Trên cơ sở các nội dung kiến thức của chương oxi, trong dạy học ta có thể xây dựng các tình huống có vấn đề theo các nội dung sau:
Tình huống 1: Tại sao trong cùng phân nhóm VIA mà oxi có tính oxỉ hoá mạnh còn s và
các nguyên tổ khác lại vừa có tỉnh oxi hoá vừa có tỉnh khử?
GQVĐ cần hướng dẫn HS phân tích:
- Cấu tạo nguyên tử oxi và các nguyên tố khác trong nhóm có gì giống và khác nhau?
- So sánh độ âm điện của oxi và các nguyên tố khác trong nhóm?
- Xu hướng tạo ra các trạng thái oxi hoá của các nguyên tố có gì khác nhau?
- Tính chất hoá học giữa oxi và các nguyên tố khác trong nhóm có gì giống và khác nhau? Kiến thức thu được:
- Oxi có độ âm điện lớn, cấu tạo nguyên tử không có phân lớp d trống, có tính oxi hoá mạnh, số oxi hoá - 2.
- Các nguyên tố khác trong nhóm VI A (S, Se, Te) có phân lớp d trống, trạng thái kích thích tạo ra tối đa 6 e độc thân. Ngoài số oxi hoá- 2 còn tạo ra các số oxi hoá dương +2, +4, +6 —> s, Se, Te vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử.
Tình huống 2: Làm thể nào để biết Ơ2 chiếm 1/5 thể tích không khỉ? Cần hướng dẫn HS dựa vào kiến thức sau:
itsUi <J- p/tMftt 'ÍKí/i' JVt Ja /f f ậ*ĩ iâi nạAiêp
- Thành phần không khí bao gồm những khí nào chủ yếu? (Ơ2 20%, N2 78%, khí khác: C02, H2).
- Oxi có phản ứng đặc trưng là gì? (02 dễ dàng tham gia phản ứng cháy)
- Các khí khác trong không khí có tham gia phản ứng cháy không? (N2, C02 không duy trì sự cháy)
- Có thể dùng tính chất này của oxi để xác định thành phần oxi trong không khí không? Tình huống 3: Vai trò của MnỠ2 trong điều chế O2 từ KCIO3.
Thí nghiệm điều chế oxi trong phòng thí nghiệm bằng cách nhiệt phân hỗn hợp KCIO3 và MnƠ2. Trong hành phần phân tử của chúng đều chứa nguyên tố oxi. Vậy oxi được giải phóng ra nhờ quá trình phân huỷ chất nào? (Tình huống này đã được đề cập trong ví dụ về tạo tình huống lựa chọn)
Tình huống 4: Vì sao trong công nghiệp điều chế oxi từ không khỉ cần loại bỏ hơi nước
và CỠ2 trước khi hoả lỏng không khí?
Cần hướng HS chú ý đến:
- Nhiệt độ hoá lỏng của O2.
- Ở nhiệt độ đó H20 và CO2 ở trạng thái nào? (Cả H20 và CO2 đều bị hoá rắn)
- Điều này có ảnh hưởng gì đến thiết bị điều chế?
Tình huống 5: Vì sao O3 có tính oxỉ hoá mạnh hơn O2 và tan trong nước tốt hom, Ỡ2 rất nhiều?
Để GQVĐ cần hướng dẫn HS:
- Phân tích sự khác nhau về cấu tạo phân tử, dạng liên kết trong O2, O3
- So sánh độ bền các liên kết trong phân tử O2, O3
- So sánh khả năng phản ứng của oxi nguyên tò và oxi phân tử. Tình huống 6: Ozon cỏ lợi hay có hại cho con người? Hướng dẫn HS phân tích vấn đề:
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
- O 3 có lợi như thế nào cho con người? (bảo vệ trái đất (tầng ozon), không khí trong lành, tẩy trùng, khử độc...)
- Nếu dùng O 3 với liều lượng lớn thì xảy ra hiện tượng gì? (ozon có tính oxi hoá mạnh dễ phân huỷ các hợp chất hữu cơ trên mặt đất, gây ô nhiễm môi trường).
Tình huống 7: Tại sao ozon nằm lơ lửng trên tầng cao của khỉ quyển mà không bị " rơi
xuống" trong không khỉ O3 có khối lượng (M = 48) nặng hom không khí?
Hướng dẫn HS GQVĐ:
- Tầng ozon được tạo ra nhờ phản ứng nào? Tồn tại ở khu vực nào của khí quyển?
- Hàm lượng ozon trên tầng ozon có lớn không?
- Thành phần khí quyển trên khu vực có tầng ozon có giống với vùng không khí ở gần mặt đất không? (giáo viên cung cấp)
- Hãy so sánh khối lượng tiêng của ozon trên tầng ozon so với khối lượng trung bình của không khí?
- Tại sao ozon không tồn tại ở vùng không khí gần mặt đất? Kiến thức thu được:
- Khi so sánh tỉ khối của 2 khí chỉ dựa vào khối lượng phân tò chưa đủ mà phải xét trong cùng một điều kiện.
- O 3 có tính oxi hoá mạnh nên không tồn tại ở lâu trong tầng đối lưu.
Tình huống 8: Tại sao người ta thường đặt các viện dưỡng lão ở gần
các đồi thông?
GQVĐ cần chú ý tới:
- Các nguồn sinh ra ozon trong tự nhiên (ozon sinh ra từ nhiều nguồn trong đó có cả chất chứa trong nhựa thông).
- Hàm lượng ozon do cây thông tạo ra có lợi hay có hại cho sức khoẻ? (Hàm lượng ozon nhỏ có lợi làm cho không khí trong lành).
Tình huống 9: Tại sao sau cơn giông bầu không khí lại trong lành, mát
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
mẻ?
GQVĐ cần chú ý tới:
- Sau cơn giông, ozon được sinh ra rất nhiều.
- Tính chất vật lý của ozon (có màu xanh đặc trưng và có khả năng diệt trùng).
Tình huống 10: Hiện tượng suy giảm tầng OZOYI đang là một vẩn đề môi trường toàn
cầu. Nguyên nhân của hiện tượng này là gì? Giải pháp để khắc phục?
Nguyên nhân của hiện tượng này là:
A.Sự thay đổi của khí hậu.
B. Chất thải CFC (freon) do con người gây ra.
c. Các hợp chất hữu cơ.
D.MỘt nguyên nhân khác. Đáp án: B.
Giải pháp khắc phục:
- Khí CFC có nhiều ở đâu? (thành phần làm lạnh trong ngành công nghiệp điện lạnh (tủ lạnh, máy l ạ n h . . b ì n h cứu hỏa, bình xịt...)
- Làm thế nào để làm giảm lượng khí thải CFC? (Dùng các chất có đặc tính tương tự để thay thế CFC)
Tình huống 11: Vì sao những bức tranh cổ để lâu thường bị đen đi? Để khôi phục
những bức tranh đó tại sao người ta lại dùng H2O2?
Hướng dẫn HS tìm hướng GQVĐ:
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
- Chất màu dùng để vẽ tranh là hợp chất nào? (2РЬСОз.РЬ(ОН)2)
- Dự đoán chất màu đen sinh ra trong bức tranh để lâu là chất gì? (PbS) và do đâu mà sinh ra?
- Tại sao dùng H 2O2 có thể khôi phục bức tranh?
- Viết phương trình hóa học của phản ứng để chứng minh?
Tình huống 12: Tại sao ở điều kiện thường s khá trơ về mặt hoá học, s chỉ hoạt động
mạnh khỉ cỏ điều kiện nhiệt độ cao mặc dù s có độ âm điện cũng lém?
Hướng dẫn HS hướng GQVĐ:
- Nêu cấu tạo phân tử của s ở điều kiện thường? (S8)
- Anh hưởng của nhiệt độ đến cấu tạo phân tử như thế nào? (khi tăng nhiệt độ thì công thức phân tử của s thay đổi như thế nào?)
- So sánh khả năng hoạt động hoá học của s và s8?
Tình huống 13: Vì sao các kim loại Ag, Cu không tác dụng với axỉt loãng mà lại bị đen
đi khi để trong không khỉ hoặc trong nước cỏ chứa H2S?
GQVĐ cần hướng HS xác định:
- Tính chất của H2S? (tính axit yếu, tính khử).
- Tính chất của Ag, Cu? (tính kim loại yếu, tính khử yếu).
- Trong không khí, dung dịch H2S còn có chất nào có tính oxi hoá? (có sự tham gia của oxi không khí).
- Vai trò của H2S trong phản ứng?
Từ đó hướng HS phát triển các vấn đề sau:
- Vì sao người bị cảm thì dùng đồng tiền bạc hoặc vật dụng bằng bạc để đánh cảm thì đồng bạc lại bị đen đi?
- Vì sao đeo đồ trang sức bằng bạc thì có tác dụng kị gió?
- Cách làm sáng các đồ trang sức bằng bạc?
Vận dụng: Quan sát đồ trang sức (vàng, bạc) đeo trên người có thể biết được sức khỏe của người dùng. Điều đó đúng hay sai? Giải thích?
itsui гУ- p/tMftt ж>я Ws)/2 JViàa /uậtt frĩĩ *ĩ
Tình huống 14: H2S được tạo ra từ sự phân huỷ rác thải sinh hoạt. Vì sao hàm lượng H2S trong không khí không tăng lên trong khi rác thải sinh hoạt ngày càng tăng?
GQVĐ hướng HS chú ý tới:
- Tính chất đặc trưng của H2S? (tính khử).
- Tính chất này thực hiện trong điều kiện nào? (dễ bị oxi hoá bởi oxi không khí ở nhiệt độ thường).
Tình huống 15: Trong khỉ thải của nhà mảy hoả chất A cỏ các hợp chất của lưu huỳnh
rất độc và gây ô nhiễm môi trường (SO2, H2S...) hãy đề xuất phương pháp để giúp nhà máy A xử lí các khỉ thải trên?
Để GQVĐ cần giúp HS chú ý tới:
- Trong các dạng đơn chất và hợp chất của s thì dạng nào ít gây độc và ô nhiễm môi trường? (S đơn chất)
- Các dạng họp chất của s gây ô nhiễm môi trường chuyển về dạng đơn chất không gây ô nhiễm môi trường bằng phản ứng hóa học nào?
- Viết phương trình hóa học của các phản ứng cụ thể? (SO 2 + H2S, H2S + O2)
Vận dụng kiến thức vừa thu được để giải quyết các vấn đề sau: Tại sao lọ đựng dung dịch H2S ở trong phòng thí nghiệm vài ngày có kết tủa đục sữa hoặc vàng nhạt?
Tình huống 16: cỏ thể dùng axit H2SO4 đặc nóng, axit HNO3 đem để điều chế H2S khi cho tác dụng với muối sunýua được hay không? (tình huống lựa chọn)
Để GQVĐ cần hướng dẫn HS đến phân tích:
itsui гУ- p/tMftt ж>я Ws)/2 JViàa /uậtt frĩĩ *ĩ
- Các axit H2SO4 đặc nóng, axit HNO3 có tính chất gì khác biệt so với các axit khác? (ngoài tính axit chúng còn tính chất gì khác)
- Có nhận xét gì về tính chất hoá học của các chất tham gia phản ứng? (Muối suníiia có tính khử, axit có tính oxi hoá)
- Nếu cho các axit trên tác dụng với muối sunfua thì có thu được H2S không?
Tình huống 17: Dùng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề khỉ dạy học sinh nghiên
cứu về tính oxỉ hoả mạnh của dung dịch axỉt H2SO4 đặc, nóng. Nêu vấn đề:
GV làm thí nghiệm cho mảnh Cu vào ống nghiệm chứa 2 ml dung dịch axit H2SO4 đặc, trong điều kiện thường.
HS nhận xét: Không có phản ứng xảy ra do Cu đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học của kim loại.
GV đặt vấn đề: Vậy nếu đem đun nóng ống nghiệm có hiện tượng gì xảy ra không? Sản phẩm sinh ra là chất gì? Vậy ngoài tính axit thì H2SO4 còn có tính chất nào khác?
GQVĐ:
GV hướng dẫn HS tìm hướng GQVĐ:
- So sánh mảnh đồng và màu dung dịch trong ống nghiệm trước và sau khi được đun nóng? So sánh màu dung dịch thu được với màu dung dịch C11SO4?
- Chất khí sinh ra là chất gì? Có phải H2 không? Thử bằng cách nào? (đưa qua đóm đang cháy vào đầu ống nghiệm, nếu cháy tiếp tục thì có H2 thoát ra).
Vậy ngoài tính axit thì H2SO4 đặc, nóng còn có tính chất hoá học gì khác nữa, do nguyên tò nào gây nên? Viết các quá trình trao đổi electron và phương trình phản ứng xảy ra?
Nhận xét hiện tượng thí nghiệm:
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
- Ống nghiệm chứa H2SO4 đặc và Cu trước khi đun nóng không có hiện tượng gì xảy ra. Sau khi đun nóng, Cu tan ra, dung dịch chuyển thành màu xanh, có khí thoát ra.
- Khí thu được là khí SO 2 (có mùi hắc, không màu, làm đỏ giấy quỳ tím ẩm).
- Dung dịch thu được có màu xanh giống dung dịch CuS04 —> dung dịch G1SO4.
- Phản ứng xảy ra là phản ứng oxi hoá khứ, trong đó s+6 trong H2SO4 chuyển xuống s+ 4
trong S02.
Quá trình cho, nhận e xảy ra như sau: Cu -> Cu + 2e2+
s6+ + 2e -> s4+
2H2S04 + Cu — C u S 0 4 + S02 +2H20
Trong đó H2SO4 thể hiện tính oxi hoá, do nguyên tò s+ 6 gây nên.
Kết luận vẩn đề: Giáo viên kết luận vấn đề, chỉnh lí, bổ sung.
H2SO4 ngoài tính oxi hoá do nguyên tử H (số oxi hóa +1) gây nên thì còn có tính oxi hoá do nguyên tò s (số oxi hoá +6) gây nên trong điều kiện là dung dịch đặc nóng, tác dụng với hầu hết các kim loại, trừ Au và Pt.
Kiểm tra lại kiến thức vừa tìm được và vận dụng:
GV yêu cầu HS nêu hiện tượng xảy ra và viết PTHH của phản ứng xảy ra khi cho H2SO4 đặc nóng tác dụng với các kim loại: Fe, Mg, Al, Mn, Hg.
Tình huống 18: Dùng thỉ nghiệm để tạo tình huống có vấn đề khi dạy học sinh nghiên cứu bản chất của hai phản ứng: Cu + H2SO4 và Fe + H2SO4. Nêu vấn đề: GV cho hs quan
sát thí nghiệm trên băng hình:
+ống nghiệm 1: Fe + H2S04đặc, nguội. +ống nghiệm 2: Cu + H2S04đặc, nguội. —> Không có hiện tượng gì xảy ra.
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
Đun nóng cả hai ống nghiệm thấy có phản ứng xảy ra theo PTHH sau:
2Fe + 6H2SO4 -^We2(S04) 3 + 3S02 + 6H20 Cu + 2H2SO4 —C1 1SO4 + SO2 + 2H20
GV đặt vấn đề: Từ hiện tượng Fe, Cu không phản ứng với H2SO4 đặc nguội, cùng phản ứng với H2SO4 đặc, nóng có thể kết luận Fe, Cu có mức hoạt động hóa học với H2SO4 đặc như nhau không? Vì sao?
GQVĐ:
- Những kim loại nào thụ động với axit H 2SO4 đặc, nguội? (Fe, Al, Cr)
- Tại sao khi đun nóng, Fe lại phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc?
- Phản ứng Cu + H2SO4 đặc xảy ra trong điều kiện nào? (Đun nóng) Tình huống 19:
Tính háo nước của H2SO4 đặc: Sự làm khô và than hoá có bản chất giống nhau hay khác nhau?
GQVĐ cần hướng dẫn HS phân tích:
- Sự làm khô Q 1SO4.5H2O thì chất nào được tách ra?
- Sự than hoá đường và xenlulozơ (giấy viết) thì nguyên tố nào bị tách ra? ở dạng chất nào? Từ đó phát triển vấn đề:
- Tại sao khi tiếp xúc với các axit đặc dễ bị bỏng?
- Khi bị bỏng axit H2SO4 đặc phải xử lý như thế nào? (Lựa chọn)
A. Xối nước mạnh rồi rửa bằng dung dịch NaHC03.
Xối nước mạnh rồi rửa bằng dung dịch NaOH (hoặc nước muối).
itsUi ri“- p/tựftt 'ÍKí/i' JVl fứi /f f ậ*ĩ frĩĩ *ĩ(//liêp
c. xối nước mạnh rồi rửa bằng dung dịch nước vôi trong. D. Xối nước mạnh rồi rửa bằng xà phòng.
Đáp án: A.
- Những chất nào sau đây có thể được làm khô bằng dung dịch H2SO4 đặc: H2, CO, S0 2, H2S, C02, Cl2, NH3, 02, N2?
Tình huống 20: Tại sao đất ở những vùng có nhiều quặng pirit thường hay bị chua? Hướng dẫn GQVĐ cần hướng HS chú ý đến:
- Đất bị chua chứng tỏ môi trường đất có tính axit bazơ? (môi trường axit).
- Quặng pirit có thể phản ứng với chất nào để tạo ra axit? Viết phương trình phản ứng? Kiến thức HS thu được là:
- Những vùng đất chua có môi trường axit.
- Quặng pirit bị oxi hoá bởi oxi không khí và nước tạo ra môi trường axit:
PTPứ:2FeS2 + 702 + 2H20 2FeS04 + 2H 2S04.
Tình huống 21: Tại sao các axỉt đặc dùng trong PTN, H2SO4 chỉ cỏ nồng độ cao nhất
là: 98%? Nếu cô cạn axỉt loãng có thu được axỉt có nồng độ cao hơn không?