bị khử
Mn+ + ne  M
2) Ở điện cực anot ( cực dương):
- Ion âm hay điện cực kim loại bị oxi hóa
- Điện cực trơ( C, Pt): Xảy ra quá trình oxi hóa các anion và nước
S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O > NO3-, SO42-, CO32-,…
Ưu tiên
2H2O  4H+ + O2 + 4e
VD: 2Cl-  Cl2 + 2e