Giáo án Hóa học 12 Cánh diều bài 15: Tách kim loại và tái chế kim loại

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 15. TÁCH KIM LOẠI VÀ TÁI CHẾ KIM LOẠI

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được khái quát trạng thái tự nhiên của kim loại và một số quặng, mỏ kim loại phổ biến.
• Trình bày và giải thích được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium); phương pháp tách kim loại hoạt động trung bình như kẽm (zinc), sắt (iron); phương pháp tách kim loại kém hoạt động như đồng (copper).
• Trình bày được nhu cầu và thực tiễn tái chế kim loại phổ biến như sắt, nhôm, đồng,...

2. Năng lực

Năng lực chung:

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Chủ động giao tiếp trong nhóm, trình bày rõ ý tưởng cá nhân và hỗ trợ nhau hoàn thành nhiệm vụ chung, tự tin và biết kiểm soát cảm xúc, thái độ khi nói trước nhiều người.
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thu thập và làm rõ thông tin có liên quan đến vấn đề; phân tích để xây dựng được các ý tưởng phù hợp.

Năng lực đặc thù: 

• Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Nhận ra, giải thích được vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức hoá học.
• Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hoá học:
  • Sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình tìm hiểu vấn đề và kết quả tìm kiếm.
  • Viết được báo cáo quá trình tìm hiểu.
• Năng lực nhận thức hoá học:
• Nêu được khái quát trạng thái tự nhiên của kim loại và một số quặng, mỏ kim loại phổ biến.
• Trình bày và giải thích được phương pháp tách kim loại hoạt động mạnh như sodium, magnesium, nhôm (aluminium); phương pháp tách kim loại hoạt động trung bình như kẽm (zinc), sắt (iron); phương pháp tách kim loại kém hoạt động như đồng (copper).
• Trình bày được nhu cầu và thực tiễn tái chế kim loại phổ biến như sắt, nhôm, đồng,...

3. Phẩm chất

• Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
• Cẩn trọng, trung thực và thực hiện các yêu cầu trong bài học.
• Sử dụng tiết kiệm các nguồn tài nguyên như quặng kim loại; có ý thức bảo vệ môi trường ở những nơi có khai thác, chế biến quặng.
• Có ý thức thu gom, phân loại các đồ vật bằng kim loại đã qua sử dụng để tái chế; có ý thức bảo tồn tài nguyên thiên nhiên cho các thế hệ tương lai.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• Tài liệu: SGK, SGV Hóa học 12, các hình ảnh liên quan đến bài học.
• Thiết bị dạy học: Máy tính, máy chiếu.
• Bảng thế điện cực, sơ đồ quá trình tách kim loại, sơ đồ minh họa quá trình sản xuất một số kim loại (sơ đồ lò cao, bình điện phân nóng chảy,…).

2. Đối với học sinh

• Tài liệu: SGK Hóa học 12. 
• Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học theo yêu cầu của GV. 

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: 

- Huy động được vốn hiểu biết, kĩ năng có sẵn của học sinh (về phản ứng oxi hóa – khử, thế điện cực chuẩn, điện phân, tính chất hóa học của kim loại,…) để chuẩn bị cho bài học mới; học sinh cảm thấy vấn đề sắp học rất gần gũi với mình.

- Kích thích sự tò mò, khơi dậy hứng thú của học sinh về chủ đề sẽ học; tạo không khí lớp học sôi nổi, chờ đợi, thích thú.

- Học sinh trải nghiệm qua tình huống có vấn đề, trong đó chứa đựng những nội dung kiến thức, những kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực mới. 

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS trả lời câu hỏi để tìm các từ hàng ngang, từ đó tìm được từ khóa liên quan đến bài học. 

c. Sản phẩm: HS tìm được từ khóa liên quan đến bài học.

d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức cho HS tham gia trò chơi ô chữ, yêu cầu: Em hãy trả lời các câu hỏi sau để tìm được từ thích hợp điền vào các hàng ngang tương ứng, từ đó xác định được từ khóa.

Câu 1: Tên loại lò được dùng để luyện quặng sắt thành gang.

Câu 2: Các khoáng vật trong tự nhiên dùng làm nguyên liệu để sản xuất kim loại gọi chung là gì?

Câu 3: Tên loại quặng sắt được dùng làm nguyên liệu sản xuất sulfuric acid.

Câu 4: Tên loại hợp chất giữa một nguyên tố với oxygen.

Câu 5: Tên quá trình phân hủy hợp chất dưới tác dụng của dòng điện một chiều.

Câu 6: Quá trình biến ion kim loại thành kim loại gọi là quá trình gì?

Câu 7: Tên gọi quá trình chuyển đổi các vật liệu đã qua sử dụng thành nguyên liệu mới.

Câu 8: Trong công nghiệp, kim loại nào được sản xuất từ quặng bauxite? 

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, tham gia trò chơi và suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV. 

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Lò cao.

Câu 2: Quặng.

Câu 3: Pyrite.

Câu 4: Oxide.

Câu 5: Điện phân.

Câu 6: Khử.

Câu 7: Tái chế.

Câu 8: Nhôm

Từ khóa: LUYEN KIM (luyện kim). 

- Các HS khác lắng nghe để nhận xét câu trả lời của bạn mình.

- GV khuyến khích HS có thể có nhiều ý kiến khác nhau. 

- GV cung cấp thêm thông tin về từ khóa: Luyện kim (metallurgy) là ngành công nghiệp điều chế các kim loại từ quặng hoặc từ các nguyên liệu khác,…

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét của câu trả lời HS, dẫn dắt HS vào bài học: Trong tự nhiên, các kim loại (trừ vàng, bạc và platinum) thường tồn tại dưới dạng hợp chất trong quặng. Vậy có các phương pháp nào dùng để tách kim loại? Cơ sở của các phương pháp đó là gì? Để đi tìm câu trả lời, chúng ta cùng vào bài học ngày hôm nay Bài 15 –  Tách kim loại và tái chế kim loại.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Trạng thái tự nhiên của kim loại

a. Mục tiêu: HS nêu được các dạng tồn tại của kim loại trong tự nhiên.

b. Nội dung: HS đọc các thông tin trong SGK trang 100-101 và thực hiện yêu cầu của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về các dạng tồn tại của kim loại trong tự nhiên.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS quan sát hình 15.1: - GV yêu cầu HS dựa vào hình và thông tin trong SGK, cho biết kiến thức đã học, trả lời câu hỏi: Trong tự nhiên, kim loại tồn tại ở dạng nào? - GV tổ chức cho HS vận dụng kiến thức đã học, trả lời Câu hỏi 1: Dựa vào độ hoạt động hóa học hoặc giá trị thế điện cực chuẩn, giải thích vì sao vàng, bạc có thể tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên. - GV yêu cầu HS nghiên cứu thông tin trong SGK, trả lời Câu hỏi 2: Nước tự nhiên ở khu vực có khoáng vật calcite thường chứa cation kim loại nào? - GV tổ chức cho HS làm việc nhóm 4, tìm hiểu thông tin và hoàn thành câu hỏi Vận dụng 1: Mỏ khoáng vật là nơi tập trung quặng tới mức có thể khai thác được, như mỏ vàng Bồng Miêu, Quảng Nam và mỏ sắt Thạch Khê, Hà Tĩnh. Hãy tìm hiểu và cho biết một số mỏ kim loại quan trọng ở Việt Nam. Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập -  HS lắng nghe, vận dụng kiến thức đã học kết hợp đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi. - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.  * Trả lời câu hỏi của GV (DKSP).  * Trả lời Câu hỏi:  1. Bạc, vàng là những kim loại có giá trị thế điện cực chuẩn cao, độ hoạt động hóa học yếu. Do đó hầu như không tác dụng với các đơn chất và hợp chất có trong tự nhiên. Vì vậy, vàng, bạc có thể tồn tại ở dạng đơn chất trong tự nhiên. 2. Thành phần chính của khoáng vật calcite là CaCO3. Vì vậy, nước tự nhiên ở khu vực có khoáng vật calcite thường chứa cation kim loại Ca2+. * Trả lời Vận dụng 1: + Mỏ quặng bauxite và alumina Nhân Cơ, Đăk R’Lấp, Đắk Nông. + Mỏ đồng Sin Quyền, Bát Xát, Lào Cai. - GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về trạng thái tự nhiên của kim loại. - GV chuyển sang nội dung mới.

I. Trạng thái tự nhiên của kim loại - Trong vỏ Trái Đất, đa số các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng hợp chất oxide và muối không tan, một số kim loại quý tồn tại ở dạng đơn chất hoặc hợp kim. - Trong nước mặt và nước ngầm, các nguyên tố kim loại tồn tại ở dạng cation như Na+, Mg+, Ca2+,…. - Trong cơ thể sinh vật, nguyên tố calcium có trong xương và răng; các nguyên tố như potassium, sắt, đồng,… có trong máu. - Quặng kim loại chứa các khoáng vật tạo bởi hợp chất của kim loại hoặc đơn chất kim loại và tạp chất. - Nhôm và sắt là những nguyên tố kim loại chiếm hàm lượng cao trong vỏ Trái Đất ⇒ Quặng nhôm và quặng sắt là các quặng kim loại phổ biến nhất.

Hoạt động 2. Các phương pháp tách kim loại 

a. Mục tiêu: HS trình bày được nguyên tắc và các phương pháp tách kim loại.

b. Nội dung: HS đọc thông tin trong SGK trang 101-103 và trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về nguyên tắc và các phương pháp tách kim loại charose.

d. Tổ chức hoạt động:

------------------------------

----------------- Còn tiếp ------------------