− Hiểu phương pháp điều chế một số kim loại có mức độ hoạt động khác nhau.. − Biết vận dụng định luật Faraday trong bài tập điện phân.. NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI : − Chuyển hóa những
Trang 1BÀI 24 : ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI.
1) Mục đích yêu cầu :
– Biết nguyên tắc chung điều chế kim loại
− Hiểu phương pháp điều chế một số kim loại có mức độ hoạt động khác nhau
− Biết vận dụng định luật Faraday trong bài tập điện phân
2) Tiến trình :
I NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI :
− Chuyển hóa những ion kim loại thành kim loại ( thực hiện quá trình khử ion kim loại)
n
II PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI : 1) Phương pháp thủy luyện :
− Cơ sở : dùng những dd thích hợp (NaOH, H2SO4 NaCN, …) hòa tan KL, hợp chất L tách phần không tan ra khỏi quặng Khử ion KL trong dd bằng KL có tính khử mạnh hơn (Fe, Zn, …)
TD: Điều chế Ag Nghiền nhỏ Ag 2 S xử lý bằng
dd NaCN lọc được dd muối phức bạc :
Ag S 4NaCN 2Na[Ag(CN) ] Na S
2
Ag S 4CN 2[Ag(CN) ] S
– Ion Ag trong phức được khử bằng KL Zn :
2Na[Ag(CN) ] Zn Na [Zn(CN) ] 2Ag
2
2[Ag(CN) ] Zn [Zn(CN) ] 2Ag
– PP thủy luyện (PP ướt) dùng điều chế KL có tính khử yếu (Cu, Hg, Ag, Au, …)
2) Phương pháp nhiệt luyện :
− Cơ sở : Khử những Ion KL trong hợp chất ở to cao bằng chất khử mạnh (C, CO, H2, Al, KL kiềm, kiềm thổ)
TD : Fe O2 33CO to 2Fe 3CO 2 – Nếu quặng là Cu2S, ZnS, FeS2, … chuyển Sunfua
KL thành Oxit KL khử bằng chất khử thích hợp
TD: Với ZnS :
Nung quặng ZnS với O2 dư :
2ZnS 3O 2ZnO 2SO
Khử ZnO bằng C ở nhiệt độ cao :
o
t
Trang 2 Với KL khó nóng chảy (Cr, …) dùng Al làm chất khử (PP nhiệt nhôm) :
o
t
Cr O 2Al 2Cr Al O – PP nhiệt luyện ứng dụng đ/c KL có độ hoạt động trung bình (Zn, Fe, Sn, Pb, …)
– Với KL kém hoạt động (Hg, Ag, …) chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được KL mà không cần khử bằng các tác nhân khác :
o
t
HgS O Hg SO 3) Phương pháp điện phân :
− Cơ sở : Dùng dòng điện 1 chiều khử các Ion kim loại Điều chế được hầu hết kim loại
Đ/C KL mạnh (Li, K, Na, Al, …) điện phân những hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng chảy của chúng
TD: Đ/C Na đp muối NaCl nóng chảy.
Đ/C KL tính khử trung bình, yếu (Zn, Cu, …) điện
phân dd muối của chúng TD: Đ/C Zn bằng pp đp
dd kẽm với điện cực trơ.
Sơ đồ điện phân dd ZnSO 4
4
2
Phương trình điện phân :
điện phân
2ZnSO 2H O 2Zn 2H SO O III ĐỊNH LUẬT FARADAY :
− ĐL Faraday (Vật lý 11) xác định được khối lượng các chất thu được ở các điện cực:
AIt m nF
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 96.500culông / mol)
Trang 3Thí dụ : Tính khối lượng Cu thu được ở cực (–)
(catot) sau 1 giờ điện phân dd CuCl 2 với cường độ dòng điện là 5 Ampe.
– Phương trình điện phân dung dịch CuCl2 :
điện phân
CuCl Cu Cl – Khối lượng Cu thu được ở catot :
Cu 63,5.5.3600
96500.2
Củng cố : GVPV lại :
Nguyên tắc và các phương pháp điều chế kim loại – Định luật Faraday
Bài tập : 1 − 8 Trang 140 − SGK12NC
