A. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Kiến thức
- Học sinh hiểu biết được trạng thái của oxi trong tự nhiên.
- Học sinh hiểu được các tính chất của oxi, ozon, biết được các phản ứng chứng minh các tính chất đó.
- Học sinh biết được phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm, trong công nghiệp, biết được tầm quan trọng của oxi trong đời sống và trong sản xuất.
- Học sinh biết được ảnh hưởng của khí ozon đến đời sống trái đất như thế nào.
2. Kĩ năng
- Rèn luyện cho học sinh kỹ năng sử dụng dụng cụ trong phòng thí nghiệm. - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh … rút ra được nhận xét về tính chất, điều chế. - Dự đoán, kiểm tra, kết luận được về tính chất của oxi, ozon.
- Viết các phương trình hóa học minh họa tính chất hóa học của oxi, ozon và điều chế. - Xác định số oxi hóa.
- Cân bằng phản ứng oxi hóa - khử. - Phân biệt các chất khí đựng riêng biệt.
- Giải bài toán hóa học: kim loại phản ứng với oxi, tính % thể tích khí oxi và ozon trong hỗn hợp.
- Rèn luyện tư duy: vận dụng tính chất để giải thích hiện tượng, so sánh. B. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC
- Nghiên cứu, đàm thoại gợi mở. - Trực quan.
- Bài tập hóa học.
- Áp dụng một số biện pháp rèn luyện kỹ năng giải bài tập hóa học: rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy, kỹ năng viết và cân bằng phương trình phản ứng, kỹ năng giải từng dạng bài tập.
C. CHUẨN BỊ
- Dụng cụ thí nghiệm: bảng hệ thống tuần hoàn, ống nghiệm, kẹp đốt hóa chất, lọ tam giác, chậu thủy tinh lớn, giá đỡ, đèn cồn, chén sứ.
- Hóa chất: KMnO4 rắn (hoặc H2O2 và MnO2), magie dây, than gỗ, rượu etylic, nước. - 3 lọ oxi đã điều chế sẵn.
- Phiếu học tập.
PHIẾU HỌC TẬP 1
Viết phương trình phản ứng (nếu có) giữa O2 với Mg, Ag, Cu, Na, C, S, CO, C2H5OH.
PHIẾU HỌC TẬP 2
Oxi hóa hoàn toàn 18,4 gam hỗn hợp gồm Zn và Al cần vừa đủ 5,6 lít khí O2 (đktc). Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.
PHIẾU HỌC TẬP 3
1.Hoàn thành chuỗi phản ứng sau, ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có):
1 2 3 4 5 6 7 8
3 2 3 2 2
KClO →O →O → I →KI→KBr→KCl→AgCl→Cl 2.
Giải thích tại sao khi cho ozon vào dung dịch KI có hòa tan một ít hồ tinh bột thì thấy dung dịch chuyển sang màu xanh? Viết phương trình phản ứng minh họa.
3.Nhận biết các khí đựng trong các lọ mất nhãn sau: H2, O2, O3, Cl2.
(đktc). Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.
D. TIẾN TRÌNH GIẢNG DẠY
Tiết 1: Nghiên cứu về Oxi
Hoạt động của giáo viên - học sinh Nội dung
Hoạt động 1 (1 phút): Vào bài
Con người có thể nhịn ăn trong 1 khoảng thời gian vài tuần nhưng không thể nhịn thở trong vài phút. Qua đó cho ta thấy oxi có vai trò quan trọng trong đời sống của con người. Ở lớp 8 các em đã được học khái quát về oxi, hôm nay chúng sẽ nghiên cứu kỹ hơn về tính chất của nguyên tố này và dạng thù hình của nó đó là ozon. Chúng ta bắt đầu bài học.
Hoạt động 2 (3 phút): Tìm hiểu vị trí và cấu tạo oxi GV treo bảng tuần hoàn và yêu cầu HS:
- Cho biết kí hiệu hóa học, số hiệu nguyên tử, vị trí oxi trên bảng tuần hoàn, cấu hình electron của oxi.
- Từ vị trí, cấu hình electron suy ra cấu tạo của phân tử O2.
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
A. OXI
I. Vị trí và cấu tạo:
- Oxi ở ô thứ 8, chu kỳ 2, nhóm VIA. - Cấu hình e: 1s2
2s22p4, lớp ngoài cùng có 6e.
- CTPT: O2; CTCT: O=O
Hoạt động 3 (4 phút): Tìm hiểu tính chất vật lí oxi - Sử dụng biện pháp 1, 4 GV: Oxi là nguyên tố phổ biến trên trái
đất, hằng ngày con người phải hít khí oxi để sống.
GV yêu cầu HS:
- Cho biết trạng thái tập hợp, màu sắc, mùi vị.
- Tính tỉ khối hơi của oxi so với không khí.
- Cho biếtđộ tan trong nước của oxi.
GV lắng nghe đưa ra nhận xét và bổ sung nhiệt độ hóa lỏng của oxi.
II. Tính chất vật lí
- Khí oxi không màu, không mùi, không vị.
- 32
d 1,1
29
= = nặng hơn không khí.
- Hóa lỏng ở -1830C, ít tan trong nước.
GV yêu cầu HS:
- So sánh độ âm điện của oxi so với những nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn.
- Nhận xét cấu hình electron của oxi.
GV lắng nghe và đưa ra nhận xét: oxi có độ âm điện lớn, có 6 elctron ở lớp ngoài cùng nên có xu hướng hướng dễ nhận electron, có tính oxi hóa mạnh.
GV yêu cầu HS:
- Xác định số oxi hóa của oxi trong các chất sau: O2, H2O, CaO, O2-, CO32-.
- Cho biết số oxi hóa của oxi trong đa số các hợp chất.
- Cho biết oxi có thể tác dụng được với những chất nào đã được học trước đó và không tác dụng với những chất nào?
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
GV làm thí nghiệm đốt cháy magie trong oxi.
HS quan sát, nêu hiện tượng.
GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng của Mg với oxi, xác định số oxi hóa của các nguyên tố và cân bằng phản ứng.
GV: oxi còn tác dụng được với nhiều phi kim, trừ nhóm halogen.
GV làm thí nghiệm đốt cháy than gỗ trong oxi.
HS quan sát, nêu hiện tượng.
GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng của cacbon, lưu huỳnh với oxi, xác định số oxi hóa của các nguyên tố và cân
III. Tính chất hóa học
Oxi dễ nhận thêm 2e, độ âm điện lớn
→có tính oxi hóa mạnh.
Trong các hợp chất, thường thể hiện số oxi hóa là -2.
1. Tác dụng với nhiều kim loại (trừ Ag, Pt, Au …) o 0 0 2 2 t 2 2Mg O 2 Mg O + − + →
2. Tác dụng với nhiều phi kim (trừ nhóm halogen) o 0 0 4 2 t 2 2 C O C O + − + → o 0 0 4 2 t 2 2 S O S O + − + →
bằng phản ứng.
GV làm thí nghiệm đốt cháy rượu etylic trong không khí.
HS quan sát, nêu hiện tượng.
GV yêu cầu HS viết phương trình phản ứng của CO, C2H5OH với oxi, xác định số oxi hóa của các nguyên tố và cân bằng phản ứng. 3. Tác dụng với hợp chất o 2 0 4 2 t 2 2 2C O O 2 C O + + − + → o -2 0 +4 -2 -2 t 2 5 2 2 2 C H OH + 3O → 2 C O + 3H O
Hoạt động 5 (3 phút): Tìm hiểu ứng dụng oxi GV yêu cầu HS trình bày ứng dụng của oxi.
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
IV. Ứng dụng
- Oxi cần thiết cho sự cháy và sự sống. - Oxi còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, ví dụ công nghiệp luyện kim …
Hoạt động 6 (9 phút): Nghiên cứu điều chế oxi - Sử dụng biện pháp 1, 3 GV: để điều chế oxi trong phòng thí
nghiệm, ta dùng các chất giàu oxi và kém bền nhiệt như KMnO4, KClO3, H2O2 …
GV làm thí nghiệm điều chế oxi bằng cách phân hủy kali pemanganat.
HS quan sát, nêu hiện tượng.
GV hướng dẫn HS viết phương trình phân hủy kaliclorat để điều chế oxi.
GV: Trong công nghiệp để điều chế một lượng lớn oxi, thì phải đi từ những nguồn khác nhau như là từ không khí, nước.
GV yêu cầu HS tự nghiên cứu sách giáo khoa.
V. Điều chế
1. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm
Phân hủy kali pemanganat
o t
4 2 4 2 2
2KMnO →K MnO +MnO +O ↑
Phân hủy kali clorat
o t
3 2
2KClO → 2KCl + 3O ↑
2. Sản xuất oxi trong công nghiệp a. Từ không khí: chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
b. Từ nước: điện phân nước (có hòa tan một ít NaOH hoặc H2SO4).
2H2O → 2H2↑+ O2↑
GV tổng kết, yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập 1, mục đích bài tập này rèn kỹ năng viết phương trình phản ứng.
Tiết 2:Nghiên cứu về Ozon và rèn luyện kỹ năng giải bài toán hóa học Hoạt động của giáo viên - học sinh Nội dung
Hoạt động 1 (8 phút): Tìm hiểu tính chất ozon GV giới thiệu ozon là một dạng thù hình của oxi.
GVyêu cầu HS:
- Cho biết công thức phân tử của ozon.
- Trình bày tính chất vật lí của ozon.
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
GV yêu cầu HS nhắc lại kim loại nào không phản ứng với oxi.
GV: Kim loại Ag không phản ứng với oxi còn ozon thì phản được điều đó chứng tỏ tính oxi hóa của ozon như thế nào so với oxi?
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
GV yêu cầu HS viết phản ứng giữa Ag với O3.
B. OZON I. Tính chất
Ozon: một dạng thù hình của oxi. CTPT: O3
- Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hóa lỏng ở -1120C, tan nhiều trong nước.
- Có tính oxi hóa mạnh và mạnh hơn oxi:
+ Tác dụng với nhiều kim loại, kể cả bạc (trừ Pt, Au).
2Ag + O3 →Ag2O + O2
+ Phá huỷ nhiều chất hữu cơ, vô cơ ...
Hoạt động 2 (5 phút): Tìm hiểu ozon trong tự nhiên GV yêu cầu HS tự nghiên cứu và trình
bày.
GVlắng nghe và đưa ra nhận xét.
II. Ozon trong tự nhiên
Trong tự nhiên ozon tạo thành khi có sự phóng điện (tia chớp, sét) hay do tia tử ngoại của mặt trời.
3O2 → 2O3
Hoạt động 3 (5 phút): Tìm hiểu ứng dụng ozon GV yêu cầu HS tự nghiên cứu và trình
bày.
GV lắng nghe và đưa ra nhận xét, bổ sung.
Hoạt động 4 (7 phút): Rèn luyện kỹ năng viết phương trình phản ứng - Sử dụng biện pháp 1, 3
GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập 3/127 - sách giáo khoa.
- Oxi và ozon đều có tính oxi hóa: 2Ag + O3 →Ag2O + O2 2Mg + O2 →2MgO
- Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi: 2Ag + O3 →Ag2O + O2
Ag+O2→
Hoạt động 5 (9 phút): Rèn luyện kỹ năng tính % thể tích khí oxi, ozon trong hỗn hợp - Sử dụng biện pháp 1, 2, 3, 4, 5, 6
GV yêu cầu HS hoàn thành bài tập 6/127 - sách giáo khoa.
Hướng dẫn:
GVyêu cầu HScho biết: Câu a.
- Hỗn hợp lúc đầu có những chất khí nào? - Hỗn hợp lúc sau có chất khí duy nhất là chất khí nào?
- Thành phần khí O2 trong hỗn hợp đầu và sau có khác nhau không, tại sao? - Tại sao thể tích hỗn hợp khí tăng? Câu b.
GVyêu cầu HS:
- Cho biết đây thuộc dạng toán gì? - Cách giải dạng toán này như thế nào?
a. Thể tích hỗn hợp khí tăng là do 2O3
phân hủy thành 3O2 theo phương trình: 2O3 → 3O2
b.
Gọi x, y lần lượt là thể tích của oxi và ozon có trong hỗn hợp đầu.
Vđầu = x + y 2O3 → 3O2 2 3 (mol) y 3/2y (lit) Vsau = x + 3/2y Ta có (x + 3/2y) - (x + y) = 2% 0,5y = 2% ⇒y =4%; x = 96%.
Hoạt động 6 (10 phút): Rèn luyện kỹ năng giải toán kim loại phản ứng với oxi - Sử dụng biện pháp 1, 2, 3, 4, 5
GV yêu cầu HShoàn thành phiếu học tập số 2. Hướng dẫn: GVyêu cầu HS : 2 Zn 18, 4 gam 5, 6 (l) O Al + (đktc). Tìm %
- Cho biết đây thuộc dạng toán gì? - Có bao nhiêu phản ứng xảy ra?
- Dữ liệu có đổi sang số mol được không? - Dựa vào dữ liệu nào để lập hệ phương trình? Al có trong hỗn hợp. 2Zn + O2 → 2ZnO 2 1 2 (mol) x 1/2x x (mol) 4Al + 3O2 → 2Al2O3 4 3 2 (mol) y 3/4y 1/2y (mol)
2 O 5, 6 n 0, 25 mol