Bài 29. OXI - OZON (45 phút) I. Mục tiêu
I.1. Về kiến thức
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4 (BP5)
Tìm hình ảnh và tư liệu trên mạng về:
1. Ứng dụng của clo (trong đời sống, cơng nghiệp và nơng nghiệp). 2. Một số tác hại của clo.
3. Những vấn đề về mơi trường cĩ liên quan đến clo.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3
1.Hồn thành các phương trình hĩa học sau:
Fe + Cl2 →……… H2 + Cl2→……… Cl2 + H2O → HCl + HClO
Cl2+ NaOH → NaCl + NaClO+H2O Ca(OH)2 + Cl2 →Ca(ClO)2 + CaCl2 +H2O Cl2 + NaBr dd→……….
2.Xác dịnh sự thay đổi số oxi hĩa và vai trị của clo trong mỗi phản ứng trên, từ đĩ dự đốn các tính chất hĩa học cơ bản của clo.
HS biết:
- Đặc điểm cấu tạo, các tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên, phương pháp điều chế khí oxi trong phịng thí nghiệm và trong cơng nghiệp, ứng dụng và tầm quan trọng của oxi trong đời sống và sản xuất.
- Ozon là một dạng thù hình của oxi, ozon cĩ tính oxi hĩa mạnh hơn oxi, điều kiện tạo thành và ảnh hưởng của khí ozon đến đời sống trên trái đất.
HS hiểu:
TCHH cơ bản của oxi và ozon là tính oxi hĩa mạnh (oxi hĩa được hầu hết kim loại, phi kim, nhiều hợp chất vơ cơ và hữu cơ).
HS vận dụng:
- Vận dụng giải thích một số ứng dụng thực tế của oxi và ozon cũng như hiện tượng cháy và sự phân hủy của các chất trong tự nhiên từ TCHH của chúng.
- Vận dụng giải một số bài tập cĩ liên quan.
I.2. Về kỹ năng
Rèn luyện cho HS các kỹ năng sau:
- Hợp tác nhĩm.
- Diễn đạt, lập luận logic, dự đốn, kiểm tra và kết luận được về tính oxi hĩa mạnh của oxi và ozon.
- Viết PTPƯ minh họa các TCHH và điều chế oxi.
- Quan sát thí nghiệm, so sánh, phân tích rút ra kiến thức từ hiện tượng. - So sánh TCHH của oxi với ozon và các nguyên tố phi kim khác.
I.3. Thái độ
- HS nhận thấy mơn Hĩa học rất thiết thực, gắn liền với đời sống và thấy hứng thú, say sưa học tập đối với tiết giảng nĩi riêng và đối với bộ mơn Hĩa học nĩi chung.
- Tích cực hợp tác, hoạt động nhĩm.
- Tích cực tham khảo, tìm tịi các vấn đề và kiến thức cĩ liên quan đến bài giảng.
II. Trọng tâm bài giảng
Tính chất hĩa học của oxi.
III. Phương pháp dạy học và biện pháp phát triển năng lực
- Phương pháp dạy học hợp tác. - Phương pháp đàm thoại ơrixtic. - Phương pháp trực quan.
- Phương pháp sử dụng phiếu học tập. - Phương pháp sử dụng sách giáo khoa. Biện pháp phát triển năng lực học tập
Ngồi các biện pháp chung (1, 4, 5, 8) đã nêu ở trên, trong bài này chúng tơi cịn sử dụng thêm biện pháp 7: sử dụng bộ test phát triển năng lực học tập cho HSTBY và biện pháp 6: bổ sung thêm tiêu chí đánh giá năng lực sử dụng ngơn ngữ trong đánh giá kết quả học tập.
IV. Chuẩn bị
IV.1. Giáo viên:
- Các phiếu học tập.
- Sơ đồ chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng.
- Hĩa chất và dụng cụ thí nghiệm: Mg cháy trong oxi, C cháy trong oxi, đốt rượu etylic trong bát sứ..
IV.2. Học sinh:
- Chia nhĩm, bầu nhĩm trưởng và thư ký.
+ Nhĩm 1: chuẩn bị trình bày phần vị trí - cấu tạo và tính chất vật lý của oxi. + Nhĩm 2: chuẩn bị trình bày phần tính chất hĩa học của oxi.
+ Nhĩm 3: chuẩn bị trình bày phần ứng dụng và điều chế oxi.
+ Nhĩm 4: chuẩn bị trình bày phần tính chất, ozon trong tự nhiên và ứng dụng của ozon.
V. Tiến trình dạy học
V.1. Ổn định lớp.
V.2. Kiểm tra bài cũ (3 phút)
Dựa vào kiến thức đã học ở chương “Bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học và Định luật tuần hồn” hãy phát biểu định luật tuần hồn các nguyên tố hĩa học và cho biết quy luật biến đổi tính phi kim của các nguyên tố trong một nhĩm A.
Hoạt động của GV và HS Nội dung bài giảng HĐ1: Vào bài (3 phút)
- GV: tạo tình huống vui bằng cách đọc bài thơ:
Trăm năm trong cõi người ta Muốn sống thì phải thở ra hít vào
Trong năm trong cõi người nào Muốn sống thì phải hít vào thở ra
Thật vậy, qua nghiên cứu người ta đã chứng minh được 1 người bình thường cĩ thể nhịn ăn từ 4-5 ngày, nhịn uống 2 ngày nhưng khơng thể nhịn thở được vài phút. Vậy nguyên tố nào ảnh hưởng đến sự sống như thế? Hơm nay cơ và các em sẽ cùng nghiên cứu bài 29. Oxi-ozon.
HĐ2: Tìm hiểu vị trí và cấu tạo và tính chất vật lý của oxi (6 phút)
- GV: yêu cầu nhĩm 1 lên trình bày phần bài của nhĩm mình (BP1).
- HS: …
- GV: gọi nhĩm khác nhận xét, bổ sung và nêu thắc mắc. GV định hướng HS bổ sung về tỉ khối của oxi so với khơng khí. Vận dụng vào việc thu khí oxi trong phịng thí nghiệm (BP8). - HS: …
- GV: nhận xét và bổ sung phần trình bày của nhĩm 1.
- GV: đánh giá phần trình bày của nhĩm 1 vào phiếu đánh giá năng lực sử dụng ngơn ngữ (BP6).
A. OXI
I. Vị trí và cấu tạo
- Cấu hình e của nguyên tử oxi: 8O 1s2 2s2 2p4
=> Vị trí: oxi (O) thuộc ơ thứ 8, chu kỳ 2, nhĩm VIA.
Cơng thức phân tử: O2 Cơng thức cấu tạo: O=O
II. Tính chất vật lý
- Oxi là chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị.
- Tỉ khối so với kk là dO
2/kk=32:29=1,1>1thu khí oxi bằng cách đẩy ngược khơng khí.
- Nhiệt độ hĩa lỏng là -183o
C. - Tan ít trong nước, độ tan ở 20o
là S=0,0043 g/100g H2O.
HĐ3: Nghiên cứu tính chất hĩa học của oxi (17 phút)
- GV: yêu cầu các nhĩm dựa vào cấu hình electron và độ âm điện của oxi so với các nguyên tố khác, thảo luận rồi rút ra nhận xét về xu hướng phản ứng của oxi, suy ra TCHH đặc trưng của oxi.
- GV: yêu cầu học sinh dự đốn số oxi hĩa của oxi trong các phản ứng.
- GV cho các nhĩm xem các thí nghiệm Mg cháy trong oxi, C cháy trong oxi, Đốt rượu etylic trong bát sứ rồi yêu cầu nhĩm 2 lên trình bày phần bài của nhĩm.
- GV: gọi các nhĩm khác nhận xét phần trình bày của nhĩm 2 (BP8).
- GV: bổ sung thêm: oxi tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au, Pt, ở điều kiện thường oxi khơng oxi hĩa được Ag. Cịn về phản ứng Fe với oxi, sản phẩm tạo thành là oxit sắt từ Fe3O4. - GV: cho một số hợp chất và gợi ý học
sinh viết PTHH của chúng với oxi. - GV: tĩm tắt lại các TCHH của oxi và
kết luận oxi cĩ tính oxi hĩa mạnh. - GV: đánh giá phần trình bày của nhĩm 2 vào phiếu đánh giá năng lực sử dụng ngơn ngữ (BP6).
III. Tính chất hĩa học
- Oxi cĩ 6e lớp ngồi cùng, dễ nhận 2e để đạt cấu hình bền của khí hiếm: - Oxi cĩ độ âm điện lớn 3,44, chỉ nhỏ
hơn F=3,98.
Oxi cĩ tính oxi hĩa mạnh. Oxi tác dụng với:
- Kim loại (trừ Au, Pt). - Phi kim (trừ halogen). - Các hợp chất.
1.Tác dụng với kim loại
Tổng quát:
t
2 2
4M + nO →o 2M On
M : hầu hết các kim loại trừ Pt, Au… n: hĩa trị của kim loại
Ví dụ: 0 0 2 2 t 2 2Mg + O o 2Mg O + − →
(Kh) (Oxh) Magie oxit Chú ý: 0 0 t 8/3 2 2 3 4 3Fe + 2 O o Fe O + − → (Kh) (Oxh)
2.Tác dụng với phi kim
- Oxi tác dụng với 1 số phi kim như P, S, C, H2, N2 ( trừ các nguyên tố halogen) Ví dụ: 0 0 t 4 2 2 2 C + O o C O + − →
(Kh) (Oxh) Cacbon đioxit
- GV: yêu cầu các nhĩm thảo luận hồn thành phiếu học tập số 1 (BP4), GV nêu chú ý cho các nhĩm trước: nếu nhĩm nào hồn thành sớm nhất và xung phong lên bảng, GV sẽ gọi bất chợt một em nào trong nhĩm lên trình bày để tránh tình trạng ỷ lại (GV sẽ lưu ý gọi 1 HSTBY). 0 0 5 2 t 2 2 5 4 P + 5 O o 2P O + − → 0 0 t 4 2 2 2 S + O o S O + − → 3.Tác dụng với hợp chất 2 0 4 2 t 2 5 2 2 2 C H OH + 3O o 2 C O + 3H O − + − → (Kh) (Oxh)
Kết luận: Oxi cĩ tính oxi hĩa mạnh.
HĐ4: Tìm hiểu ứng dụng và điều chế oxi (5 phút)
- GV: yêu cầu nhĩm 3 lên trình bày phần ứng dụng và điều chế oxi (BP1). - HS: ....
- GV: gọi nhĩm khác nhận xét, bổ sung và đặt câu hỏi cho nhĩm 3 (BP8). - GV: nhận xét và hồn chỉnh.
- GV: đánh giá phần trình bày của nhĩm 3 vào phiếu đánh giá năng lực sử dụng ngơn ngữ (BP6).
IV. Ứng dụng
- Oxi cĩ vai trị quyết định đối với sự sống con người và động vật.
- Oxi cịn cĩ nhiều ứng dụng trong các ngành cơng nghiệp, hĩa chất, y học…
V. Điều chế
1. Điều chế Oxi trong phịng thí nghiệm
Phân hủy các hợp chất giàu oxi như Kalipemanganat (KMnO4), Kaliclorat (KClO3) .... 2KMnO4 o t → K2MnO4 + MnO2+ O2 2 t 3 MnO 2 2KClO →o 2KCl + 3O
2. Sản xuất oxi trong cơng nghiệp
- Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng. Sơ đồ (SGK).
- Điện phân nước cĩ hịa tan một ít axit sunfuric hoăc NaOH
2 H2O →dp 2H2 + O2
tự nhiên và ứng dụng của Ozon (7 phút)
- GV: gọi nhĩm 4 lên trình bày (BP1). - HS: …
- GV: gọi nhĩm khác nhận xét, bổ sung và nêu thắc mắc (BP8).
- GV: cĩ thể gợi mở các nhĩm khác nêu thắc mắc (nếu cần): O2 và O3 là 2 dạng thù hình của nhau, đều được cấu tạo từ nguyên tố oxi, đều cĩ tính oxi hĩa nhưng tại sao ozon lại cĩ tính oxi hĩa mạnh hơn oxi?
- GV: nhận xét phần giải thích của nhĩm 4 và giải thích lại nguyên nhân O3 cĩ tính oxi hĩa mạnh hơn O2 cho HS.
- GV: nĩi thêm ozon cịn oxi hĩa được ion I- trong dung dịch thành I2 cịn oxi thì khơng: 1 0 0 2 0 2 3 2 2 2K I O H O I 2K O H O − − + + → + + nhận biết O3 và O2.
- GV: kết luận lại TCHH của O3 đánh giá phần trình bày của nhĩm 4 vào phiếu đánh giá năng lực sử dụng ngơn ngữ (BP6).
Là 1 dạng thù hình của oxi.
I. Tính chất
1. Tính chất vật lý
- Ozon (O3) là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt.
- Hĩa lỏng ở -1120
C, khí ozon hĩa lỏng cĩ màu xanh đậm.
- Tan nhiều trong nước hơn khí oxi.
2. Tính chất hĩa học
O3 cĩ tính oxi hĩa rất mạnh và mạnh hơn oxi.
Giải thích: Ozon là chất kém bền dễ bị phân hủy ở điều kiện thường cho oxi và oxi nguyên tử do O3 cĩ 1 liên kết cộng hĩa trị kiểu cho-nhận kém bền:
3 2
O →O +O
O nguyên tử cĩ tính oxi hĩa mạnh hơn cả oxi, do đĩ ozon cĩ tính oxi hĩa
rất mạnh và mạnh hơn O2
Chứng minh:
- Với Bạc (ở điều kiện thường):
0 0 1 2 3 2 2 2 Ag + O Ag O + O + − → (Kh) (Oxh) 2 Ag + O → khơng phản ứng - Với ddKI: 1 0 2 0 3 2 2 2 2K I + O + H O 2K O H + I + O − − → (Kh) (Oxh) 2 2 KI + O + H O → khơng phản ứng.
- GV: lưu ý thêm cho HS: vì ozon cĩ tính oxi hĩa mạnh nên cĩ hoạt tính sinh lý cao. Nếu vượt quá giới hạn sinh thái sẽ gây độc hại và giáo dục HS ý thức bảo vệ mơi trường do hiện nay tầng ozon đã cĩ nơi bị thủng do đĩ rất nguy hiểm.
- GV: nĩi thêm rừng thơng cĩ tác dụng dưỡng bệnh do cây thơng tạo ra 1 lượng ozon và yêu cầu các nhĩm hồn thành phiếu học tập số 2 (BP4).
- HS:...
II. Ozon trong tự nhiên
Trên tầng cao khí quyển, O3 được tạo thành từ O2 do ảnh hưởng của tia cực tím (UV ) hoặc sự phĩng điện trong cơn giơng. 2 3 3 UV 2 O → O III. Ứng dụng - Lượng nhỏ ozon (<10-6 %) sẽ làm khơng khí trong lành, bảo vệ trái đất, ngăn tia tử ngoại, lượng lớn sẽ gây hại cho con người.
- Tẩy trắng tinh bột, dầu ăn, ....
- Khử trùng nước, khử mùi, bảo quản hoa quả, chữa sâu răng.
V.4. Củng cố (3 phút)
GV nhấn mạnh lại các tính chất hĩa học của oxi và so sánh tính oxi hĩa của oxi, ozon và cách nhận biết chúng.
V.5. Dặn dị (1 phút)
+ Cá nhân HS về nhà học bài, làm các bài tập trang 127, 128 sách giáo khoa. + Nhĩm HS: thảo luận hồn thành PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 theo nhĩm (BP4).
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 (BP5) Tìm hình ảnh trên mạng về:
1. Ứng dụng của oxi và ozon (trong đời sống, sản xuất, cơng nghiệp và nơng nghiệp).
2. Hậu quả của nạn chặt phá rừng và thủng tầng ozon.
3. Những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến lượng oxi trong khơng khí.
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 (BP7)
Sắp xếp 4 hình sau theo đúng thứ tự quá trình tạo thành ozon trong tự nhiên. Dựa vào thứ tự hình đúng đã sắp xếp, em hãy mơ tả quá trình đĩ?
PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1
1. Cho các chất sau đây:
CH4, Cu, N2, CO2, Pt, S, Au, Fe, C, Mg, P, CH3OH.
Những chất nào tác dụng được với oxi? Viết phương trình minh họa. 2. Giải thích hiện tượng các đồ dùng bằng sắt để trong khơng khí ẩm lâu ngày sẽ khơng cịn nhẵn bĩng mà nổi lên những mụn đỏ.