Luận văn Thiết kế hệ thống tình huống trong dạy học Hóa học lớp 10 trung học phổ thông

2S kém bền, dễ bị phân hủy bởi oxi không khí. Câu 7: Oxi dùng trong ngành y học không được lẫn ozon. Người ta dùng cách nào để phát hiện sự có mặt của ozon? A. Khí clo. C. Màu xanh của ozon. B. Giấy có tẩm dung dịch KI và hồ tinh bột. D. Khí H2S. Câu 8: Phản ứng dùng để phục hồi các bức tranh cổ vẽ bằng bột trắng chì [2PbCO3.Pb(OH)2] để lâu ngày trong không khí bị đen là A. Pb(OH)2 + H2O2. B. PbCO3 + H2SO4. C. PbS + H2O2. D. PbS + HNO3. Câu 9: Trong phản ứng nào sau đây, lưu huỳnh vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa? A. S + O2 → SO2. C. S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + H2O. B. S + Fe → FeS. D. 3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O. Câu 10: Bạc tiếp xúc với không khí có H2S bị biến đổi thành sunfua: Ag + H2S + O2 → Ag2S + H2O Câu diễn tả đúng tính chất của các chất phản ứng là: A. Ag là chất khử, O2 là chất oxi hóa. C. O2 là chất oxi hóa, H2S là chất khử. B. Ag là chất oxi hóa, H2S là chất khử. D. Ag là chất khử, H2S là chất oxi hóa. Câu 11: Phản ứng không thể điều chế được khí H2S là A. FeS + HCl. C. H2 + S. B. CuS + H2SO4 loãng. D. Al2S3 + H2SO4 loãng. Câu 12: Hiện tượng dung dịch H2S để trong không khí lâu ngày bị vẩn đục là do A. dung dịch H2S có tính axit yếu. C. dung dịch H2S bị nhiễm bẩn. B. dung dịch H2S bị mất nước. D. dung dịch H2S bị oxi hóa bởi oxi không khí. Câu 13: Thí nghiệm không tạo ra H2SO4 là A. Sục khí SO2 vào dung dịch brom. B. Sục khí clo vào dung dịch H2S. C. Đun nóng lưu huỳnh với H2SO4 đặc, nóng. D. Pha loãng oleum bằng nước cất. Câu 14: Tính khử của các chất giảm dần theo thứ tự: A. H2S; S; SO2. B. SO2; H2S; S. C. H2S; SO2; S. D. SO2; S; H2S. Câu 15: Phản ứng dùng để thu hồi lượng lưu huỳnh từ các khí thải độc hại như SO2; H2S là A. 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O. C. SO2 + H2S → 2S + H2 + O2. B. SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O. D. SO2 + H2O → H2SO3. Câu 16: Nguyên nhân tính axit của H2S là do A. vai trò của ion H+ trong dung dịch. C. vai trò của ion S2- trong dung dịch. B. H2S tan nhiều trong nước. D. H2S là chất khí, mùi trứng thối. Câu 17: Dẫn khí H2S vào dung dịch hỗn hợp KMnO4 và H2SO4 thì thấy màu tím của dung dịch chuyển sang không màu và có vẩn đục màu vàng. Hiện tượng trên được giải thích là do: A. Trong môi trường axit, KMnO4 không màu; vẩn đục do H2S tác dụng với H2SO4 tạo chất rắn S. B. KMnO4 phản ứng với H2S trong môi trường H2SO4 tạo kết tủa MnO2 màu vàng; KMnO4 hết nên dung dịch không còn màu nữa. C. KMnO4 phản ứng với H2S trong môi trường H2SO4 tạo chất rắn S màu vàng; KMnO4 hết nên dung dịch không còn màu nữa. D. H2S tác dụng với H2SO4 tạo SO2 làm mất màu tím của dung dịch; tạo chất rắn MnSO4 làm xuất hiện vẩn đục màu vàng. Câu 18: Tại sao H2SO4 đặc là một axit có tính oxi hóa mạnh nhưng không dùng nó để thay cho HCl khi điều chế khí H2S từ sunfua kim loại? A. H2S có tính khử mạnh sẽ phản ứng với H2SO4. B. H2S có tính oxi mạnh sẽ phản ứng với H2SO4. C. H2SO4 đặc rất nguy hiểm không nên dùng. D. H2SO4 rất đắt tiền. Câu 19: Cho phản ứng: K2Cr2O7 + K2S + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + S Tổng hệ số các chất tham gia và tổng hệ số các chất sản phẩm trong phản ứng sau khi các tỉ lệ đã được tối giản là: A. 11; 15. B. 15; 11. C. 12; 17. D. 17;12. Câu 20: Đốt cháy hoàn toàn a mol FeS2 bằng lượng O2 dư thu được 3,2 gam khí SO2. Giá trị của a là A. 0,005. B. 0,225. C. 0,001. D. 0,025. Câu 21: Nung nóng hỗn hợp bột gồm 1 mol Fe và 1 mol S trong môi trường không có không khí thu được chất rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch HCl thu được khí Y. Thành phần của Y là A. chỉ có H2. C. H2S và có thể có H2. B. chỉ có H2S. D. không xác định được. Câu 22: Khí A không màu, mùi xốc đặc trưng, bị oxi hóa khi có xúc tác thành chất B (B là một chất lỏng dễ bay hơi). Chất B kết hợp với vôi sống tạo thành muối C. A, B, C tương ứng là: A. SO2; SO3; CaSO3. C. H2S; CaSO3; SO2. B. SO2; SO3; CaSO4. D. SO3; SO2; CaO. Câu 23: Trộn dung dịch chứa 1 mol axit H2SO4 với dung dịch chứa 1,5 mol NaOH. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, cho dung dịch bay hơi hết. Chất rắn thu được là A. NaHSO4; NaOH. C. NaHSO4; Na2SO4; NaOH. B. NaHSO4; Na2SO4. D. Na2SO4; NaOH. Câu 24: Thổi từ từ đến dư khí X vào dung dịch nước vôi trong thấy có kết tủa, sau đó kết tủa tan. Vậy X là A. CO2 hoặc SO2. B. CO2 hoặc H2S. C. SO2 hoặc H2S. D. CO2 hoặc NO2. Câu 25: Các thuốc thử thích hợp được dùng để phân biệt các dung dịch riêng biệt: NaCl; H2SO4; NaBr; HCl; Na2SO4; NaOH là: A. dung dịch BaCl2; dung dịch AgNO3. B. dung dịch BaCl2; quỳ tím; hồ tinh bột. C. nước clo; dung dịch BaCl2; dung dịch AgNO3. D. dung dịch BaCl2; quỳ tím; dung dịch AgNO3. Câu 26: Sục 9,6 gam SO2 vào 400 ml dung dịch NaOH 1 M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 17,10. B. 18,90. C. 11,45. D. 22,90. thép Đá vôi Câu 27: Hòa tan hết 8,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu bằng H2SO4 đặc, nóng. Kết thúc phản ứng thấy có 4,48 lít khí thoát ra (đktc). Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là A. 63,64 %. B. 36,64 %. C. 66,33 %. D. 33,67 %. Câu 28: Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thì thu được 1,344 lít H2 (đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 9,52 gam. B. 10,27 gam . C. 8,98 gam. D. 7,25 gam. Câu 29: Dẫn 5,6 lít (đktc) khí H2S lội chậm qua bình đựng 350 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng muối sinh ra là A. 19,5 gam. B. 16,2 gam. C. 14,0 gam. D. 27,3 gam. Câu 30: Khí thải của các nhà máy, xí nghiệp chứa nhiều SO2 là một trong những nguyên nhân tạo ra mưa axit gây tổn hại cho nhiều công trình được làm bằng thép, đá. Quá trình trên được giải thích bằng chuỗi phản ứng sau: SO2 → X Y Z Các chất X, Y, Z lần lượt là: A. H2SO3; FeSO3; CaSO3. C. H2SO3; Al2(SO4)3; CaSO3. B. H2S; FeS; CaS. D. H2S; Al2S3; CaS. ĐÁP ÁN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D A B C D C B C D A B D C A B 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 A C A A D C B B A D D A C B A PHỤ LỤC 4: HỆ THỐNG TÌNH HUỐNG DẠY HỌC 4.1. Hệ thống tình huống chương 6 – Nhóm oxi Tình huống 47: Lưu huỳnh dioxit thể hiện tính khử hay tính oxi hóa a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Có 2 nhóm HS làm 2 thí nghiệm khác nhau: - Nhóm 1: Cho dung dịch SO2 vào dung dịch nước Br2. +4 0 -1 +6 +4 -2 0 Hình 2.17. Thí nghiệm SO2 tác dụng với dung dịch Br2  Kết quả là dung dịch brom bị mất màu nâu nhạt. - Nhóm 2: Cho dung dịch SO2 vào dung dịch axit H2S. Hình 2.18. Thí nghiệm SO2 tác dụng với dung dịch axit H2S  Kết quả là dung dịch bị vẩn đục màu vàng. Hai thí nghiệm của hai nhóm HS trên đã chứng minh tính chất gì của SO2? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Mục đích làm thí nghiệm của 2 nhóm HS là gì? + Nhóm 1: chứng minh tính khử của SO2. + Nhóm 2: chứng minh tính oxi hóa của SO2. - Dung dịch thu được có tính axit vì làm quỳ tím hóa đỏ. - Dung dịch thu được gồm những chất gì? Để kiểm tra có H2SO4 thì dùng dung dịch BaCl2 tạo kết tủa BaSO4 trắng, bền trong axit. Để kiểm tra có axit HBr thì dùng dung dịch AgNO3 tạo kết tủa AgBr vàng nhạt. - Viết phương trình phản ứng xảy ra. Xác định số oxi hóa của từng nguyên tố trong phương trình hóa học. Xác định vai trò của từng chất tham gia phản ứng. c. Kết luận Trong hợp chất SO2, S có số oxi hóa +4 → khi tham gia phản ứng oxi hóa – khử, nó có thể bị khử xuống -2 hoặc bị oxi hóa lên +6.  SO2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa. + SO2 là chất khử khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh: SO2 + Br2(màu nâu đỏ) + 2H2O → 2HBr(không màu) + H2SO4. + SO2 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: SO2 + 2H2S → 3S(màu vàng đục) ↓ + 2H2O. Tình huống 48: Vì sao có thể chống mối mọt, ẩm mốc bằng cách xông lưu huỳnh? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Ban đầu, có kết tủa trắng đục Sau đó kết tủa chuyển sang màu vàng của S 0 0 +4 -2 • Do mặt bằng chật hẹp, các hiệu thuốc Đông y dùng cách bảo quản nhanh gọn và rẻ tiền: Khi thuốc ẩm mốc, có sâu mọt thì đổ vào thùng phuy hoặc thùng xốp và cho lưu huỳnh vào xông. Mở nắp ra, hơi lưu huỳnh bốc lên nồng nặc trộn lẫn mùi đặc trưng của Đông dược làm người dân sống ở đây thỉnh thoảng bị sặc, nhức đầu và chóng mặt... • Để diệt chuột trong nhà kho người ta dùng phương pháp đốt lưu huỳnh rồi đóng kín cửa lại. Chuột hít phải khói sẽ bị sưng yết hầu, co giật, tê liệt cơ quan hô hấp dẫn đến bị ngạt mà chết. Vì sao xông lưu huỳnh để diệt côn trùng, vi khuẩn trong nhà thuốc Đông Y và đốt lưu huỳnh để diệt chuột? Cách làm trên ảnh hưởng đến sức khỏe con người như thế nào? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống ThS Trần Văn Trễ, Trưởng khoa Dược, Viện Y dược học Dân tộc TP.HCM cho rằng thuốc Đông y làm từ cây cỏ, động vật và khoáng vật nên dễ hút ẩm, là môi trường thích hợp cho sâu mọt, nấm mốc phát triển. Lưu huỳnh bị đốt cháy sẽ thành SO2, là chất tẩy mạnh giúp tiêu diệt được nấm mốc, vi khuẩn. Việc xông lưu huỳnh để kéo dài thời gian bảo quản thuốc rất nguy hiểm. + SO2 gặp hơi ẩm trong phổi sẽ thành axit H2SO3 - một chất oxi hóa, ảnh hưởng đến phổi và hệ thần kinh nên rất độc với người trực tiếp bào chế thuốc. + Khi xông, sấy dược liệu thì phân tử SO2 và SO3 sẽ ngấm vào thuốc. Chúng kết hợp với H2O tạo thành axit sunfuric, kết hợp với các chất khác trong dược liệu tạo thành những tinh thể có độ bền vững cao, nếu tồn dư nhiều trong cơ thể có khả năng gây ung thư. c. Kết luận Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng được với một số phi kim như oxi, clo, flo: S + O2 → SO2. SO2 tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfuro: SO2 + H2O  H2SO3. SO3 tan trong nước tạo thành dung dịch axit sunfuric: SO3 + H2O → H2SO4. 2.4.17. Tình huống 49: Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng mưa axit? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống GV giới thiệu cho HS một số hình ảnh về tác hại của mưa axit. Hình 2.19. Tác hại của mưa axit Sự phát triển của nền sản xuất đại công nghiệp, giao thông vận tải; nhà máy sản xuất axit sunfuric, luyện kim, lọc dầu; ô tô; quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt) đã thả vào bầu khí quyển một lượng lớn khí SO2, CO2 và các oxit của nitơ (NO, NO2) đã gây ra mưa axit. Theo thời gian, mưa axit phá hủy nhiều công trình kiến trúc bằng đá và kim loại; biến đất đai trồng trọt thành những vùng hoang mạc, khô cằn, cây cối kém phát triển; lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm giảm khả năng quang hợp của cây, năng suất thấp. Mưa axit còn hòa tan những khoáng vật độc ở trong đất và đưa vào nước sông, suối, ao, hồ những ion kim loại có hại cho sinh vật như Al, Na, Hg. Tại sao SO2, NO2, CO2 gây ra hiện tượng mưa axit? Mưa axit có thể tàn phá các công trình kiến trúc như thế nào? Biện pháp khắc phục hiện tượng mưa axit. b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Khi có sấm sét thì khí N2 và O2 trong không khí kết hợp với nhau tạo khí NO rồi NO lại bị oxi hóa tiếp thành khí NO2. - S và O2 trong không khí cũng kết hợp với nhau tạo khí SO2 rồi SO2 lại bị oxi hóa tiếp thành khí SO3 với xúc tác là các hợp chất của Fe và Mn trong khí quyển. - Khi trời mưa thì: 4NO2 (k) + 2H2O (l) + O2 → 4HNO3. SO3 + H2O (kk) → H2SO4. Axit HNO3, H2SO4 chính là thành phần chủ yếu của mưa axít. - Công trình kiến trúc có nguyên liệu chính: thép (hợp kim của sắt) và đá vôi. 2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 ↑ + H2O. H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2 ↑. c. Kết luận - SO2 là một trong các chất chủ yếu gây ô nhiễm môi tường, là nguyên nhân chính gây mưa axit. Mưa axit có sức tàn phá rất lớn đến môi trường sống, xây dựng, bảo tồn di tích lịch sử Không khí có SO2 gây hại cho sức khỏe con người (viêm phổi, mắt, da). - Biện pháp khắc phục: hạn chế tối đa việc thải các oxit của lưu huỳnh và nitơ vào không khí. Cụ thể: + Xử lý khí thải của ô tô và các nhà máy trước khi xả vào không khí. + Có kế hoạch khai thác các nhiên liệu khác ngoài nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch. Tình huống 50: Vì sao một số kim loại không tác dụng với axit sunfuric loãng mà tác dụng được với axit sunfuric đặc? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống GV biểu diễn 3 thí nghiệm: - Thí nghiệm 1: Thả lá đồng đã cạo sạch vào H2SO4 loãng, đun nóng. - Thí nghiệm 2: Thả lá đồng đã cạo sạch vào H2SO4 đặc, ở nhiệt độ thường. - Thí nghiệm 3: Thả lá đồng đã cạo sạch vào H2SO4 đặc, có đun nóng. Hình 2.20. Thí nghiệm đồng tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc và loãng  Hiện tượng xảy ra ở 3 thí nghiệm như sau: - Thí nghiệm 1: Không có hiện tượng gì. Đồng là kim loại hoạt động yếu nên dung dịch axit H2SO4 loãng không tác dụng được với đồng dù có đun nóng. - Thí nghiệm 2: Không có hiện tượng gì. Dung dịch axit H2SO4 đặc, ở nhiệt độ thường không tác dụng được với đồng. - Thí nghiệm 3: Dung dịch có màu xanh của Cu2+, có khí thoát ra, khí này làm mất màu cánh hoa. Dung dịch axit H2SO4 đặc, đun nóng tác dụng được với đồng. H2SO4 với nồng độ như thế nào và ở điều kiện nhiệt độ gì thì tác dụng được với kim loại Cu? Ngoài tính chất của một axit, H2SO4 đặc còn có tính chất gì khác? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Khi đun nóng thì H2SO4 đặc mới tác dụng với đồng. - GV hướng dẫn HS xác định sản phẩm phản ứng: + Khí thoát ra là khí gì? Dùng que đóm đang cháy đốt chất khí bay lên, chất khí không bị cháy  Nó không phải là khí H2. + Nhận xét màu, mùi của chất khí sinh ra trong phản ứng và tác dụng của nó với cánh hoa hồng. Chất khí có mùi hắc, làm mất màu cánh hoa hồng  Đó là khí sunfuro SO2. 0 +6 +2 +4 0 +6 +3 +4 + Dung dịch thu được là gì? Đồng (II) sunfat CuSO4. + Viết phương trình hóa học. Vai trò của từng chất tham gia phản ứng. + Nguyên nhân tính oxi hóa mạnh của H2SO4 đặc là gì? H2SO4 đặc tồn tại chủ yếu ở dạng phân tử và tính oxi hóa mạnh là do cả toàn phân tử gây ra. c. Kết luận Axit H2SO4 đặc, nóng có tính oxi hóa rất mạnh, nó oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), giải phóng khí SO2 chứ không phải khí H2: 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O. 6H2SO4 + 2Fe → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O. Tình huống 51: Khi bị vài giọt axit đặc bắn vào người hoặc uống nhầm dung dịch axit thì xử lý như thế nào? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Khi làm thí nghiệm, nếu chẳng may bị bỏng ngoài da do axit đặc gây ra thì người ta thường dùng những chất có tính kiềm như nước vôi loãng, dung dịch natri hidrocacbonat loãng, nước xà phòng, kem đánh răng...để rửa hoặc bôi lên vết bỏng. Nhưng khi uống nhầm dung dịch axit thì người ta trung hòa axit bằng cách uống nước vôi loãng hoặc nước pha lòng trắng trứng mà không dùng dung dịch natri hidrocacbonat loãng. Hãy giải thích vì sao người ta làm như vậy? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Nước vôi loãng hoặc nước pha lòng trắng trứng có tính kiềm nên có thể trung hòa được dung dịch axit H2SO4. Khi uống 2 loại dung dịch đó vào thì sản phẩm tạo ra không gây hại cho cơ thể. - Dung dịch NaHCO3 có tính kiềm, cũng trung hòa được axit H2SO4 nhưng chỉ để thoa lên vết bỏng trên da. Không dùng NaHCO3 uống vì sẽ sinh ra khí CO2 gây tức ngực, đầy hơi, khó thở và phá hủy tế bào. c. Kết luận Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit: - Đổi màu quỳ tím thành đỏ. - Tác dụng với kim loại hoạt động, giải phóng khí hidro. - Tác dụng với muối của những axit yếu. 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O. - Tác dụng với oxit bazơ và bazơ. Tình huống 52: Axit sunfuric đã gây ô nhiễm môi trường như thế nào cho làng đá Non Nước ở Ngũ Hành Sơn? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Làng đá Non Nước ở khu du lịch Ngũ Hành Sơn – Đà Nẵng là một địa điểm tham quan nổi tiếng đã và đang thu hút một lượng lớn du khách trong và ngoài nước. Khi đến đây, du khách được xem tất cả các giai đoạn để làm ra một sản phẩm thủ công mỹ nghệ từ đá (tượng Phật, hươu nai, mỹ nhân ngư) như cưa, xẻ, đục, đẽo đá, mài giũa, đánh bóng tượng Trong quá trình mài giũa, đánh bóng tượng, người thợ đã hòa axit sunfuric vào nước rồi đổ trực tiếp lên tượng. Việc làm đó đã rút ngắn thời gian và tiết kiệm công sức một cách đáng kể nhưng nước axit tràn xuống sân rồi chảy ra ngoài đường. Việc sử dụng axit như vậy ảnh hưởng như thế nào đến môi trường? Biện pháp nào làm giảm lượng axit sunfuric thải ra môi trường cho từng hộ dân trong làng nghề đó? Hình 2.21. Tượng đá và sự ô nhiễm do axit gây ra b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - H2SO4 làm ô nhiễm môi trường: + Hư hại nền gạch xi măng. + Gây ra hiện tượng mưa axit → phá hủy cây xanh, công trình kiến trúc - Biện pháp làm giảm lượng axit H2SO4 thoát ra môi trường: ngay sau khi axit chảy xuống sân thì người ta rắc vôi sống lên để hấp thụ lượng axit đó vì đã xảy ra phương trình hóa học sau: CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O. c. Kết luận Tương tự tình huống 52. Tình huống 53: Tại sao axit sunfuric đặc làm da thịt chuyển thành màu xám đen và biến đường trắng thành than? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống GV biểu diễn thí nghiệm: Rót axit H2SO4 đặc vào cốc đựng đường saccarozo. H2SO4 đặc Hình 2.22. Thí nghiệm H2SO4 đặc tác dụng với đường saccarozo C12H22O11 Đường trắng bị biến thành than, có hiện tượng sủi bọt khí trong cốc, đẩy cacbon trào ra ngoài cốc, cánh hoa hồng bị nhạt màu. Tại sao đường màu trắng lại biến thành than? Nguy hiểm hơn nữa là khi da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bị bỏng rất nặng, ta cảm thấy đau rát và nóng, da chuyển thành màu xám rồi màu nâu đen. Tại sao H2SO4 đặc làm da thịt chuyển thành màu xám đen? Các hiện tượng trên thể hiện tính chất gì của H2SO4 đặc? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Thành phần nguyên tố của các chất hữu cơ (xenlulozo) là gì? Gồm C, H, O. - GV hướng dẫn HS xác định sản phẩm phản ứng: + H2SO4 đặc có tính háo nước, khi nó chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong hợp chất xenlulozo thì sản phẩm còn lại là chất gì? C (than). + Nhận xét màu, mùi của chất khí sinh ra trong phản ứng và tác dụng của nó với cánh hoa hồng. Chất khí có mùi hắc, làm mất màu cánh hoa hồng  Đó là khí sunfuro SO2. + Ngoài ra còn có khí CO2 và hơi nước. - Viết phương trình hóa học xảy ra. - H2SO4 đặc làm da thịt chuyển thành màu xám đen vì nó sẽ làm ngưng kết protein của mô và hút nước của tế bào, hoá hợp với protein thành protein axit. Do đó, khi sử dụng H2SO4 phải hết sức thận trọng. c. Kết luận H2SO4 đặc có tính háo nước: chiếm nước kết tinh của nhiều muối hidrat hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất. Hợp chất gluxit (cacbonhidrat) tác dụng với H2SO4 đặc tạo thành cacbon (than). Cn(H2O)m nC + mH2O. Một phần sản phẩm C bị H2SO4 đặc oxi hóa thành khí CO2 và SO2: C + 2H2SO4 → CO2 + 2SO2 + 2H2O. H2SO4 đặc Tình huống 54: Bức thư kỳ lạ. a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Có 1 bạn HS A gởi cho bạn HS B một bức thư được viết bằng đũa thủy tinh chấm dung dịch H2SO4 loãng nhưng Bạn B đã không đọc được chữ nào trong bức thư. Thật là ngạc nhiên, ngay sau khi hơ bức thư đó lên ngọn lửa hoặc bàn là nóng thì bạn B đã đọc được các nét chữ “Cảm ơn bạn. Chúc bạn thi tốt”. Tại sao sau khi hơ trên ngọn lửa bạn B đọc được dòng chữ trong bức thư? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Bạn A đã dùng mực bí mật làm bằng H2SO4 loãng để viết thư. Khi viết bằng mực này thì các nét chữ không có màu. Sau khi hơ bức thư trên ngọn lửa, nước ở nét chữ sẽ bay hơi làm cho H2SO4 trở nên đậm đặc. Khi đó nó có tính háo nước, sẽ chiếm nước của chất xenlulozơ là thành phần chính của giấy và giải phóng cacbon, làm cho nét chữ hóa đen. - Viết phương trình hóa học xảy ra. c. Kết luận H2SO4 đặc có tính háo nước: chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong hợp chất gluxit (cacbonhidrat). (C6H10O5)n 6nC + 5nH2O Tình huống 55: Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric đạt hiệu suất cao nhất. a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Axit H2SO4 có rất nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống. Đây là một sản phẩm quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất hóa học. Vì vậy, việc sản xuất axit sunfuric là rất cần thiết. Chúng ta biết để sản xuất H2SO4 phải qua công đoạn sản xuất SO2. Như vậy, vấn đề đặt ra là để chọn nguyên liệu cho sản xuất axit H2SO4 thì ta phải chọn nguyên liệu cho quá trình sản xuất SO2. Có nhiều nguồn nguyên liệu để sản xuất SO2: • Từ nguyên tố lưu huỳnh: S + O2 (hoặc không khí) → SO2. • Từ các hợp chất của lưu huỳnh: 4FeS + 7O2 (hoặc không khí) → 2Fe2O3 + 4SO2. 4FeS2 + 11O2 (hoặc không khí) → 2Fe2O3 + 8SO2 (*). 2H2S + 3O2 dư (hoặc không khí) → 2H2O + 2SO2. t0: 450-5000C; xt: V2O5 2H2SO4 đặc,nóng + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O. Vậy chọn nguyên liệu nào là tốt nhất để sản xuất H2SO4? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống • Chọn nguyên liệu để điều chế SO2. - Yêu cầu của nguyên liệu trong sản xuất ở quy mô công nghiệp như thế nào? Nguyên liệu phải phổ biến và tương đối rẻ tiền. Chọn FeS2. - Dùng Oxi trong không khí với lượng dư để đốt nguyên liệu cho đỡ hư thiết bị do phải bơm ở áp suất cao. - Tính hàm lượng của S trong từng hợp chất FeS, FeS2, H2S, H2SO4.  Chọn nguyên liệu quặng pirit FeS2 có hàm lượng S cao (53,333%) và chất đốt là oxi trong không khí với lượng dư. c. Kết luận - Phương pháp sản xuất H2SO4 trong công nghiệp: phương pháp tiếp xúc. - Các công đoạn sản xuất H2SO4: 3 công đoạn. - Sơ đồ các phản ứng hóa học sản xuất H2SO4: S + O2 Hoặc SO2 SO3 H2SO4 FeS2 + O2 Sản xuất SO2 Sản xuất SO3 Sản xuất H2SO4 4.2. Hệ thống tình huống chương 7 – Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học Tình huống 56: Tại sao khi sản xuất vôi người ta phải đập nhỏ đá vôi tới một kích thước nhất định tùy theo từng loại lò? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Khi sản xuất vôi người ta thường phải đập nhỏ đá vôi tới một kích thước nhất định trước khi cho vào lò, kích thước đó phải phù hợp với từng loại lò. Tại sao người ta phải làm như vậy? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Phương trình phản ứng nung vôi: CaCO3  CaO + CO2 (*). Đập đá có kích thước vừa phải nhằm mục đích: - Tăng diện tích bề mặt được cung cấp nhiệt trực tiếp  tăng hiệu suất của phản ứng. + O2 + - Tạo ra những khe hở để thoát CO2 ra ngoài  giảm nồng độ sản phẩm  cân bằng (*) chuyển dịch về bên phải  làm hạn chế phản ứng nghịch. Nếu đập đá vôi tới kích thước nhỏ quá thì dưới tác dụng của nhiệt, đá vôi bị tơi nhỏ ra và bít kín lò.  CO2 không thoát ra được bên ngoài  cân bằng (*) chuyển dịch theo chiều nghịch  giảm lượng sản phẩm thu được  gây bất lợi cho quá trình sản xuất. c. Kết luận Ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng: Khi tăng diện tích bề mặt chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó. Tình huống 57: Tại sao cốc rượu của Berzelius có vị chua? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống GV kể chuyện về chất xúc tác: Hơn 100 năm trước đã xảy ra câu chuyện “Cốc thần” của nhà hóa học Thụy Điển Jons Kalp Berzelius (1779 – 1848). Có một hôm, ông rất bận rộn với những thí nghiệm trong phòng làm việc, trong khi đó, vợ ông – bà Maria đã chuẩn bị một bữa tiệc rượu mời bạn bè để chúc mừng sinh nhật cho ông. Berzelius say mê với thí nghiệm nên quên đi buổi tiệc, vợ ông phải vào tận phòng thí nghiệm mời ông ra, ông mới nhớ và vội vàng về nhà. Vừa vào đến nhà, bạn bè đã nâng cốc chúc mừng, làm ông không kịp rửa tay, đỡ ly rượu anh đào mật ong uống ngay. Khi ông rót đầy cốc thứ 2, ông nhăn mặt kêu lên: “Maria ! Sao em lại đem giấm cho anh?” Maria và bạn bè đều ngạc nhiên, rót rượu trong bình ra nếm thử, chẳng có vị chua nào mà chỉ ngọt và thơm. Berzelius đưa cốc rượu do mình rót cho vợ nếm thử thì thật là chua đến muốn nôn ra. Bà kêu lên: “Làm sao mà cốc rượu ngọt bỗng chốc lại biến thành chua loét thế này?” Berzelius phát hiện trong cốc có một ít bột màu đen, ông nhìn kỹ vào tay mình thì thấy còn dính đầy bột bạch kim (đã nghiền làm thí nghiệm). Tại sao cốc rượu của Berzelius lại có vị chua? Bột bạch kim có vai trò gì? a. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Tại sao rượu trong cốc của những vị khách kia không bị biến thành giấm? Vì trên tay của những vị khách kia không có bột bạch kim. - Bột bạch kim đã ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như thế nào? Bột Pt đã làm cho phản ứng giữa rượu etylic với oxi không khí sinh ra axit xảy ra nhanh. - Bột bạch kim không là chất tham gia hay chất sản phẩm trong phản ứng trên. - Bột bạch kim có vai trò gì? Vai trò chất xúc tác. Bột bạch kim đã làm cho ancol etylic tác dụng với oxi trong không khí sinh ra axit. Về sau người ta gọi tác dụng này là tác dụng xúc tác còn bột bạch kim là chất xúc tác. - Thế nào là chất xúc tác? c. Kết luận Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc. Chất xúc tác không làm phản ứng xảy ra mà chỉ có thể làm cho phản ứng xảy ra nhanh hay chậm hơn. Tình huống 58: Vì sao những người ăn trầu thường có răng rất chắc và không bị sâu răng? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Ăn trầu là một tập tục đã có từ lâu đời và phổ biến ở vùng nhiệt đới Châu Á và Châu Đại Dương, người ta dùng hỗn hợp lá trầu không và cau. “Miếng trầu là đầu câu chuyện”. Trầu cau là những thứ ngày xưa không thể thiếu trong nghi thức xã giao hay lễ hội của người Việt. Tuy rằng ngày nay, phong tục tập quán này không được phổ biến rộng rãi nhưng nó vẫn còn mang ý nghĩa sâu đậm trong văn hóa và văn chương Việt Nam. Quan niệm và thói quen của ông bà ta ngày xưa là ăn trầu để thơm miệng và có hàm răng chắc, bóng. Điều đó đúng hay sai? Hãy giải thích tại sao? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Răng được bảo vệ bởi lớp men cứng, dày khoảng 2mm. Lớp men này được hình thành theo phản ứng: 5Ca2+ + 3PO43- + OH-  Ca5(PO4)3OH  (*). Quá trình tạo lớp men này là sự bảo vệ tự nhiên để chống lại bệnh sâu răng. - Sau bữa ăn, vi khuẩn trong miệng tấn công vào thức ăn còn lưu lại trên răng tạo thành các axit hữu cơ như axit axetic, axit lactic  lượng axit trong miệng tăng.  [H+] tăng  pH giảm  xảy ra phản ứng sau: H+ + OH-  H2O.  [OH-] giảm  theo nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê, cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều nghịch  men răng bị mòn  tạo điều kiện cho vi khuẩn sâu răng phát triển. - Vôi dùng ăn trầu là loại đã tôi với nước tạo ra Ca(OH)2, dạng bột nhão, có tác dụng kháng khuẩn để điều trị sâu răng. Khi ăn trầu, trong vôi có OH-  [OH-] tăng  theo nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê, cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều thuận  tạo men răng  răng chắc và không bị sâu răng. c. Kết luận Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó. Tình huống 59: Làm cách nào để tạo ra màu hồng bằng nước lã? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Bạn A đã làm thí nghiệm như sau: Cho vài ml dung dịch amoniac đậm đặc (25%) và 2 - 3 giọt phenolphtalein vào cốc đựng 50 ml rượu etylic khan. Hỗn hợp không có màu. Sau đó đổ từ từ một cốc nước lã vào hỗn hợp trên. Tại sao khi đổ nước vào cốc thì màu hồng xuất hiện và càng đổ nhiều nước thì màu hồng càng đậm dần lên? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Khi đổ nước vào thì NH3 sẽ tác dụng với nước theo phương trình phản ứng: NH3 + H2O  NH4+ + OH- (*). Trong môi trường kiềm, phenolphtalein chuyển sang màu hồng. Càng đổ nhiều nước  [H2O] càng tăng  theo nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê, cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều thuận  [OH-] càng tăng  màu hồng càng đậm. c. Kết luận Tương tự tình huống 59. Tình huống 60: Tại sao con người cảm thấy khó chịu khi ngồi trên máy bay? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Chúng ta biết quá trình sinh lý bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường. Khi đi máy bay, đa số người ta cảm thấy đau đầu, buồn nôn, mệt mỏi và khó chịu, đặc biệt là lúc máy bay cất cánh. Phải chăng đó là do sự thay đổi đột ngột về độ cao? Hãy giải thích hiện tượng trên. b. Hướng dẫn giải quyết tình huống - Sự kết hợp của oxi với hemoglobin (Hb) trong máu được biểu diễn bởi quá trình sau: Hb + O2  HbO2 (*). (Hmoglobin) (Oxihemoglobin) - HbO2 có vai trò đưa oxi đến các mô. Khi lên cao → nồng độ oxi giảm → theo nguyên lý Lơ Satơliê thì cân bằng (*) chuyển dịch sang trái → nồng độ HbO2 giảm → lượng oxi đưa đến các mô giảm → gây ra bệnh thiếu oxi trong các mô → có triệu chứng đau đầu, buồn nôn, mệt mỏi và khó chịu. c. Kết luận - Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng. - Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó. Tình huống 61: Tại sao “Nước chảy đá mòn”? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Là người Việt Nam, chúng ta không ai xa lạ với câu tục ngữ: “Nước chảy đá mòn”. Trong văn học, câu tục ngữ ấy có ý nghĩa khuyên răn ta phải luôn cố gắng, kiên nhẫn, chăm chỉ trong cuộc sống thì chắc chắn sẽ thành công. Trong khoa học hóa học thì câu tục ngữ ấy thể hiện nguyên lý nào? Dựa trên nguyên lý đó để giải thích hiện tượng trên. b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Thành phần chủ yếu trong đá là CaCO3. Trong nước sẽ xảy ra phương trình điện ly: CaCO3  Ca2+ + CO32- (*). Khi nước chảy sẽ cuốn theo các ion Ca2+ và CO32- → [Ca2+], [CO32-] giảm. → theo nguyên lý Lơ Satơliê thì cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều thuận → theo thời gian nước chảy qua đá sẽ mòn dần. Ngoài ra, trong nước có lẫn khí CO2 nên sẽ xảy ra phương trình phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2. Khi nước chảy sẽ cuốn theo Ca(HCO3)2 → lập luận tương tự → theo thời gian nước chảy qua đá sẽ mòn dần. c. Kết luận Tương tự tình huống 59. Tình huống 62: Tại sao khi chuột ăn thuốc thì thường chết gần nơi có nước? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Thuốc chuột là chất gì? Hằng ngày chúng ta thấy một hiện tượng là sau khi chuột ăn phải thuốc thì thường chết gần nơi có nước. Tại sao lại như vậy? Nếu sau khi ăn thuốc mà không có nước uống thì chuột chết mau hay lâu hơn? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Thuốc chuột có thành phần chính là Zn3P2. Sau khi ăn vào, Zn3P2 bị thủy phân rất mạnh, tạo thành khí PH3 (photphin) theo phương trình phản ứng: Zn3P2 + 6H2O  3Zn(OH)2 + 2PH3 (*). Chính PH3 rất độc đã giết chết chuột. PH3 sinh ra → theo nguyên lý Lơ Satơliê thì cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều thuận → hàm lượng nước trong cơ thể chuột giảm → nó khát và đi tìm nước. → chuột thường chết gần nơi có nước. Đưa vào cơ thể chuột càng nhiều nước thì PH3 thoát ra càng nhiều → chuột càng nhanh chết. Nếu không có nước, chuột lâu chết hơn. c. Kết luận Tương tự tình huống 59. Tình huống 63: Tại sao khi đi gần các sông, hồ bẩn vào ngày nắng nóng người ta thường ngửi thấy mùi khai? a. Hoàn cảnh xuất hiện tình huống Đối với nước sông, hồ bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ giàu chất đạm, như: nước tiểu, phân, rác thải, thì lượng ure trong các chất hữu cơ sinh ra nhiều xung quanh các sông, hồ. Tại sao vào ngày nắng nóng đi gần các sông, hồ bẩn đó thì thường ngửi thấy mùi khai hơn là ngày mưa? b. Hướng dẫn giải quyết tình huống Dưới tác dụng của men urease của các vi sinh vật, ure bị phân hủy theo phương trình hóa học sau: (NH2)2CO + H2O → CO2 + 2NH3. NH3 sinh ra hoà tan trong nước sông, hồ dưới dạng một cân bằng động: NH3 + H2O  NH4+ + OH- (*). Như vậy, khi trời nắng nóng (nhiệt độ tăng) → lượng nước sông, hồ thoát ra nhiều → theo nguyên lý Lơ Satơliê thì cân bằng (*) chuyển dịch sang chiều nghịch → NH3 sinh ra do phản ứng phân hủy ure không bị hoà tan trong nước mà tách ra, bay vào không khí làm cho không khí xung quanh sông, hồ có mùi khai khó chịu. c. Kết luận Tương tự tình huống 59. PHỤ LỤC 5: GIÁO ÁN GIẢNG DẠY 5.1. GIÁO ÁN BÀI 44: HIDRO SUNFUA I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức - HS biết: + Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí cơ bản của H2S. + Trạng thái tự nhiên, ứng dụng và phương pháp điều chế H2S. - HS hiểu: Vì sao H2S có tính khử mạnh, dung dịch H2S có tính axit yếu. 2. Kỹ năng - Viết phương trình hóa học minh hoạ cho tính chất hoá học của H2S. - Giải thích nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí và biện pháp chống ô nhiễm môi trường không khí. 3. Thái độ Tin tưởng vào khoa học, yêu thích bộ môn hóa học, hiểu được ý nghĩa của hóa học đối với cuộc sống, phấn đấu vươn lên tìm ra khoa học - kỹ thuật mới. 4. Trọng tâm bài - Tính axit yếu của hidro sunfua. - Từ số oxi hóa của S trong hợp chất suy ra tính khử mạnh của hidro sunfua. - Dùng thí nghiệm, tình huống để chứng minh một số tính chất của H2S. II. CHUẨN BỊ - HS: ôn tập kiến thức đã học ở bài trước. - GV: + Projector, máy vi tính, phiếu học tập, tình huống dạy học. + Hóa chất: FeS, dung dịch HCl, dung dịch NaOH. + Dụng cụ: bình cầu, ống nghiệm, cốc, ống dẫn cao su, phễu nhỏ giọt. + Bảng tính tan, mô hình H2S, H2O. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC • Phương pháp dạy học theo tình huống, đàm thoại, thuyết trình, hoạt động nhóm, trực quan... 1. Kiểm tra bài cũ GV gọi HS lên bảng kiểm tra bài cũ, nhận xét và cho điểm. Nêu tính chất hóa học của lưu huỳnh. Viết phương trình hóa học minh họa. 2. Giảng bài mới Vào bài: Chúng ta đã tìm hiểu về tính chất của nguyên tố S, S có thể tạo được nhiều hợp chất quan trọng trong cuộc sống. Hôm nay chúng ta nghiên cứu một hợp chất đầu tiên đó là H2S. Nội dung ghi bảng - Hoạt động của HS Hoạt động của GV I. CẤU TẠO PHÂN TỬ Nguyên tử S có 2 electron độc thân ở phân lớp 3p tạo ra 2 liên kết cộng hoá trị có cực với 2 nguyên tử H. II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ - Là chất khí, không màu, mùi trứng thối. - Nặng hơn không khí. - Hoá lỏng ở -600C, hoá rắn ở -860C. - Tan trong nước. - H2S rất độc. III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC 1. Tính axit yếu • Hoạt động 1: - Căn cứ vào công thức phân tử của H2S, cấu hình electron và độ âm điện của nguyên tử S hãy viết công thức cấu tạo của H2S. - Xác định số oxi hóa của S trong H2S. → Phân tử H2S có liên kết cộng hóa trị có cực. Số oxi hóa của S là -2. - GV cho HS xem mô hình cấu tạo của H2S, H2O. Nhận xét về cấu tạo của 2 phân tử → Giống nhau. • Hoạt động 2: - Tìm hiểu SGK, hãy rút ra tính chất vật lý của H2S. - GV nhấn mạnh độc tính của H2S và đưa thêm 1 số thông tin về độc tính của H2S. • Hoạt động 3: - GV thông báo và ghi bảng về tính axit yếu của H2S. - Trong phân tử H2S, 2 nguyên tử H có khả năng bị thay thế lần lượt bởi 2 nguyên tử kim loại nên có thể tạo muối trung hoà và muối axit. - GV treo bảng phụ: Các trường hợp có thể xảy ra khi cho H2S tác dụng với dung dịch kiềm. • Hoạt động 4: - Nhận xét số oxi hoá của S trong H2S. → Số oxi hoá của S là -2. H2S có tính khử, khi tham gia phản ứng hoá học, có thể đưa số oxi hoá của S lên 0, +4, +6. - GV đưa ra tình huống 45: “Tại sao không có sự tích tụ khí hidro sunfua trong không khí?” - Hoặc GV làm thí nghiệm điều chế và đốt cháy H2S trong điều kiện dư và thiếu oxi. - Nhận xét, giải thích và viết phương trình hóa học xảy ra. → H2S cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt. Nếu thiếu không khí, tạo -2 0 -2 +4 -2 0 -2 0 -2 0 +6 1 - H2S tan trong nước → dung dịch axit sunfuhidric – là axit rất yếu. - H2S tác dụng với kiềm → 2 loại muối: NaOH + H2S → NaHS + H2O 2NaOH + H2S → Na2S + 2H2O 2. Tính khử mạnh Trong hợp chất H2S, S có số oxi hoá thấp nhất là -2  H2S có tính khử mạnh. a) Tác dụng với oxi: Dư oxi hoặc ở nhiệt độ cao → ngọn lửa xanh nhạt. 2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 Thiếu oxi hoặc ở nhiệt độ không cao lắm → chất bột màu vàng. 2H2S + O2 → 2H2O + 2S b) Tác dụng với nước clo: H2S + 4Cl2 + 4H2O → H2SO4 + 8HCl  Kết luận: H2S có tính khử mạnh. ra bột màu vàng. - GV bổ sung phản ứng của dung dịch H2S với oxi không khí (oxi hoá chậm: phản ứng H2S cháy khi thiếu oxi). - GV giới thiệu phản ứng của H2S với chất oxi hóa mạnh: H2S + Cl2 + H2O →? - Yêu cầu HS xác định số oxi hoá của S trong các phản ứng. Kết luận vai trò của S trong các phản ứng. • Hoạt động 5: - Tìm hiểu SGK và qua thí nghiệm điều chế H2S trong phòng thí nghiệm, hãy rút ra nhận xét: + Trạng thái tự nhiên của H2S. + Nguyên tắc điều chế H2S trong phòng thí nghiệm. - GV đưa ra tình huống 46: “Bùn hidro sunfua có thể chữa bệnh” để HS hiểu thêm về tác dụng của H2S trong thực tế. • Hoạt động 6: - Tìm hiểu SGK và bảng tính tan, hãy rút ra nhận xét về: + Muối sunfua của kim loại nhóm IA, IIA (trừ Be). + Muối sunfua của một số kim loại nặng. + Muối sunfua của các kim loại khác. - HS điền nhận xét vào bảng phụ của GV. IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN, ĐIỀU CHẾ - Có trong một số nước suối, khí núi lửa, chất protein bị thối rữa. - Trong công nghiệp: không sản xuất H2S. - Trong phòng thí nghiệm: muối sunfua (trừ một số muối sunfua của kim loại nặng) tác dụng với dung dịch axit mạnh (HCl, H2SO4 loãng). FeS + 2HCl  FeCl2 + H2S ↑ V. TÍNH CHẤT CỦA MUỐI SUNFUA - Muối sunfua của kim loại nhóm IA, IIA (trừ Be) tan trong nước, tác dụng dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng → H2S. - Muối sunfua của một số kim loại nặng (PbS, CuS...) không tan trong nước, không tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng. - Muối sunfua của các kim loại còn lại (ZnS, FeS...) không tan trong nước, tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng → H2S. 3. Củng cố Bài 1: Phản ứng nào sau đây không thể điều chế khí H2S? A. S + H2. B. FeS + HCl. C. FeS + HNO3. D. Na2S + H2SO4 loãng. Bài 2: Hoàn thành chuỗi biến hóa sau: S ZnS H2S S SO2 H2SO4 SO2 1 2 3 4 5 6 Xác định phản ứng oxi hoá khử. Xác định vai trò của các chất tham gia phản ứng. Bài 3: Cho 5,6g Fe phản ứng với H2SO4 loãng dư. Khí sinh ra dẫn hết vào 150 ml dd NaOH 1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, sản phẩm thu được là muối nào? Nồng độ mol là bao nhiêu? Xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể. 4. Dặn dò về nhà GV hướng dẫn HS soạn bài 45 “Hợp chất có oxi của lưu huỳnh”: + Cấu tạo phân tử của SO2, SO3, H2SO4 ảnh hưởng đến tính chất hóa học của chúng như thế nào? Viết các phương trình hóa học minh họa. + Các giai đoạn sản xuất axit sunfuric. Viết các phương trình hóa học. + Nhận biết ion sunfat bằng cách nào? 5.2. GIÁO ÁN BÀI 45: HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA LƯU HUỲNH I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức - HS biết: + Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý của SO2, SO3, H2SO4 và muối sunfat. + Các giai đoạn sản xuất H2SO4 trong công nghiệp. + Cách nhận biết ion sunfat. - HS hiểu: từ cấu tạo phân tử và số oxi hóa suy ra tính chất của SO2, SO3, H2SO4. 2. Kỹ năng Viết phương trình hóa học minh họa cho tính chất của SO2, SO3, H2SO4. 3. Thái độ Có lòng yêu thiên nhiên, tin tưởng vào khoa học, sự tìm ra chân lý mới. 4. Trọng tâm bài - Tính khử và tính oxi hóa của SO2. - Tính chất hóa học của SO3. - Tính oxi hóa mạnh của H2SO4. II. CHUẨN BỊ - HS: ôn tập kiến thức đã học ở bài trước. - GV: + Projector, máy vi tính, phiếu học tập, tình huống dạy học. + Hóa chất: Na2SO3 (tinh thể), dung dịch KMnO4, lưu huỳnh, dung dịch H2SO4 đặc và loãng, kim loại Fe, CuSO4.5H2O, đường kính trắng. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC • Phương pháp dạy học theo tình huống, đàm thoại, thuyết trình, hoạt động nhóm, trực quan... 1. Kiểm tra bài cũ GV gọi HS lên bảng kiểm tra bài cũ, nhận xét và cho điểm. Nêu tính chất hoá học của H2S. Nêu phương pháp điều chế H2S trong phòng thí nghiệm? Viết các phương trình hóa học minh họa. 2. Giảng bài mới Vào bài: Ở tiết trước, chúng ta đã học về hợp chất của lưu huỳnh với số oxi hoá thấp nhất là H2S nên nó có tính khử mạnh. Hôm nay, chúng ta sẽ nghiên cứu tiếp về một số hợp chất khác của lưu huỳnh với số oxi hoá cao hơn là SO2, SO3 và H2SO4. Ngoài ra, chúng ta còn biết thêm nhiều ứng dụng quan trọng của H2SO4 trong đời sống và trong sản xuất. Nội dung ghi bảng - Hoạt động của HS Hoạt động của GV I. LƯU HUỲNH ĐIOXIT (Khí sunfuro) (SO2 có M = 64). 1. Cấu tạo phân tử • Nguyên tử S ở trạng thái kích thích có 4 electron độc thân ở các phân lớp 3p, 3d nên nó liên kết với 2 nguyên tử O tạo 4 liên kết cộng hoá trị có cực. • Công thức cấu tạo: • Hoạt động 1: - Từ cấu hình electron của nguyên tử S, O và công thức phân tử SO2 hãy viết công thức cấu tạo của SO2. - Xác định loại liên kết trong phân tử SO2 và số oxi hoá của S trong SO2. .. .. O +6 0 +3 +4 +6 0 +3 +4 S S O O O O +4 +7 +6 +4 0 -1 +6 hay 2. Tính chất vật lí - SO2 là chất khí, không màu, mùi hắc. - Nặng hơn không khí, tan nhiều trong nước. - Hóa lỏng ở - 100C, độc. 3. Tính chất hoá học a. SO2 là oxit axit • SO2 tan trong nước → dung dịch axit sunfurơ (H2SO3) là axit yếu và không bền. SO2 + H2O  H2SO3 • SO2 tác dụng với dung dịch bazo → 2 loại muối. SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH → NaHSO3 b. SO2 là chất khử và là chất oxi hóa Trong hợp chất SO2, S có số oxi hoá +4, là số oxi hóa trung gian nên nó có tính oxi hoá và tính khử. • SO2 là chất khử: SO2 + Br2 + H2O → 2HBr + H2SO4 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + • Hoạt động 2: - Dựa vào SGK, nêu tính chất vật lý của SO2. • Hoạt động 3: - GV yêu cầu HS nhắc lại SO2 thuộc loại oxit gì? Tại sao? - SO2 tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành mấy loại muối? - Viết phương trình hóa học minh họa. - GV đưa ra tình huống 47: “Vì sao có thể chống mối mọt, ẩm mốc bằng cách xông S”? • Hoạt động 4: - Nhận xét số oxi hoá của S. - Từ đó rút ra tính chất hóa học của SO2. - GV nhận xét, bổ sung. - GV đưa ra tình huống 48: “Lưu huỳnh dioxit thể hiện tính khử hay tính oxi hóa?” - Nhận xét, giải thích, viết phương trình hóa học xảy ra. - GV: phản ứng SO2 với H2S có tác dụng khử độc, bảo vệ môi trường. • Hoạt động 5: - GV yêu cầu HS dựa vào SGK nêu các nguồn sinh ra SO2 và tác hại gây ô nhiễm môi trường của SO2. - GV đưa ra tình huống 49: “Nguyên nhân nào gây ra hiện tượng mưa axit?” - Muốn hạn chế ô nhiễm môi trường thì phải làm gì? • Hoạt động 6: - Dựa vào SGK, nêu ứng dụng của SO2. - Dựa vào nguyên tắc điều chế oxit axit, viết phương trình hóa học điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. +2 +6 +4 -2 0 +4 0 0 +2 2MnSO4 + 2H2SO4 • SO2 là chất oxi hoá: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O SO2 + 2Mg → S + 2MgO 4. Lưu huỳnh đioxit – chất gây ô nhiễm SO2 là tác nhân gây ô nhiễm môi trường do chất thải của công nghiệp hay quá trình khai thác các hoá chất. → Hạn chế thải SO2. 5. Ứng dụng và điều chế lưu huỳnh đioxit a. Ứng dụng - Sản xuất axit sunfuric. - Tẩy trắng giấy, bột giấy. - Chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm b. Điều chế * Trong phòng thí nghiệm: • Hoạt động 7: - GV yêu cầu HS nhắc lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử S ở trạng thái kích thích. - Viết công thức cấu tạo của phân tử SO3. - Xác định loại liên kết trong phân tử SO3 và số oxi hoá của S trong SO3. • Hoạt động 8: - Dựa vào SGK nêu tính chất vật lý của SO3. • Hoạt động 9: - Căn cứ vào thành phần phân tử cho biết SO3 thuộc loại oxit gì? - SO3 có những tính chất nào? - Viết phương trình hóa học minh họa. • Hoạt động 10: - Viết phương trình hóa học điều chế SO3. GV nhấn mạnh điều kiện của phản ứng. • Hoạt động 11: - Căn cứ vào cấu hình electron của nguyên tử S ở trạng thái kích thích, viết công thức cấu tạo của H2SO4. - Nhận xét về số oxi hoá của S trong hợp chất H2SO4. • Hoạt động 12: - Dựa vào SGK nêu tính chất vật lý của H2SO4. S S O O O O O O Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2 * Trong công nghiệp: - Đốt cháy S. - Đốt quặng sunfua kim loại như pirit sắt: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 II. LƯU HUỲNH TRIOXIT (SO3 có M = 80). 1. Cấu tạo phân tử Nguyên tử S ở trạng thái kích thích có 6 electron độc thân nên nó liên kết với 3 nguyên tử O tạo 6 liên kết cộng hoá trị có cực. Công thức cấu tạo: hay Trong hợp chất SO3, S có số oxi hoá là +6. 2. Tính chất, ứng dụng và điều chế a. Tính chất vật lí - SO3 là chất lỏng, không màu, tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric. - GV làm thí nghiệm hòa tan H2SO4 đặc vào nước. - Nêu nguyên tắc pha loãng H2SO4 đặc. GV lưu ý HS cẩn thận với H2SO4 đặc. • Hoạt động 13: - GV yêu cầu HS nhắc lại tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng. - GV đưa ra tình huống 51: “Khi bị vài giọt axit đặc bắn vào người hoặc uống nhầm dung dịch axit thì xử lý như thế nào?” - GV đưa ra tình huống 52: “Axit sunfuric đã gây ô nhiễm môi trường như thế nào cho làng đá Non Nước ở Ngũ Hành Sơn?” - Từ đó rút ra kết luận: + H2SO4 loãng có tính axit mạnh. + H2SO4 là axit 2 lần axit. - GV yêu cầu HS viết các phương trình hóa học minh họa. • Hoạt động 14: - GV đưa ra tình huống 50: “Vì sao một số kim loại không tác dụng với axit sunfuric loãng mà tác dụng được với axit sunfuric đặc?” - HS quan sát, nhận xét, giải thích, viết các phương trình hóa học xảy ra. - GV nhận xét, bổ sung. - Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng. - GV lưu ý khi tác dụng với H2SO4 đặc thì các nguyên tố bị oxi hóa đến số oxi hóa cao nhất. - GV đưa ra tình huống 53: “Tại sao axit sunfuric đặc làm da thịt chuyển thành màu xám đen và biến đường trắng thành than?” - HS quan sát, nhận xét, giải thích, viết - SO3 nóng chảy ở 170C, sôi ở 450C. b. Tính chất hoá học • SO3 là oxit axit: SO3 + H2O → H2SO4 • SO3 tác dụng với bazơ → muối sunfat SO3 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O • SO3 tác dụng oxit bazơ → muối sunfat. SO3 + BaO → BaSO4 c. Ứng dụng và điều chế - Là sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric. - Điều chế: 2SO2 + O2 SO3 III. AXIT SUNFURIC (H2SO4 có M = 96) 1. Cấu tạo phân tử H – O O H – O hay H – O O H – O Trong hợp chất H2SO4, S có số oxi hoá cực đại là +6. 2. Tính chất vật lí - H2SO4 là chất lỏng sánh như dầu, không các phương trình hóa học xảy ra. • Hoạt động 15: - Dựa vào SGK nêu ứng dụng của H2SO4. • Hoạt động 16: - Nêu phương pháp sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp. - Phương pháp đó có mấy giai đoạn? - Sản xuất SO2 từ những nguyên liệu nào? - GV đưa ra tình huống 55: “Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric đạt hiệu suất cao nhất” - GV yêu cầu HS nhắc lại quá trình sản xuất SO3. - Sản xuất H2SO4 từ SO3 như thế nào? - GV yêu cầu HS tóm tắt lại bằng sơ đồ. GV nhận xét, bổ sung. • Hoạt động 17: - Muối sunfat là muối của axit nào? - Muối sunfat được phân loại như thế nào? Cho ví dụ. - Nhận biết ion sunfat bằng thuốc thử gì và có hiện tượng như thế nào? - Viết phương trình hóa học. Xúc tác, to S O O S màu, không bay hơi. - Nặng gần gấp 2 lần nước. - H2SO4 đặc háo nước, rất dễ hút ẩm. - Tan nhiều trong nước và tỏa nhiều nhiệt. - Khi pha loãng axit sunfuric đặc thì phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ. 3. Tính chất hoá học a. Tính chất của dung dịch aixt sunfuric loãng - Đổi màu quỳ tím thành đỏ. - Tác dụng với kim loại, giải phóng hydro. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 - Tác dụng với muối của axit yếu hơn. Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑ - Tác dụng với bazơ. H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O - Tác dụng với oxit bazơ. H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O b. Tính chất của aixt sunfuric đặc +6 0 +3 +4 +6 0 +2 +4 +6 0 +4 +6 -1 0 -2 • Tính oxi hoá mạnh: + H2SO4 đặc, nguội không tác dụng với Fe, Al, Cr... + H2SO4 đặc oxi hoá hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim và hợp chất. 6H2SO4 + 2Fe → Fe2(SO4)3 + 3SO2 ↑ + 6H2O 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + 2H2O + SO2↑ 2H2SO4 + S → 3SO2↑ + 2H2O H2SO4 + 8HI → 4I2 + H2S↑+ 2H2O • Tính háo nước: H2SO4 đặc chiếm nước kết tinh của muối hidrat, chiếm O và H trong hợp chất gluxit CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O (màu xanh) (màu trắng) Cn(H2O)m nC + mH2O Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc gây bỏng nặng, nên phải hết sức thận trọng. 4. Ứng dụng H2SO4 là hoá chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất. H2SO4 đặc H2SO4 đặc 5. Sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp Phương pháp tiếp xúc, gồm 3 giai đoạn chính. a. Sản xuất SO2 - Thiêu quặng pirit sắt (FeS2): 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3 - Đốt cháy quặng lưu huỳnh: S + O2 → SO2 b. Sản xuất SO3 2SO2 + O2 2SO3 c. Sản xuất H2SO4 Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 tạo thành oleum rồi sau đó pha loãng tạo axit H2SO4 đặc ở nồng độ cần thiết. SO3 + H2O → H2SO4 6. Muối sunfat và nhận biết ion sunfat a. Muối sunfat Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Muối trung hoà (chứa ion SO4 2-), phần lớn đều tan trừ BaSO4, CaSO4, PbSO4... Muối axit (chứa ion HSO4 -). b. Nhận biết ion sunfat Dùng dung dịch muối bari với hiện tượng có kết tủa trắng không tan trong axit hoặc kiềm. V2O5, 450 – 5000C H2SO4(dd) + BaCl2(dd) → BaSO4(r) + 2HCl(dd) Na2SO4(dd) + BaCl2(dd) → BaSO4(r) + 2NaCl(dd) 3. Củng cố Câu 1: Phản ứng nào sai? (Đáp án: C) A. FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O. B. Cu + 2H2SO4 đặc, nóng → CuSO4 + SO2↑ + H2O. C. Fe3O4 + H2SO4 đặc, nóng → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O. D. Ba(HCO3)2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2H2O + CO2↑. Câu 2: Lấy 100 ml H2SO4 98%, khối lượng riêng 1,84 g/ml đem pha loãng thành dung dịch H2SO4 30%. Số gam nước cần để pha loãng là A. 530,2 (g). B. 478,4 (g). C. 457,3 (g). D. 510,2 (g). Đáp án: B Câu 3: Có 4 lọ không ghi nhãn, mỗi lọ đựng một trong các hóa chất sau: Na2CO3; NaCl; Na2S; Ba(NO3)2. Chỉ dùng một thuốc thử có thể nhận ra hóa chất đựng trong từng lọ là: A. Dung dịch NaOH . B. Dung dịch H2SO4. C. Dung dịch NaCl. D. Giấy quỳ tím. Đáp án: B 4. Dặn dò về nhà GV hướng dẫn HS soạn bài 46 “Luyện tập chương 6”. + Ôn lại toàn bộ kiến thức trong chương 6. + Làm các bài tập trong sách giáo khoa.