Bài giảng Bài 16 ( 2 tiết): Dãy điện hoá của kim loại sự điện phân

6 V.
+ Pin Pb-Cu
E0pin= 0,34V - (-0,13 V) = 0,47 V.
B. Sự điện phân
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
I. Một số khái niệm về sự điện phân
Hoạt động 3
Cho HS xem sơ đồ hình 4.9 yêu cầu HS mô tả bình điện phân, hoạt động của bình điện phân.
Chú ý phân biệt cực của pin điện hoá và cực của bình điện phân.
GV bổ sung các thông tin.
Từ đó yêu cầu HS rút ra kết luận về sự điện phân.
* Thiết bị điện phân gồm có:
- Bình điện phân
- 2 điện cực.
Cực âm và cực dương; anôt được nối với cực (+) của nguồn điện một chiều; catot được nối với cực (-) của nguồn điện một chiều.
* Hoạt động của bình điện phân:
Khi có dòng điện một chiều chạy qua trên điện cực dương (anot) xảy ra sự oxi hoá, trên điện cực âm (catot) xảy ra sự khử.
Sự điện phân là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua chất điện phân (hợp chất nóng chảy, dd điện li)
II. Sự điện phân các chất điện ly
Hoạt động 4
1. Sự điện phân NaCl nóng chảy
Sử dụng phương pháp đàm thoại:
GV yêu cấu HS:
- Cho biết các ion di chuyển trong dd như thế nào ?
- Phương trình điện phân và sơ đồ điện phân được biểu diễn như thế nào ?
Hoạt động 5
2. Sự điện phân dd CuSO4
Thảo luận phiếu học tập số 4
Câu hỏi 1: Cấu tạo của bình điện phân.
Câu hỏi 2: Hoạt động của bình điện phân và hiện tượng xảy ra trong quá trình điện phân.
Câu hỏi 3: Giải thích
* Khi có dòng điện một chiều chạy qua các ion trong dd dịch chuyển như thế nào ?
* Các quá trình oxi hoá-khử diễn ra ở các điện cực như thế nào ? (xét thế điện cực chuẩn).
* Viết sơ đồ điện phân.
* Viết phương trình điện phân.
III. ứng dụng của sự điện phân 
Hoạt động 6
GV cho HS nghiên cứu SGK trình bày ứng dụng của sự điện phân.
Hoạt động 7
Tổng kết bài học, ra bài tập về nhà.
Khi có dòng điện một chiều chạy qua.
Cực dương (anot) diễn ra sự oxi hóa.
Cực âm (catot) diễn ra sự khử.
Quá trình oxi hoá-khử được biểu diễn
Na+ + 1e đ Na 2Cl- -2e đ Cl2
Phương trình điện phân
* Bình điện phân là ống chữ U, 2 điện cực bằng graphit, một điện cực âm và một điện cực dương, dd chất điện phân là CuSO4.
* Khi cho dòng điện một chiều đi qua (có hiệu điện thế ³ 1,3 V) có hiện tượng:
- ở catot: kim loại Cu bám vào điện cực.
- ở anot: Bọt khí O2 thoát ra.
* Khi tạo nên một điện thế giữa hai điện cực, các ion SO42- di chuyển về anot. Các ion Cu2+ di chuyển về catot.
* ở Catot có thể xảy ra sự khử ion Cu2+ hoặc H2O.
Xét thế điện cực chuẩn:
E0 (Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(H2O/H2)= - 0,83 V.
Như vậy ion Cu2+ có tính oxi hoá mạnh hơn các phân tử H2O. Vì vậy ở đây xảy ra sự khử các ion Cu2+ thành Cu bám trên catot:
Cu2+ + 2e đ Cu
* ở anot: Có thể xảy ra sự oxi hoá các ion SO42- hoặc H2O.
Xét thế điện cực chuẩn
E0 (H2O/ O2) = -0,83 V; E0 (SO42-/H2O) = 1,70 V.
Như vậy H2O có tính khử mạnh hơn các ion SO42- nên H2O dễ bị oxi hóa sinh ra khí O2 ở anot:
2H2O đ O2 + 4 H+ + 4e
* Cực (-) ơ CuSO4 đ Cực (+)
 (H2O)
Cu2+, H2O H2O, SO42-
Cu2+ + 2e đ Cu 2H2O đ O2 + 4 H+ + 4e
* Phương trình điện phân 
1. Điều chế kim loại.
2. Điều chế một số phi kim (H2 ; O2...)
3. Điều chế một số loại hợp chất (NaOH, H2O, nước giaven...)
4. Tính chế một số kim loại: Cu, Pb, Zn...
5. Mạ điện...
Các phiếu học tập
phiếu học tập số 3
1. Hoàn thành phơng trình hoá học xảy sau đây:
a) Cu + AgNO3đ
b) Mg + HCl đ
2. Từ hai phơng trình trên lần lợt:
* Thiết lập sơ đồ phản ứng giữa từng cặp oxi hóa-khử.
* Cho biét E0 của từng cặp Mn+/M (dựa vào dãy điện hoá chuẩn của kim loại )
* Giải thích quá trình oxi hoá-khử xảy ra.
* Viết phơng trình ion rút gọn.
* Rút ra nhận xét về chiều phản ứng hoá học trên.
phiếu học tập số 4
Từ tranh phóng to bình điện phân dd CuSO4
Câu hỏi 1: Mô tả cấu tạo của bình điện phân.
Câu hỏi 2: Mô tả hoạt động của bình điện phân và hiện tợng xảy ra trong quá trình điện phân.
Câu hỏi 3: Giải thích hiện tợng
Dựa vào thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hoá khử biết:
 E0 (Cu2+/Cu) = +0,34 V ; E0 (H2O/H2 ) = - 0,83 V; E0 (SO42-/H2O) = 1,70 V
Bài 17
(Tiết 28,29)
Sự ăn mòn kim loại
I. Mục tiêu của bài học
1. Kiến thức
Hiểu các khái niệm: thế nào là ăn mòn kim loại, ăn mòn hoá học và ăn mòn 
điện hoá.
Hiểu các điều kiện, cơ chế và bản chất của ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá học.
Hiểu nguyên tắc và các biện pháp chống ăn mòn kim loại.
2. Kĩ năng
Phân biệt được hiện tượng ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá kim loại xảy ra trong tự nhiên, trong đời sống gia đình, trong sản xuất.
Biết sử dụng các các biện pháp bảo vệ đồ dùng, các công cụ lao động bằng kim loại chống sự ăn mòn kim loại.
Biết cách giữ gìn những đồ vật bằng kim loại được tráng, mạ bằng kẽm, thiếc.
II. Chuẩn bị
Chuẩn bị thí nghiệm về ăn mòn điện hoá :
Dụng cụ :
- Cốc thuỷ tinh loại 200 ml 
- Các lá Zn và lá Cu 
- Bóng đèn pin 1,5 V hoặc vôn-kế 
- Dây dẫn
Hoá chất :
- 150 ml dung dịch H2SO4 1 M.
Chuẩn bị thí nghiệm chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá 
Dụng cụ :
- 2 cốc thuỷ tinh loại nhỏ, hoặc ống nghiệm.
- Một số đinh sắt sạch, dây kẽm hoặc dây nhôm.
Hoá chất :
- Dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch kali feroxinua (thuốc thử nhận biết ion Fe2+).
Một số tranh vẽ về sự ăn mòn điện hoá, bảo vệ vỏ tàu biển bằng phương pháp điện hoá.
III. Hoạt động dạy học 
Hoạt động của GV 
Hoạt động của Hs
Hoạt động 1 (3 – 5 phút). 
 - Thế nào là sự ăn mòn kim loại ?
Bản chất của sự ăn mòn kim loại là gì ?
Hoạt động 2 (7 – 10 phút).
- Bản chất của sự ăn mòn hoá học là gì ?
- Sự ăn mòn hoá học thường xảy ra ở đâu ?
-Dẫn ra các phản ứng hoá học 
minh hoạ.
Hoạt động 3 (28 – 30 phút). 
1. (9 – 10 phút)
 GV thực hiện thí nghiệm về ăn mòn điện hoá (theo hình 4.11). 
GV chính xác hoá.
GV kết luận và lưu ý HS đến các yếu tố : khí oxi tan trong dung dịch chất điện li và sự phát sinh dòng điện.
2. (9 – 10 phút)
Thí nghiệm về các yếu tố gây ra ăn mòn điện hoá :GV dùng thiết bị biểu diễn ăn mòn điện hoá ở trên, rồi lần lượt thực hiện các thí nghiệm sau :
Ngắt dây dẫn nối 2 điện cực. 
Thay lá Cu bằng lá Zn (2 điện cực cùng chất, có nghĩa là kim loại tinh khiết). 
Không cho các điện cực tiếp xúc với dung dịch điện li (trong thí nghiệm này là dung dịch H2SO4). HS quan sát hiện tượng và nhận xét.
GV chính xác hoá về các yếu tố cần và đủ để xảy ra ăn mòn điện hoá.
3. (6 – 7 phút)
GV dùng tranh vẽ sẵn theo hình 4.12 SGK nhưng chỉ có một số chú thích sau : Lớp dung dịch chất điện li, vật bằng gang thép, các tinh thể Fe và C. HS xác định :
Các điện cực dương và âm.
Những phản ứng xảy ra ở các điện cực.
GV hoàn thiện hoặc bổ sung.(3 – 4 phút)
GV yêu cầu HS phát biểu về bản chất của hiện tượng ăn mòn điện hoá.
Hoạt động 4 (18 – 20 phút). 
GV thông báo cho HS một số thông tin về tổn thất do ăn mòn kim loại gây ra ở trong nước, thế giới, địa phương ...
GV yêu cầu HS trình bày :
Mục đích của phương pháp bảo vệ bề mặt là gì ?
Giới thiệu một số chất được dùng làm chất bảo vệ bề mặt ? Những chất này cần có những đặc tính nào ?
GV yêu cầu HS tìm hiểu :
Khái niệm về bảo vệ điện hoá.
Thí nghiệm về bảo vệ điện hoá : GV dùng 2 cốc nhỏ hoặc 2 ống nghiệm đựng dung dịch H2SO4 loãng. Thả vào cốc thứ nhất một đinh sắt sạch, thả vào cốc thứ hai một đinh sắt sạch được quấn bên ngoài nhiều vòng bằng dây Zn hoặc Al. Sau đó, nhỏ vào mỗi cốc vài giọt dung dịch kali feroxianua.
GV dùng hình 4.12, yêu cầu HS xác định : dấu của các điện cực kim loại, những phản ứng xảy ra ở các điện cực và viết phản ứng ăn mòn điện hoá xảy ra. Kim loại nào được dùng làm "vật hi sinh" ở đây ?
Hoạt động 5 (20 – 22 phút). Củng cố bài học và chữa bài tập 1, 2, 4 trong SGK 
I-Sự ăn mòn kim loại
- Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.
M đ Mn+ + ne
1. Sự ăn mòn hoá học
- Bản chất của sự ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
- Thí dụ:
3Fe + 4H2Ođ Fe3O4 + 4 H2
2Fe + 3 Cl2 đ 2 FeCl3
3 Fe + 2 O2 đ Fe3O4
2. Sự ăn mòn điện hoá
a - Thí nghiệm về ăn mòn điện hoá
Hiện tượng:
HS quan sát các hiện tượng (bọt khí H2 thoát ra ở điện cực nào, điện cực nào bị ăn mòn, bóng điện sáng hoặc kim vôn-kế bị lệch).
Giải thích:
HS vận dụng những hiểu biết của mình về pin điện hoá để giải thích các hiện tượng quan sát được. 
HS phát biểu nội dung khái niệm về ăn mòn điện hoá. 
Vậy: Sự ăn mòn điện hoá là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dd chất điện li và tạo nên dòng điện.
b - Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá 
* HS quan sát hiện tượng (không có bọt khí H2 thoát ra từ lá đồng (cực +), bóng điện không sáng) và nhận xét (lá kẽm không bị ăn mòn).
* HS quan sát hiện tượng và nhận xét.
* HS hệ thống hoá các yếu tố gây ra hiện tượng ăn mòn điện hoá.
c - Cơ chế của ăn mòn điện hoá 
* HS xác định :
a) Các điện cực dương và âm.
b) Những phản ứng xảy ra ở các điện cực.
Cực dương
Xảy ra các pư khử
2H+ + 2e đ H2
O2+2H2O+4eđ 4OH-
Cực âm
Xảy ra pư oxi hoá
Fe đ Fe2+ + 2e
* HS phát biểu về bản chất của hiện tượng ăn mòn điện hoá.
II- Chống ăn mòn kim loại.
1 - Phương pháp bảo vệ bề mặt
HS tìm hiểu trong SGK và dựa vào kiến thức thực tế để trình bày
2 - Phương pháp điện hoá
* HS trình bày về khái niệm bảo vệ điện hóa
* HS quan sát hiện tượng và giải thích (trong cốc thứ nhất thấy xuất hiện màu xanh, chứng tỏ có ion Fe2+, nhận xét là Fe bị ăn mòn. Trong cốc thứ hai không xuất hiện màu xanh, không có ion Fe2+, Fe không bị ăn mòn.
* HS nghiên cứu hình vẽ để trình bày.
Cực dương
Oxi bị khử
O2+2H2O+4eđ 4OH-
Cực âm
Zn bị oxi hoá
Zn đZn2+ + 2e
Kết quả là vỏ tầu được bảo vệ, Zn là vật hi sinh, nó bị ăn mòn.
IV. Hướng dẫn giải một số bài tập trong SGK
1	B. Phản ứng oxi hoá - khử.
2	E. Sự oxi hoá xảy ra ở cực (–) và sự khử xảy ra ở cực (+).
3	Chỗ nối của 2 kim loại Al – Cu trong tự nhiên có đủ điều kiện hình thành hiện tượng ăn mòn điện hoá. Al là cực âm bị ăn mòn nhanh. Dây bị đứt. Kết luận : Không nên nối bằng những kim loại khác nhau, nên nối bằng đoạn dây Cu.
4	Bản chất giống nhau (cùng là phản ứng oxi hoá - khử), khác nhau : Trong ăn mòn điện hoá, năng lượng do phản