Bài giảng Hóa học Lớp 10 - Chuyên đề: Đơn chất Oxi. Lưu Huỳnh - Nguyễn Thị Lựa

Nội dung text: Bài giảng Hóa học Lớp 10 - Chuyên đề: Đơn chất Oxi. Lưu Huỳnh - Nguyễn Thị Lựa

1. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa CHUYÊN ĐỀ : ĐƠN CHẤT OXI – LƯU HUỲNH Giới thiệu chuyên đề: Trên cơ sở lí thuyết hoá học về cấu hình electron nguyên tử và các quy luật trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học .Các tiết trước HS đã nghiên cứu tính chất các đơn chất halogen và hợp chất của chúng .Trong chuyên đề này chúng ta cùng nghiên cứu về tính chất của các nguyên tố nhóm VI A đó là các đơn chất Oxi- Lưu huỳnh -Thời lượng dự kiến của chủ đề là 2 tiết gồm 2 nội dung: Nội dung 1: -Vị trí ,cấu tạo ,tính chất vật lí của O2 ,O3 và S - Ứng dụng ,điều chế của Oxi ,lưu huỳnh Nội dung 2: Tính chất hoá học của Oxi ,Ozon,lưu huỳnh - Tính chất hoá học đặc trưng của Oxi ,là tính oxi hoá mạnh ( tác dụng với hầu hết kim loại trừ Ag,Au,Pt ,tác dụng các phi kim (trừ halogen),tác dụng hợp chất vô cơ và hữu cơ) - Tính chất hoá học của Ozon là tính oxi hoá mạnh và mạnh hơn Oxi ( tác dụng với hầu hết kim loại ( trừ Au,Pt ),nhiều phi kim và hợp chất hữu cơ và vô cơ) - Tính chất hoá học của Lưu huỳnh là tính Oxi hoá và tính khử ( tác dụng kim loại và Hidro ,tác dụng với Phi kim mạnh O2, Cl2, F2 ) I.Mục tiêu của chuyên đề I.1. Kiến thức: HS nêu được: - Vị trí, cấu hình lớp electron ngoài cùng của oxi và lưu huỳnh. - Tính chất vật lí của oxi, hai dạng thù hình phổ biến (tà phương, đơn tà) của lưu huỳnh, ứng dụng của lưu huỳnh. - Phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp. - Ozon là dạng thù hình của oxi, điều kiện tạo thành ozon, ozon trong tự nhiên và ứng dụng của ozon; ozon có tính oxi hoá mạnh hơn oxi. HS giải thích được:
2. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa - Oxi và ozon đều có tính oxi hoá rất mạnh (oxi hoá được hầu hết kim loại, phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ), ứng dụng của oxi. - Lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá (tác dụng với kim loại, với hiđro), vừa có tính khử (tác dụng với oxi, chất oxi hoá mạnh). I.2. Kĩ năng: - Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hoá học của oxi, ozon, lưu huỳnh. - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh...rút ra được nhận xét về tính chất của oxi, ozon, lưu huỳnh; điều chế oxi. - Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất hóa học của oxi, ozon, lưu huỳnh; điều chế oxi. - Tính % thể tích khí oxi và ozon trong hỗn hợp. - Tính khối lượng lưu huỳnh, hợp chất của lưu huỳnh tham gia và tạo thành trong phản ứng. - So sánh tính chất hóa học của oxi với ozon, oxi với lưu huỳnh. Viết các PTHH để chứng minh. - Vận dụng kiến thức giải các bài tập nhận biết và điều chế các đơn chất oxi – lưu huỳnh, giải một số dạng bài tập thực tiễn, bài tập tính toán. I.3. Thái độ: - Giáo dục đức tính cẩn thận chính xác khi sử dụng hóa chất, tiến hành thí nghiệm. - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường. I.4. Định hướng các năng lực được hình thành: - Năng lực tự học. - Năng lực giải quyết vấn đề. - Năng lực hợp tác. - Năng lực tính toán hóa học. - Năng lực sử dụng ngôn ngữ hoá học. - Năng lực thực hành hóa học.
3. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa - Năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cuộc sống. II. Phương pháp dạy học Khi dạy về nội dung này giáo viên có thể sử dụng phối hợp các phương pháp và kĩ thuật dạy học sau: - Phát hiện và giải quyết vấn đề. - Học theo nhóm, học tập hợp tác (kỹ thuật khăn trải bàn, thảo luận nhóm). - Phương pháp sử dụng các phương tiện trực quan (thí nghiệm, TBDH, tranh ảnh ), SGK. - Phương pháp đàm thoại tìm tòi. - Phương pháp sử dụng câu hỏi bài tập, phiếu học tập - Kĩ thuật mảnh ghép III. Chuẩn bị của GV và HS III.1. Chuẩn bị của GV - Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, sách giáo khoa, giấy A0, A4. - Dụng cụ hoá chất để HS tiến hành thí nghiệm theo nhóm: + Hóa chất: bình khí oxi; cacbon, bột lưu huỳnh, dây Fe, KMnO4. + Dụng cụ: 1 bộ dụng cụ điều chế khí oxi, gồm giá ống nghiệm, ống nghiệm, kẹp gỗ, chậu thủy tinh, ống cao su, đèn cồn. - Đĩa hình thí nghiệm tính chất hóa học của ozon, phản ứng của S với Fe và O2. - Giáo án powerpoint về đáp án của các nhiệm vụ. - Máy tính, máy chiếu vật thể. III.2. Chuẩn bị của HS - Đọc trước nội dung học trong SGK. - Phiếu học tập theo hướng dẫn của GV ở tiết trước
4. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa - Tìm kiếm những kiến thức có liên quan đến nội dung học. IV . Các chuỗi hoạt động A. Hoạt động trải nghiệm ,kết nối a,Mục tiêu của hoạt động Vận dụng các kiến thức đã học ở các chương trước để xác định - Cấu hình electron nguyên tử ,vị trí trong BTH của Oxi ,lưu huỳnh - Số Oxi hoá của O,S - So sánh độ hoạt động của O2 và S Nội dung HĐ: Tìm hiểu Vị trí ,cấu hình electron nguyên tử ,cấu tạo phân tử của Oxi ,lưu huỳnh b,Phương thức tổ chức hoạt động -GV chia lớp thành 2 nhóm ,tổ chức cho Hs hoạt động nhóm để hoàn thành nội dung trong phiếu học tập số 1 -Sau đó Gv cử đại diện nhóm lên bảng trình bày kết quả ,nhóm còn lại theo dõi nhận xét chéo cho nhau -GV chiếu bảng tuần hoàn ,nhận xét phần kết qua của các nhóm , đánh giá đưa ra nội dung ghi bảng -Dự kiến một số khó khăn vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ Dựa váo kiến thức đã học ở chương BTH ,liên kết hoá học ,hoá trị số oxi hoá HS có thể viết được cấu hình e,xác định vị trí trong BTH,cấu tạo phân tử và số oxi hoá của O2 ,S HS có thể lúng túng khó khăn khi dự đoán tính chất hoá học của O2 ,S .GV có thể gợi nhớ cho HS các kiến thức đã học chương phản ứng Oxi hoá –Khử về tính khử ,tính oxi hoá ( khử cho – O nhận ) ,ở đây O2 có mức oxi hoá là 0 và -2 vậy đơn chất oxi chỉ có thể nhận 2 e thể hiện tính Oxi hoá ,còn S có nhiều mức Oxi hoá ,thấp nhất là -2 và cao nhất là +6 .Vậy S có thể nhận 2e → S-2 và có thể nhường 6e →S+6 .Do đó S vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hoá c,Sản phẩm ,đánh giá kết quả hoạt động -Sau khi thảo luận nhóm HS rút ra được ND kiến thức
5. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa Nội dung Oxi (Z=8) Lưu huỳnh (Z=16) Cấu hình e 1s22s22p4 1s22s22p63s23p4 Vị trí Ô số 8 ,chu kì 2 ,nhóm VIA Ô số 16 ,chu kì 3 ,nhóm VIA Độ âm điện 3,44 2,58 Cấu tạo phân tử S O2 ( O=O) Số Oxi hoá -2, 0 -2 ,0, +2 ,+4 , +6 Nhận xét Oxi hoạt động hoá học mạnh hơn S -Đánh giá kết quả hoạt động + Thông qua quan sát trong quá trình HS hoạt động nhóm ,Gv cần quan sát kĩ tất cả các nhóm ,kịp thời phát hiện khó khăn ,vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo của các nhóm và có sự bổ sung của các nhóm khác GV biết được HS có được những kiến thức gì ,những kiến thức nào cần điều chỉnh ,bổ sung cho các hoạt động tiếp theo. B .Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động 1: ( 35 phút ) Tìm hiểu tính chất vật lí ,ứng dụng điều chế của Oxi ,ozon và lưu huỳnh a,Mục tiêu của hoạt động _Từ việc nghiên cứu SGK ,quan sát hình ảnh ,tiến hành thí nghiệm HS rút ra được kiến thức mới + Tính chất vật lí của oxi ,ozon + Phương pháp điều chế và thu khí Oxi ,sự hình thành ozon trong khí quyển + Tính chất vật lí của lưu huỳnh ,sự biến đổi trạng thái của S theo nhiệt độ b,Phương thức tổ chức hoạt động -GV chia lớp thành 4 nhóm nghiên cứ hoàn thành phiếu học tập số 2 + Nhóm 1: Trình bày câu 1 + Nhóm 2 : Trình bày câu 2
6. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa + Nhóm 3: Trình bày câu 3 + Nhóm 4 : Trình bày câu 4 -Gv hướng dẫn các nhóm đọc Sgk ,thảo luận ,thống nhất trình bày báo cáo kết quả hoạt động nhóm .các nhóm khác nhận xét bổ sung - Gv chiếu thí nghiệm đốt cháy ống đựng lưu huỳnh trên ngọn lửa đèn cồn ,quan sát sự biến đổi trạng thái của S theo nhiệt độ và hoàn thành vào bảng câu 2 -Sau đó Gv viên tiến hành làm thí nghiệm điều chế Oxi( hoặc chiếu thí nghiệm ) chú ý cho HS cách nắp ống nghiệm trên giá đỡ -Gv chiếu một số ứng dụng của Oxi ,ozon - Gv cử đại diện nhóm lên bảng trình bày phần kết quả hoạt động nhóm .các nhóm khác nhận xét bổ sung -Gv nhận xét bổ sung và chốt lại phần kiến thức cơ bản * Dự kiến một số khó khăn vướng mắc của HS và biện pháp hỗ trợ của GV c, Sản phẩm đánh giá kết quả hoạt động Tính chất vật lí của Oxi ,ozon và lưu huỳnh Oxi Lưu huỳnh Dạng thù hình O2 O3 Sα ( lưu huỳnh tà Sβ( lưu huỳnh phương) đơn tà) Trạng thái Khí Lỏng Rắn Rắn Màu sắc Không màu Màu xanh nhạt Màu vàng Màu vàng ,có mùi đăc trưng Nhiệt độ hoá -1830C -1120C 1130C 1190C lỏng Độ tan trong Tan ít trong nước Tan trong nước Không tan trong Không tan trong nước nhiều hơn Oxi nước nước
7. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí của Lưu huỳnh Nhiệt độ Trạng thái Màu sắc Cấu tạo phân tử < 113 oC Chất rắn Màu vàng Phân tử S gồm 8 nguyên tử liên kết CHT với nhau tạo mạch vòng S8 0 119 C Chất lỏng Màu vàng Mạch vòng S8 linh động 0 187 C Quánh nhớt Màu nâu đỏ Mạch vòng của phân tử S8 bị dứt gãy tạo chuỗi phân tử S8 0 ≥ 445 C hơi Màu nâu đỏ Chuỗi phân tử S8 bị đứt gãy thành phân tử nhỏ bay hơi S4 ,S6 ,S2 ,S - Điều chế Oxi -Trong phòng thí nghiệm : Phân huỷ chất giàu Oxi và ít bền với nhiệt như KMnO4 ,KClO3 Vd : 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 Có thể thu khí bằng 2 phương pháp đẩy nước và đẩy không khí -Trong công nghiệp : + Từ không khí ( Chưng cất phân đoạn không khí lỏng) + Từ H2O ( Điện phân nước) • Ứng dụng của Oxi ,Ozon , lưu huỳnh ứng dụng Oxi -Có vai trò quyết định sự sống của người và động vật -Có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong công nghiệp như luyện thép, công nghiệp hoá chất , y khoa ,hàn cắt kim loại , thuốc nổ nhiên liệu tên lửa Ozon -Với 1 lượng nhỏ ozon có tác dụng làm cho không khí trong lành -Trong thương mại ozon dùng để tẩy trắng các loại bột ,dầu ăn và nhiều chất khác -Trong đời sống người ta dùng Ozon để khử trùng nước ăn ,bảo quản hoa quả -Trong y học dùng để chữa sâu răng Lưu huỳnh -90% lưu huỳnh sản xuất được dùng để điều chế H2SO4 -10% lưu huỳnh còn lại dùng để lưu hoá cao su ,sản xuất chất tẩy trắng bột giấy ,diêm,dược phẩm ,phẩm nhuộm chất trừ sâu -Đánh giá kết quả hoạt động
8. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa + Thông qua quan sát trong quá trình HS hoạt động nhóm ,Gv cần quan sát kĩ tất cả các nhóm ,kịp thời phát hiện khó khăn ,vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo của các nhóm và có sự bổ sung của các nhóm khác GV biết được HS có được những kiến thức gì ,những kiến thức nào cần điều chỉnh ,bổ sung cho các hoạt động tiếp theo. Hoạt động 2: Tìm hiểu tính chất hoá học của Oxi ,ozon ,lưu huỳnh a,Mục tiêu của hoạt động -Dựa vào số oxi hoá của oxi , lưu huỳnh dự đoán tính chât hoá học của O2,O3, S -HS làm được thí nghiệm thể hiện tính chất của O2,O3 ,S.Từ đó viết được phương trình phản ứng minh hoạ b,Phương thức hoạt động -Hoạt động cá nhân ,mỗi HS đều chuẩn bị nội dung theo phiếu học tập số 3,4,5 -Gv chia lớp thành 3 nhóm ,phân công nhiệm vụ mỗi nhóm + Nhóm 1: nghiên cứu phiếu học tập số 3 + Nhóm 2: Nghiên cứu phiếu học tập số 4 + Nhóm 3: Nghiên cứu phiếu học tập số 5 -Hoạt động nhóm : Trên cơ sở cá nhân đã chuẩn bị ,các nhóm thảo luận thống nhất nội dung trình bày -Hoạt động chung cả lớp : Đại diện nhóm báo cáo ,các nhóm khác báo cáo góp ý -Gv bổ sung chốt kiến thức Dự kiến một số khó khăn vướng mắc của HS -Để trả lời cho câu hỏi số 2 trong phiếu học tập số 3 .Gv hướng dẫn HS tiến hành làm thí nghiệm + TN1: Đốt chaý Mg trong bình đựng khí O2 + TN2: Đốt cháy C trong bình đựng khí O2
9. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa HS quan sát nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng -Để trả lời cho câu hỏi số 2 trong phiếu học tập số 4 .Gv hướng dẫn Hs làm các thí nghiệm + TN1 : Sắt tác dụng với S + TN2: Hidro tác dụng với lưu huỳnh +TN3: Lưu huỳnh cháy trong khí O2 -HS quan sát hiện tượng viết phương trình phản ứng -Để trả lời cho câu hỏi trong phiếu học tập số 5. Gv chiếu video thí nghiệm của Ozon tác dụng với dung dich KI -HS quan sát hiện tượng viết phương trình phản ứng c,Sản phẩm đánh giá kết quả hoạt động Chất Tính chất hoá học Oxi -Tính Oxi hoá mạnh(O→O-2) Đk : t0 + tác dụng Kim loại ( trừ Ag ,Au ,Pt..) 0 0 +2 -2 VD:2 Mg + O2 →2Mg O + tác dụng với phi kim ( trừ halogen) 0 o +4 -2 VD : C + O2 → C O 2 + tác dụng với hợp chất ( trừ hợp chất của Flo) -2 2CO + O2 → 2CO2 0 2H2S + O2 → 2S + 2H2O Lưu huỳnh -Tính Oxi hoá ( S 0 → S-2) 0 + tác dụng với KL và H2 ( đk t ) Fe + S0 → FeS-2 Hg + S0 → HgS-2 o -2 H2 + S → H2S -Tính khử( S0→S+2 ,S+4) Tác dụng với phi kim mạnh F2 ,Cl2 ,O2 ...
10. Trung tâm GDNN- GDTX Thành phố Thái Bình GV: Nguyễn Thị Lựa 0 (+4) S + O2 → S O2 0 (+6) S + 3F2 → S F6 Ozon -Tính oxi hoá mạnh ,mạnh hơn oxi Ozon oxi hoá được nhiều kim loại trừ Au ,Pt...,nhiều phi kim và hợp chất +ở điều kiện thường Ozon oxi hóa được Ag còn O2 không oxi hoá được Ag 2Ag + O3 → Ag2O + O2 - - + O2 không oxi hoá được ion I trong dung dịch ,nhưng O3 oxi hoá ion I thành I2 - 0 0 0 2 KI +O3 + H2O → I2 + 2 KOH + O2 -Đánh giá kết quả hoạt động + Thông qua quan sát trong quá trình HS hoạt động nhóm ,Gv cần quan sát kĩ tất cả các nhóm ,kịp thời phát hiện khó khăn ,vướng mắc của HS và có giải pháp hỗ trợ hợp lí + Thông qua báo cáo của các nhóm và có sự bổ sung của các nhóm khác GV biết được HS có được những kiến thức gì ,những kiến thức nào cần điều chỉnh ,bổ sung cho các hoạt động tiếp theo. IV .Câu hỏi , bài tập kiểm tra đánh giá chuyên đề theo định hướng phát triển năng lực a. Mức độ nhận biết Câu 1: Cho các phản ứng 1. S + O2 → SO2 2. S + Fe →FeS 3. S +3F2 →SF6 4. S + H NO3 → H2SO4 + NO2+H2O 5. S + H2→ H2S Các phản ứng trong đó lưu huỳnh thể hiện tính oxi hoá là: A. 1,2,5. B. 3, 4. C. 2, 5. D. 4, 5. Câu 2: Cho phản ứng: S + O2 → SO2 Trong phản ứng trên oxi đóng vai trò là chất: