Tiêu đề CHỦ ĐỀ 3. TÁCH KIM LOẠI VÀ VIỆC SỬ DỤNG HỢP KIM (File HS).doc ✅

CHỦ ĐỀ 3: TÁCH KIM LOẠI VÀ VIỆC SỬ DỤNG HỢP KIM A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT B. HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN 1: BÀI TẬP TỰ LUẬN PHẦN 2: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM NHIỀU PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN MỨC ĐỘ 1 : BIẾT MỨC ĐỘ 2 : HIỂU MỨC ĐỘ 3,4: VẬN DỤNG – VẬN DỤNG CAO PHẦN 3: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM ĐÚNG SAI PHẦN 4: BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM TRẢ LỜI NGẮN A. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT I. PHƯƠNG PHÁP TÁCH KIM LOẠI Quặng bauxite: Al 2 O 3 .2H 2 O Quặng hematite: Fe 2 O 3 Quặng sphalerite: ZnS Điện phân nóng chảy Phương pháp nhiệt luyện Phương pháp thủy luyện 1.Nguyê n tắc Dùng dòng điện một chiều qua chất nóng chảy. Cho C, CO, H 2 , Al + oxide kim loại cần tách ở nhiệt độ cao. Cho kim loại mạnh (không tan trong nước) + dung dịch muối KL cần tách. 2.Phạm vi Kim loại mạnh: K, Na, Ca,Mg, Al Kim loại trung bình: Zn, Fe,Ni, Sn, Pb Kim loại yếu: Cu, Ag, Au 3.Ví dụ *Tách Al từ Al 2 O 3 bằng đpnc Ñieänphaânnoùngchaûy 232Cryolite2AlO4Al+ 3O - Quặng bauxite: chứa Al 2 O 3 -Cryolite (Na 3 AlF 6 ) hạ nhiệt độ nóng chảy, tiết kiệm nhiên liệu. *Tách kẽm (zinc) ra khỏi zinc sulfide (ZnS) bởi O 2 ,C 2ZnS+3O 2 0t 2ZnO +2SO 2 ZnO + CO 0t Zn + CO *Tách Cu từ CuSO 4 bởi Fe Fe+CuSO 4  FeSO 4 +Cu II. HỢP KIM 1.Khái niệm hợp kim : là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. Ví dụ: gang, thép (Fe – C), Đuy-ra(duralumin) : Al – Cu, Mg; đồng thau (Cu – Zn) 2. Ưu điểm của hợp kim hợp kim - Cứng và bền hơn kim loại nguyên chất. - Tăng khả năng chống ăn mòn rồi rỉ sét phù hợp với nhiều ứng dụng do đó chúng được sử dụng phổ biến trong đời sống và trong công nghiệp. 3. Một số hợp kim phổ biến Hợp kim Thành phần Tính chất đặc trưng Ứng dụng phổ biến Hình ảnh minh họa Gang Fe - C( ∼ 2 – 5% khối lượng) và một số nguyên tố khác. Cứng, giòn. Làm đường ống và phụ kiện đường ống dẫn nước cấp, nồi và chảo, khuôn đúc, … Thép (thép thông thường) Fe – C (< 2% khối lượng) và một số nguyên tố khác. Cứng, dẻo hơn gang. Làm khung của công trình xây dựng, thiết bị, máy móc. Inox (thép Hợp kim của Khó bị gỉ. Làm đồ dùng, dụng cụ
đặc biệt) sắt cùng một số nguyên tố khác như Cr, Ni, … trong gia đình; chi tiết trong các dụng cụ, thiết bị y tế … Đuy-ra (duralumin) Hợp kim của Al với Cu, Mg nhẹ và bền. Chế tạo vỏ máy bay, ô tô, khung xe đạp,… Đồng thau Hợp kim của Cu và Zn. Dẻo và bền Đồ trang trí, vật liệu hàn, thiết bị điện, các loại đầu đạn súng cá nhân, và rất nhiều các nhạc cụ hơi... III. SẢN XUẤT GANG,THÉP 1. Sản xuất gang từ nguồn quặng chứa iron (III) oxide. - Nguyên liệu: quặng sắt (quặng hematite thành phần chính là Fe 2 O 3 ); than cốc, chất tạo xỉ: CaCO 3 , SiO 2 ,... - Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang * Phản ứng tạo thành chất khử CO: o o t 22 t 2 C+OCO CO+C2CO   * Phản ứng khử iron oxide o tC 232FeO+3CO2Fe+3CO * Phản ứng tạo xỉ: o o t 32 t 23 CaCOCaO+CO CaO+SiOCaSiO   Sơ đồ lò luyện gang 2. Sản xuất thép -Nguyên liệu: gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen. - Phản ứng: oxygen oxi hóa các tạp chất trong gang thì oxide dạng khí (CO 2 , SO 2 ,..) thoát ra theo khí thải; oxide dạng rắn (SiO 2 , MnO 2 ,..) sẽ tạo xỉ nhẹ, nổi lên trên thép lỏng và được tách ra để thu lấy thép. Sơ đồ lò thổi B. HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN 1: BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1 (SGK-KNTT): Phương pháp nào thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Al,...? Câu 2 (SGK-KNTT): Phương pháp nào thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Zn, Fe? Câu 3 (SGK-KNTT): Thành phần, tính chất của kim loại và hợp kim của nó khác nhau như thế nào? Tại
sao trong thực tiễn kim loại thường được sử dụng dưới dạng hợp kim. Lấy ví dụ minh hoạ. Câu 4 (SGK-KNTT): Gang, thép, đuy-ra có thành phần và tính chất đặc trưng gì? Tại sao các hợp kim này được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và cuộc sống? Câu 5 (SGK-KNTT): Tại sao khi loại bỏ một phần carbon và các tạp chất trong gang lại thu được thép? Câu 6 (SGK-KNTT): Khí thải trong sản xuất gang, thép thường chứa các khí gì? Em hãy tìm hiểu và cho biết nếu các khí này được đưa thẳng ra ngoài môi trường mà không qua xử lí thì sẽ gây ảnh hưởng như thế nào tới môi trường sống. Câu 7 (SGK-KNTT): Gang và thép có thành phần khác nhau như thế nào? Thành phần đó ảnh hưởng đến tính chất vật lí của gang, thép như thế nào? Nêu ví dụ về các ứng dụng nổi bật của gang và thép trong cuộc sống. Câu 8 (SGK-KNTT): Phương pháp tách kim loại nào đã được vận dụng trong quá trình sản xuất gang? Giải thích. Câu 9 (SGK-CD): Viết phương trình hoá học của phản ứng điện phân nóng chảy sodium chloride để thu được kim loại natri (sodium) và khí chlorine. Câu 10 (SGK-CD): Người ta tách được sắt ra khỏi iron(III) oxide (Fe 2 O 3 ) bằng cách cho Fe 2 O 3 phản ứng với carbon monoxide (CO) ở nhiệt độ cao: Fe 2 O 3 + 3CO ot 2Fe + 3CO 2 Phản ứng tạo ra kim loại sát ở trạng thái (thể) nào? Biết rằng nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ nóng chảy của sắt (iron). Câu 11 (SGK-CD): Quặng sphalerite (hình bên) có thành phần chính là zinc sulfide (ZnS). Từ quặng sphalerite người tách kẽm như sau: Nung quặng sphalerite trong không khí ở nhiệt độ cao thu được zinc oxide (ZnO): 2ZnS + 3O 2 ot 2ZnO +2SO 2 Quặng sphalerite Sau đó cho ZnO tác dụng với carbon ở nhiệt độ cao tách được kẽm ra khỏi zinc oxide: ZnO + C ot Zn + CO Kẽm thu được ở trạng thái hơi do nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ hoá hơi của kẽm. Làm thế nào để chuyển kẽm ở trạng thái hơi về trạng thái rắn? Câu 12 (SGK-CD): Theo em, vì sao người ta không dùng kim loại nhôm để chế tạo ổ khoá và chìa khoá? Câu 13 (SGK-CD): Dựa vào sơ đồ lò nấu gang ở hình bên dưới và các giai đoạn phản ứng diễn ra trong quá trình luyện gang, hãy cho biết thành phần của khí thoát ra khỏi lò.
Sơ đồ lò nấu gang Câu 14 (SGK-CD): Kể tên một số loại đó dùng được làm từ thép, inox, duralumin. Câu 15 (SGK-CD): Pha trộn bột mịn của Al và Mg với nhau có thu được hợp kim hay không ? Giải thích? Câu 16 (SGK-CD): Trong quá trình sản xuất gang, phương pháp nào đã được sử dụng để tách kim loại ra khỏi oxide? Câu 17 (SGK-CD): Phản ứng C + O 2 ot CO 2 đóng vai trò gì trong quá trình sản xuất thép từ gang? Câu 18 (SGK-CD): Theo em, nên sử dụng thép, inox hay daralumin để chế tạo chân (móng) và khung của bảng quảng cáo ngoài trời (hình 17.4)? Giải thích Câu 19 (SGK-CTST): Trong công nghiệp, phương pháp nào được sử dụng để sản xuất nhôm? Nguyên liệu để sản xuất nhôm là gì? Câu 20 (SGK-CTST): Người ta đã dùng phương pháp nào để tách Zn từ zinc sulfide? Viết phương trình hóa học xảy ra. Câu 21 (SGK-CTST): Hãy giải thích vì sao vàng, đồng, sắt được con người biết đến và sử dụng trước nhôm hàng nghìn năm. Câu 22 (SGK-CTST): Vì sao người ta thường sử dụng hợp kim mà không dùng kim loại tinh khiết để chế tạo các vật dụng trong đời sống? Câu 23 (SGK-CTST): Quan sát trong nhà, em thấy có những vật dụng nào chế tọa từ hợp kim? Kể tên hợp kim làm nên vật dụng đó. Câu 23 (SGK-CTST): Quan sát bảng sau, em hãy cho biết thép thường và inox có gì khác về thành phần tính chất. Hợp kim Thành phần Tính chất Ứng dụng Gang Chủ yếu là sắt, 2 – 5% carbon và một số nguyên tố khác. Có độ cứng và độ bền tương đối cao, dẫn nhiệt tốt. Sản xuất bếp, lò nướng hoặc lò hơi, chi tiết máy móc, bánh răng,… Thép Chủ yếu là sắt, dưới 2% carbon Dẻo và cứng. Làm vật liệu xây dựng, chế tạo