Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại: Tìm Hiểu Phương Pháp Tách Kim Loại

Tài liệu nghiên cứu Giáo án điện tử khoa học tự nhiên 9 chân trời sáng tạo bài 17 dãy hoạt động hóa học của kim loại, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Hóa Học
• Đề tài: Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại: Phương Pháp Tách Kim Loại Hiệu Quả
• Loại tài liệu: bài giảng
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. BÀI 17: DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI
• 1.1. MỤC TIÊU
• 1.2. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI
• 1.2.1. Thí nghiệm 1: Phản ứng của một số kim loại với dung dịch hydrochloric acid
• 1.2.2. Thí nghiệm 2: Phản ứng của kim loại với dung dịch muối
• 1.2.3. Kết luận về dãy hoạt động hóa học của kim loại
• 1.3. Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI
• 1.4. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG
• 1.4.1. Phương pháp nhiệt luyện và điều chế
• 1.4.2. Phương pháp điện phân nóng chảy
• 1.4.3. Ảnh hưởng môi trường trong sản xuất nhôm
• 1.4.4. Ví dụ và phương trình hóa học liên quan
• 1.4.5. Phương pháp thuỷ luyện tách kim loại hoạt động yếu
• 1.5. CỦNG CỐ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại

Dãy hoạt động hóa học của kim loại là một khái niệm quan trọng trong hóa học, giúp xác định mức độ hoạt động của các kim loại. Dãy này được sắp xếp theo thứ tự giảm dần từ kim loại hoạt động mạnh đến yếu. Các kim loại như K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au được đưa vào dãy này. Việc hiểu rõ dãy hoạt động hóa học không chỉ giúp trong việc tách kim loại mà còn trong nhiều ứng dụng thực tiễn khác.

1.1. Ý Nghĩa Của Dãy Hoạt Động Hóa Học

Dãy hoạt động hóa học của kim loại giúp xác định khả năng phản ứng của chúng với các chất khác. Kim loại đứng trước có khả năng đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối, từ đó cho thấy mức độ hoạt động hóa học của chúng.

1.2. Cấu Trúc Của Dãy Hoạt Động Hóa Học

Dãy hoạt động hóa học được sắp xếp theo thứ tự từ kim loại hoạt động mạnh nhất đến yếu nhất. Điều này giúp dễ dàng nhận biết và áp dụng trong các phản ứng hóa học.

II. Thách Thức Trong Việc Tách Kim Loại Hiệu Quả

Việc tách kim loại từ quặng hoặc hợp chất không phải là điều đơn giản. Các thách thức bao gồm việc lựa chọn phương pháp tách phù hợp, đảm bảo hiệu suất cao và giảm thiểu tác động đến môi trường. Nhiều kim loại có tính chất hóa học đặc biệt, yêu cầu các phương pháp tách khác nhau để đạt được hiệu quả tối ưu.

2.1. Các Phương Pháp Tách Kim Loại Thông Dụng

Các phương pháp tách kim loại phổ biến bao gồm nhiệt luyện, điện phân và hóa học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào loại kim loại và nguồn nguyên liệu.

2.2. Tác Động Môi Trường Của Các Phương Pháp Tách Kim Loại

Nhiều phương pháp tách kim loại có thể gây ra ô nhiễm môi trường. Việc sử dụng hóa chất độc hại hoặc thải ra chất thải không được xử lý có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái.

III. Phương Pháp Tách Kim Loại Hiệu Quả Nhất

Để tách kim loại hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp phù hợp với từng loại kim loại. Phương pháp nhiệt luyện và điện phân là hai trong số những phương pháp phổ biến nhất. Mỗi phương pháp có những yêu cầu và điều kiện riêng để đạt được hiệu quả tối ưu.

3.1. Phương Pháp Nhiệt Luyện Trong Tách Kim Loại

Phương pháp nhiệt luyện sử dụng nhiệt độ cao để tách kim loại từ quặng. Ví dụ, để tách sắt từ iron(III) oxide, người ta sử dụng carbon monoxide trong quá trình nung nóng.

3.2. Phương Pháp Điện Phân Để Tách Kim Loại

Phương pháp điện phân được sử dụng để tách các kim loại hoạt động mạnh như nhôm từ quặng bauxite. Quá trình này yêu cầu điện năng lớn nhưng mang lại hiệu quả cao.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Dãy Hoạt Động Hóa Học

Dãy hoạt động hóa học không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp và nghiên cứu. Việc hiểu rõ dãy này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và tách kim loại, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế.

4.1. Ứng Dụng Trong Công Nghiệp

Trong công nghiệp, dãy hoạt động hóa học được sử dụng để xác định phương pháp tách kim loại phù hợp. Điều này giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu suất sản xuất.

4.2. Ứng Dụng Trong Nghiên Cứu Khoa Học

Dãy hoạt động hóa học cũng được áp dụng trong nghiên cứu khoa học để phát triển các phương pháp tách kim loại mới, từ đó mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng công nghệ cao.

V. Kết Luận Về Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại

Dãy hoạt động hóa học của kim loại là một công cụ quan trọng trong hóa học. Việc hiểu rõ về dãy này không chỉ giúp trong việc tách kim loại mà còn có nhiều ứng dụng khác trong đời sống. Tương lai của nghiên cứu về dãy hoạt động hóa học hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ mới.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về Kim Loại

Nghiên cứu về dãy hoạt động hóa học sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều hướng đi mới trong công nghệ tách kim loại và ứng dụng trong các lĩnh vực khác.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Dãy Hoạt Động Hóa Học

Dãy hoạt động hóa học không chỉ là một khái niệm lý thuyết mà còn là nền tảng cho nhiều ứng dụng thực tiễn trong công nghiệp và nghiên cứu khoa học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHÀO MỪNG CÁC EM HỌC SINH Bài 17 DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC CỦA KIM LỌAI. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI MỤC TIÊU - Tiến hành được một số thí nghiệm hoặc mô tả được thí nghiệm (qua hình vẽ hoặc học liệu điện tử thí nghiệm) khi cho kim loại tiếp xúc với nước, hydrochloric acid,. - Nêu được dãy hoạt động hoá học (K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag, Au). - Trình bày được ý nghĩa của dãy hoạt động hoá học.

- Nêu được phương pháp tách kim loại theo mức độ hoạt động hoá học của chúng - Trình bày được quá trình tách một số kim loại có nhiều ứng dụng, như: Tách sắt ra khỏi iron(lll) oxide bởi carbon oxide; Tách nhôm ra khỏi aluminium oxide bởi phản ứng điện phân; Tách kẽm khỏi zinc sulfide bởi oxygen và carbon (than). Trong cuộc sống, ta thường thấy những kim loại như sắt, đồng bị gỉ sét, mất vẻ sáng bóng khi để lâu trong không khí. Ngược lại, những đồng tiền vàng vẫn giữ sáng bóng. Vì sao lạị có hiện tượng đó? Hình.

Đinh sắt bị gỉ sét và những đồng tiền vàng sáng bóng NỘI DUNG BÀI HỌC 01 02 Xây dựng dãy hoạt động Ý nghĩa của dãy hoạt hóa học của kim loại động hóa học của kim loại 03 04 Tách một số kim loại có nhiều ứng dụng Củng cố 01 XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VIDEO 1 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VIDEO 2 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1 Cốc 1 Cốc 2 Cách Cho mẫu Na nhỏ bằng hạt đậu vào Cho Mg vào nước tiến nước có vài giọt dd phenolphtalein hành Hiện Mẫu Na nóng chảy thành giọt tròn Không hiện tượng ở nhiệt độ tượng chạy trên mặt nước và tan dần, dd thường.

Nhưng khi đun nóng phenolphthalein chuyển màu hồng thì giải phóng H2 Nhận xét Na phản ứng ngay với nước tạo ra 𝑡0 dd base nên làm dd phenolphthalein Mg + H2O hơi ՜ MgO + H2↑ không màu chuyển sang màu hồng 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Hoạt động nhóm: 1. Kim loại sodium và magnesium phản ứng với nước có hiện tượng giống nhau không? Hiện tượng không giống nhau 2. Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Na và Mg.

Na hoạt động hóa học mạnh hơn Mg 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VẬN DỤNG Giải thích vì sao trong phòng thí nghiệm, kim loại sodium, potassium được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hoả Lời giải Sodium, potassium có tính khử mạnh, phản ứng mãnh liệt với H2O ở điều kiện thường do vậy trong phòng thí nghiệm, kim loại sodium, potassium được bảo quản bằng cách ngâm trong dầu hỏa. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Thí nghiệm 1: Phản ứng của một số kim loại với dung dịch hydrochloric acid - Tiến hành: - Dụng cụ và hoá + Bước 1: Cố định 3 ống nghiệm trên giá để chất: ống nghiệm, giá ống nghiệm, đánh số thứ tự 3 ống nghiệm. để ống nghiệm, mảnh + Bước 2: Thêm vào lần lượt mỗi ống nghiệm magnesium, đinh sắt, 2 mL dung dịch HC1.

đồng phoi bào, dung + Bước 3: Cho vào ống nghiệm (1) một mảnh dịch HCl 1 M. magnesium, ống nghiệm (2) một đình sắt và ống nghiệm (3) một mãnh đồng phoi bào 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VIDEO 3 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Hoạt động nhóm: 1.

Tiến hành Thí nghiệm 1 và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hoá học của các phản ứng. Lời giải - Ống nghiệm (1), (2) có khí thoát ra - Ptpu: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Hoạt động nhóm: 2.

Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Fe,Cu, Mg. Lời giải Mg hoạt động hóa học mạnh hơn Fe Fe hoạt động hóa học mạnh hơn Cu 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VỀ NHÀ Khí nào sinh ra khi kim loại phản ứng với dung dịch HCl? Nêu ví dụ minh hoạ và viết phương trình hoá học của phản ứng. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Thí nghiệm 2: Phản ứng của kim loại với dung dịch muối - Tiến hành: - Dụng cụ và hoá + Bước 1: Cố định 3 ống nghiệm trên giá để chất: ống nghiệm, giá ống nghiệm, đánh số thứ tự 2 ống nghiệm.

để ống nghiệm, dây + Bước 2: : Cho vào ống nghiệm (1) 2 mL, đồng, dung dịch dung dịch ZnSO4 và ỗng nghiệm (2) 2 mL ZnSO4 1M, dung dịch dung dịch AgNO3 AgNO31M. + Bước 3: Nhúng vào mỗi ống nghiệm một đoạn dây đồng, quan sát hiện tượng. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VIDEO 4 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VIDEO 5 1.

XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Hoạt động nhóm: 1. Tiến hành Thí nghiệm 2 và nêu hiện tượng quan sát được. Viết phương trình hoá học của các phản ứng. Lời giải - Ống nghiệm (2) có xảy ra hiện tượng hóa học - Ptpu: Cu + AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag 1.

XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Hoạt động nhóm: 2. Nhận xét mức độ hoạt động hoá học của kim loại Cu, Zn, Ag. Lời giải Zn hoạt động hóa học mạnh hơn Cu Cu hoạt động hóa học mạnh hơn Ag 1. XÂY DỰNG DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Kết luận: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm khi cho KL tác dụng với nước, dd HCl, dd muối ta có thể sắp xếp các kim loại thành dãy theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hóa học như sau: Na, Mg, Fe, H, Cu, Ag Dãy hoạt động hóa học của một số kim loại xếp theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hóa học: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au 02 Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI 2.

Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI 01 02 Mức độ hoạt động hóa Kim loại đứng trước học của kim loại giảm Mg phản ứng được dần từ trái sang phải. với nước ở nhiệt độ thường. 03 04 Kim loại đứng trước H Kim loại đứng trước tác dụng được với 1 số (trừ Na, K.) đẩy kim dd acid (HCl, H2SO4 loại đứng sau ra khỏi loãng…) và giải phóng dung dịch muối. Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Dựa vào dãy hoạt động hoá học của kim loại, ta có thể xác định được mức độ hoạt động hoá học của kim loại.

Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI VỀ NHÀ Hoàn thành phương trình hoá học cứa các phản ứng sau: a. Fe + HCl → FeCl2 + H2 c. Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu 03 TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Phương pháp nhiệt luyện Điều chế Tất cả Kim loại hoạt động mạnh 3.

TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Hoạt động nhóm: 1. Trong công nghiệp, phương pháp nào được sử dụng để sản xuất nhôm? Phương pháp điện phân nóng chảy 2. Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì? Quặng bauxite (thành phần chủ yếu là aluminium oxide) 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Quá tình sản xuất nhôm từ quặng bauxite Quặng bauxite 3.

TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG VIDEO 6 mô hình sản xuất nhôm 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Al2O3 và Na3AlF6 Nhôm lỏng Sơ đồ thùng điện phân nóng chảy bauxite 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG SẢN XUẤT NHÔM 1. Nguyên liệu: Quặng bauxite (Al2O3.

Điện phân aluminium oxide nóng chảy điện phân nóng chảy 2Al2O3 4Al + 3O2 3. Vai trò của cryolite (Na3AlF6 hay 3NaF.AlF3) Hạ tonc của Al2O3. Tăng tính dẫn điện. Bảo vệ nhôm mới sinh.

TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Khi khai thác và sử dụng quặng bauxite để sản xuất nhôm, trong quá trình này có gây ảnh hưởng gì đến môi trường xung quanh không? Nguy cơ làm thay đổi môi trường sinh thái, tàn phá môi trường mạnh nhất, đặc biệt là thảm động thực vật và gây xói mòn. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Hồ chứa bùn đỏ từ việc khai thác quặng bauxite của nhà máy sản xuất nhôm Ajkai Timfolgyar bị vỡ, gần cả triệu m3 bùn độc tràn xuống khu vực bên dưới, gây ra thảm hoạ môi trường nghiêm trọng, khiến 7 người thiệt mạng và khoảng 150 người bị thương. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Phương pháp nhiệt luyện Điều chế Kim loại hoạt động trung bình Chất khử MxOy M SAU Al 3.

TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Phương pháp nhiệt luyện Chất khử C H2 Kim loại CO hoạt động 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Ví dụ 2: Để tách sắt ra khỏi hợp chất iron (III) oxide: ở nhiệt độ cao Iron (III) oxide (Fe2O3) khí carbon monoxide (CO) phản ứng với t0 Phương trình hoá học: Fe2O3 + 3CO ՜ 2Fe + 3CO2 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Hoạt động nhóm: 1. Người ta đã dùng phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide? Phương pháp nhiệt luyện 2.

Viết phương trình hoá học xảy ra. t0 2ZnS + 3O2 ՜ 2Zn + 2SO2 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Ví dụ 3: Kim loại kẽm cũng có thể được tách ra theo phương pháp nhiệt luyện. Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất kẽm là quặng sphalerite (chứa zinc sulfite, ZnS).

ở nhiệt độ cao Nung nóng quặng thành zinc oxide sphalerite với luồng không khí trong lò t0 Phương trình hoá học: 2ZnS + 3O2 ՜ 2Zn + 2SO2 * Cho ZnO phản ứng với C ở nhiệt độ cao thu được kẽm. t0 Phương trình hoá học: ZnO + C ՜ Zn + CO 3. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG Tách một sỗ kim loại có nhiêu ứng dụng - Phương pháp điện phân nóng chảy: Sử dụng để tách kim loại hoạt động hoá học mạnh (K, Na, Ca,. Trong công nghiệp, nhôm được tách từ quặng bauxite bằng phương pháp điện phân nóng chảy.

- Phương pháp nhiệt luyện: Sử đụng các chất phản ứng thích hợp (C, CO, .) để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình (Fe, Zn, Pb,.) ra khỏi oxide của chúng. TÁCH MỘT SỐ KIM LOẠI CÓ NHIỀU ỨNG DỤNG VẬN DỤNG Hãy giải thích vì sao vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn năm 3.