Chuyên đề Phương pháp điều chế một số chất vô cơ

 Phòng giáo dục đào tạo huyện lập thạch
 Chuyên đề:
phương pháp điều chế một số chất vô cơ
 Giáo viên: Đỗ Thị Đào Liễu.
 Đơn vị : Trường THCS Lập Thạch 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 tượng mà chỉ riêng kiến 
thức của vật lý hoặc sinh học không thể giải thích được. 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 được sử dụng ngày càng nhiều trong nông 
nghiệp. Mặt khác nhiều loại đồ dùng trong nhà, nhiều thứ vải lụa, len, dạ... được 
làm bằng những chất không có sẵn trong tự nhiên. Các chất này là gì? có ứng 
dụng ra sao và con người đã làm thế nào để điều chế ra chúng?
 Để trả lời được câu hỏi đó, hôm nay tôi mạnh dạn đưa 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 như các em học sinh có một hệ thống kiến thức lô gic, 
có khả năng điều chế được 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. 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 
như sau:
 * Điều chế các kim loại trước Nhôm.
 Nguyên tắc: Điện phân nóng chảy muối Clorua tương 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 tương ứng ở nhiệt độ 
cao:
 Ví dụ: CO + CuO→Cu + CO2↑
 Fe2O3 + 3H2→ 2Fe + 3H2O
 Hiện nay, sự tiến bộ của khoa học hoá học người ta gọi các phương pháp 
điều chế là thuỷ luyện hay nhiệt luyện... Nói chung có ba phương 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 được tính chất hoá học của một số phi 
kim điển hình: O2, H2, halogen. ở chuyên đề này tôi giới thiệu phương pháp 
điều chế hiđrô và các nguyên tố halogen.
 * Điều chế hiđrô (H2):
 - Cho kim loại hoạt động tác dụng với nước hoặc axit thường:
 2Na +2H2O → 2NaOH + H2↑
 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
 - Cho kim loại có hiđroxit lưỡng tính tác dụng với kiềm:
 2Al + 2H2O + 2NaOH→ 2NaAlO2 + 3H2↑
 - Điện phân nước:
 2H2O → 2H2↑ + O2↑
 - Phản ứng giữa than nóng đỏ với hơi nước: c, Vấn đề 3: Điều chế một muối:
Trước hết, mỗi chúng ta phải nắm được 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 
phương pháp điều chế muối như sau:
 * Đi từ kim loại:
- Kim loại + dung dịch axit:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
 - Kim loại + dung dịch muối: → Xây dựng được ba phương pháp 
Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu điều chế muối từ kim loại.
 - Kim loại + phi kim:
Cu + Cl2 → CuCl2 
 * Đi từ ôxit:
- Ôxit bazơ + ôxit axit:
CaO + CO2 → CaCO3
- Ôxit bazơ + axit:
CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O → Xây dựng được ba phương pháp điều 
- Ôxit axit + bazơkiềm: chế muối từ ôxit.
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
 * Đi từ axit:
- Axit + Bazơ:
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O → Xây dựng được hai phương pháp 
3HCl + Fe(OH)3 → FeCl3 + 3H2O điều chế muối từ axit.
- Axit + muối:
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O +CO2↑
 * Đi từ Bazơ:
 - Bazơ + Muối: → Xây dựng được một phương pháp 
2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl điều chế muối từ bazơ 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 
 Phương pháp: dựa vào 12 phương 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.
 Phương 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 + C → A
 FeCl2 + C → D
 D + NaOH → Fe(OH)3 + E
 Xác định các chât A,B,C,D,E và viết các PTHH? - Theo PT (1): nCl2 = 1/2 nHCl = 0,005mol
 Theo PT (2) nCl2 = 0,02 - 0,005 = 0,015mol
 Do đú: nNaOH = nNaCl = 0,02mol → nNaCl dư = 0,1 - 0,03 = 0,07m0l.
 Vậy: dd sau phản ứng gồm NaOH và NaCl dư nờn quỳ tớm hoỏ xanh.
 b, Dựng HNO3 0,1M để trung hoà xảy ra phản ứng:
 HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O (3).
Theo PT (3): nHNO3 = nNaOH = 0,03mol
→ V HNO3 = 0,03/0,1 = 0,3lớt = 300ml
 5, Bài 5:
 Đề bài: Tớnh hiệu suất toàn bộ quỏ trỡnh điều chế H2SO4 từ FeS2. Biết đi 
từ 12 tấn FeS2 thỡ được 30 tấn dd H2SO4 49%?
 Dạng bài điều chế chất cú liờn quan đến hiệu suất phản ứng.
 Phương phỏp giải: Điều chế chất và tớnh theo hiệu suất phản ứng.
 Lời giải:
 - Cỏc PTHH điều chế:
 4FeS2 + 11O2to→ 2Fe2O3 + 8SO2 (1)
 2SO2 + O2 →xt2SO3 (2)
 SO3 + H2O → H2SO4 (3)
Từ (1,2,3) ta cú: FeS2 → 2SO2 → 2SO3 → 2H2SO4
 120g 196g
 ↔120 tấn 196 tấn
 ↔12 tấn 19,6 tấn
 - Khối lương H2SO4 thu được = 30 x 49% = 14,7 tấn
 - Vậy hiệu suất của toàn bộ quỏ trỡnh 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 tỏc dụng hết với nước. 
Sau phản ứng cần dựng hết 250ml dd H2SO4 0,3M để trung hoà hoàn toàn dd 
thu được. Xỏc định kim loại kiềm biết rằng tỷ lệ khối lượng nguyờn tử của kim 
loại kiềm chưa biết và Kali trong hỗn hợp lớn hơn 1/4. năm trước đõy, xong mới ra trường cũn hạn chế về kiến thức thực tế mà nặng về 
kiến thức sỏch vở. Đến hụm nay, sau nhiều năm nghiờn cứu cựng quỏ trỡnh 
giảng dạy đối với học sinh, tụi thấy cỏc em hiểu bài và thực sự hứng thỳ học tập 
bộ mụn. Mỗi phương phỏp điều chế tụi đưa ra được học sinh ỏp dụng nhanh, 
thành thạo và cú hiệu quả. Kết quả là, liờn tục trong nhiều năm nay tụi luụn cú 
học sinh giỏi cấp huyện, nhiều học sinh giỏi cấp tỉnh, điều đặc biệt là điểm thi 
học sinh giỏi luụn sỏt đớch nếu trỳng vào chuyờn đề này. Đõy cũng là nguồn 
động viờn, khớch lệ tụi yờn tõm cụng tỏc hơn, yờu đối tượng học sinh của mỡnh 
và ngày càng cú ý thức phấn đấu hơn nữa.
 2, Bài học kinh nghiệm:
 Thực tế sau nhiều năm giảng dạy giỳp tụi vỡ ra rất nhiều vấn đề, đặc biệt 
là năm nào tụi cũng được phõn cụng phụ trỏch đội tuyển học sinh giỏi của 
huyện, nhiều lỳc tụi vui mừng phấn khởi và cú phần tự hào song đụi khi kết quả 
mang lại đi ngược với dự tớnh, bởi khõu truyền tải, với thầy cảm thấy là nhuần 
nhuyễn song khi tới trũ thỡ quả là một quỏ trỡnh cực kỳ khú khăn, cú khi kết quả 
đem lại quỏ bất ngờ, đến hững hụt. Vỡ vậy điều tụi muốn núi ở đõy là giảng dạy 
chuyờn đề này cũng như cụng việc bồi dưỡng học sinh giỏi hoỏ học là một quỏ 
trỡnh cực kỳ gian nan chứ khụng phải đơn giản mà cú được. Vậy thỡ bản thõn 
mỗi chỳng ta hóy khụng ngừng tư duy sỏng tạo để gúp phần phỏt minh dự là rất 
nhỏ kiến thức mà mỡnh tỡm được, phương phỏp tối ưu mà mỡnh biờn soạn, cải 
tiến được, để gúp phần nhỏ bộ của mỡnh đối với sự nghiệp giỏo dục đào tạo cũng 
như vào cụng cuộc cụng nghiệp hoỏ, hiện đại hoỏ đất nước.
 PHẦN III
 KẾT LUẬN
 Thực tế khi xõy dựng chuyờn đề này tụi đó dựa trờn cơ sở lý luận thực tiễn 
và kết quả học tập của học sinh mỗi năm. Trong nhiều năm liền, tụi luụn cú học