III. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ YẾU Phương pháp thảo luận nhóm.
5. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
PHIẾU HỌC TẬP
BÀI 29: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM HALOGEN
NỘI DUNG 1: VỊ TRÍ CỦA NHÓM HALOGEN TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
1.1. Dựa vào BTH cho biết tên, kí hiệu, vị trí của các nguyên tố nhóm halogen. Nhận xét về vị trí nhóm halogen trong BTH.
1.2. Đặc điểm của nguyên tố Atatin (Z=85).
NỘI DUNG 2: CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ
CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG NHÓM HALOGEN
2.1. Từ vị trí của nhóm halogen trong bảng tuần hoàn, hãy cho biết cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng tổng quát ở trạng thái cơ bản của nguyên tử các halogen và phân bố
electron vào các ô lượng tử.
2.2. Sự khác nhau căn bản về cấu trúc electron (thể hiện qua cấu hình electron) của nguyên tử flo với nguyên tử của các nguyên tố halogen cùng nhóm là gì? Từđó hãy xác định số
electron độc thân ở trạng thái cơ bản, trạng thái kích thích của các nguyên tử halogen. 2.3. Tại sao phân tử các halogen đều cấu tạo từ 2 nguyên tử?
2.4. Năng lượng liên kết của các halogen
Bảng 5.1.Độ dài liên kết và năng lượng liên kết của các halogen X2
X2 F2 Cl2 Br2 I2
Độ dài liên kết (nm) 0,142 0,199 0,228 0,267 Năng lượng liên kết X – X,
(25oC, 1atm) (kJ/mol) 159 243 192 151
a. Thực nghiệm đã xác định được rằng để phá vỡ liên kết giữa 2 nguyên tử F trong 1 mol phân tử F2 cần cung cấp một năng lượng ít nhất là 159 kJ.
Vì vậy, người ta nó năng lượng liên kết của F2 là EF – F = 159 kJ/mol. Nêu khái niệm năng lượng liên kết.
b. Dựa vào bảng 5.1, hãy giải thích tại sao từ F2 Cl2 năng lượng liên kết tăng, nhưng từ Cl2 I2 năng lượng liên kết lại giảm?
NỘI DUNG 3: TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA CÁC HALOGEN
Dựa vào bảng 5.2 nêu quy luật biến đổi trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các đơn chất halogen.
Bảng 5.2.Tính chất vật lí của các đơn chất halogen
Đơn chất Trạng thái tập hợp (20oC) - Màu sắc Nhiệt độ nóng chảy (oC) Nhiệt độ sôi (oC)
F2 Khí, lục nhạt -219,6 -188,1
Cl2 Khí, vàng lục -101,0 -34,1
Br2 Lỏng, nâu đỏ -7,3 59,2
I2 Rắn, đen tím có ánh kim 113,6 185,5
NỘI DUNG 4: TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CÁC HALOGEN
4.1. Nêu quy luật biến thiên bán kính nguyên tử, độ âm điện của các nguyên tố halogen. 4.2. Giải thích vì sao các halogen giống nhau về tính chất hoá học cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất do chúng tạo thành?
4.3. Nêu tính chất hoá học chung của các halogen. Giải thích.
4.4. Nêu quy luật biến thiên tính chất hoá học của các halogen. Giải thích.
4.5. Giải thích tại sao trong các hợp chất, flo chỉ có số oxi hóa (-1) còn các halogen khác ngoài số oxi hóa (-1) còn có số oxi hóa dương?
PHỤ LỤC 6
GIÁO ÁN BÀI IOT §36.
I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức 1. Kiến thức
-Biết trạng thái tự nhiên, phương pháp điều chế và ứng dụng của iot.
-Biết tính chất hoá học của iot và một số hợp chất của iot; phương pháp nhận biết iot.
-Biết HIO kém bền nhất, có tính axit và tính oxi hóa yếu nhất so với các axit hipohalogenơ khác.
-Hiểu iot có tính oxi hóa yếu và tính khử mạnh hơn các halogen khác.
-Hiểu HI kém bền với nhiệt, có tính axit và tính khử mạnh nhất so với các HX khác.
-Hiểu I- có tính khử mạnh hơn các ion halogenua khác. 2. Kĩ năng
-So sánh được tính chất hoá học của iot, hợp chất của iot với các halogen khác. -Quan sát và giải thích hiện tượng các thí nghiệm về tính chất hoá học của iot và các hợp chất của chúng.
-Viết phương trình hoá học minh hoạ cho tính chất của iot và hợp chất của iot. -Giải các bài tập định tính và định lượng.
3. Thái độ
Lòng say mê học tập, yêu khoa học, ý thức vươn lên chiếm lĩnh khoa học kĩ thuật và ý thức bảo vệ môi trường.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Hóa chất: iot (rắn), hồ tinh bột, nước, rượu etylic, dung dịch KI. - Dụng cụ: 3 ống nghiệm, ống hút, kẹp ống nghiệm.
- Phiếu học tập. 2. Học sinh
- Soạn bài theo yêu cầu của phiếu học tập, chuẩn bị bài báo cáo. - Chuẩn bị những vấn đề thắc mắc.
III. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHỦ YẾU Phương pháp thảo luận nhóm. Phương pháp thảo luận nhóm.
IV.THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CỦA GV VÀ HS
HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH
Hoạt động 1: Vào bài
Muối iot được dùng để thay thế muối ăn thường trong việc nêm nếm thức ăn vì iot là một nguyên tố vi lượng hết sức cần thiết đối với con người. Theo các nhà khoa học mỗi ngày cơ thể con người cần được cung cấp từ
1.10-4đến 2.10-4g iot. Vậy iot có tính chất hoá học gì giống và khác với các halogen khác? Hợp chất của iot giống và khác hợp chất tương ứng của các halogen khác như thế nào?
Hôm nay chúng ta sẽ cùng nghiên cứu về iot.
Học sinh ghi tựa bài.
§36. IOT
Hoạt động 2: Trạng thái tự nhiên. Điều chế.
- GV yêu cầu đại diện nhóm 1 lên trình bày nội dung 1 trong phiếu học tập.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 1.
- Đại diện nhóm 1 báo cáo nội dung 1 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
1. Do hoạt động hoá học mạnh, iot chỉ tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất.
2. Hàm lượng iot (ở dạng hợp chất) có trong vỏ trái đất là ít nhất so với các halogen khác
(khoảng 4.10-5 % khối lượng vỏ trái đất và phân tán).
Hợp chất của iot có trong nước biển, một số loại rong biển và trong tuyến giáp ở người.
3. Nguyên tắc điều chế iot là oxi hóa ion I- thành I2.
-1 0
2 2
2Na I + Cl 2NaCl + I
Iot Brom Flo Clo
4.10-5% 3.10-4% 6,25.10-2% 0,013%
Trữ lượng trong vỏ trái đất
Hoạt động 3: Tính chất vật lí của iot.
- GV yêu cầu 1 HS đại diện nhóm 2 lên trình bày nội dung 2 trong phiếu học tập, 1 HS khác làm thí nghiệm thử tính tan của iot trong nước, trong ancol etylic và trong dung dịch KI.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 2, lưu ý những kiến thức quan trọng cần nhớ.
- Đại diện nhóm 2 báo cáo và làm thí nghiệm nội dung 2 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
1. Ở điều kiện thường, iot là tinh thể màu đen tím, có vẻ sáng kim loại; iot ít tan trong nước, dễ tan trong dung môi hữu cơ (ancol etylic, xăng, …), tan nhiều trong dung dịch kali iotua tạo phức KI3:
I2 + KI KI3
2. Khi đun nóng, iot không nóng chảy mà biến thành hơi màu tím, khi làm lạnh hơi iot lại chuyển thành tinh thể, không qua trạng thái lỏng. Hiện tượng này gọi là sự thăng hoa.
Hoạt động 4: Tính chất hoá học của iot.
- GV yêu cầu đại diện nhóm 3 lên trình bày nội dung 3.1, 3.2 trong phiếu học tập.
- GV yêu cầu đại diện nhóm 4 lên trình bày nội dung 3.3 (1 HS trình bày, 1 HS khác làm thí nghiệm iot tác dụng với hồ tinh bột) trong phiếu học tập.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 3 và lưu ý những kiến thức quan trọng cần nhớ.
- Đại diện nhóm 3 báo cáo nội dung 3.1, 3.2 trong PHT.
- Đại diện nhóm 4 báo cáo và làm thí nghiệm nội dung 3.3 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
1. Số oxi hóa của mỗi nguyên tử I trong phân tử I2đều bằng 0, đó là số oxi hóa trung gian của nguyên tố I nên I2 vừa có khả năng nhận electron vừa có khả năng nhường electron. Vì vậy I2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.
Vì nguyên tử I có 7 electron ở lớp ngoài cùng và có độ âm điện lớn nên rất dễ nhận electron I2 có tính oxi hóa mạnh.
năng lượng ion hóa thứ nhất lớn (I1 = 1140 kJ/mol) nên I2 khó nhường electron I2 có
tính khử yếu nhưng mạnh hơn Cl2, Br2.
Chứng minh tính oxi hóa mạnh của I2: Iot oxi hóa được nhiều kim loại.
2 Al0 + 3I02 2 A+3 1l I-3
Fe + I 0 02 to Fe I +2 -12
Iot oxi hóa được hiđro ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác. H02(k) + I02(r) 2H+1 -1I (k) ; H = 51,88 kJ
Chứng minh tính khử yếu của I2:
Phản ứng với dung dịch kiềm: Ion IO- phân huỷở tất cả các nhiệt độ cho nên iot chỉ tác dụng với dung dịch kiềm theo phản ứng -1 +5 3 2 0 2 + 3I 6NaOH 5Na I + Na I O + 3H O Phản ứng với chất oxi hóa mạnh: +5 3 0 0 2 + 2 2 I 5Cl + 6H O 2H I O + 10H Cl-1
2. Iot chỉ oxi hóa hiđro ở nhiệt độ cao, có chất xúc tác, phản ứng thuận nghịch và thu nhiệt nên khả năng tham gia phản ứng hoá học của iot yếu hơn các halogen khác Iot có tính oxi hóa yếu hơn các halogen khác.
3. Iot tạo thành với hồ tinh bột một chất có màu xanh (màu xanh biến mất khi đun nóng và trở lại khi để nguội). Vì vậy, dung dịch iot được dùng làm thuốc thửđể nhận biết hồ tinh bột và ngược lại.
Hoạt động 5: Ứng dụng của iot.
- GV yêu cầu đại diện nhóm 4 trình bày tiếp nội dung 4 trong phiếu học tập.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 4.
- Đại diện nhóm 4 báo cáo nội dung 4 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
Iot được dùng nhiều dưới dạng cồn iot (dung dịch iot 5% trong ancol etylic) để làm chất sát trùng.
Nguyên tố iot có trong thành phần của nhiều dược phẩm.
Muối ăn được trộn với một lượng nhỏ KI hoặc KIO3 được gọi là muối iot. Sử dụng muối iot giúp tránh được các rối loạn do thiếu iot.
Hoạt động 6: Hiđro iotua và axit iothiđric
- GV yêu cầu đại diện nhóm 5 lên trình bày nội dung 5 trong phiếu học tập.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 5; lưu ý những kiến thức quan trọng cần nhớ.
- Đại diện nhóm 5 báo cáo nội dung 5 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
1. Từ HF HI, độ bền với nhiệt giảm do độ dài liên kết tăng và năng lượng liên kết giảm.
Hiđro iotua (HI) có độ dài liên kết lớn nhất và năng lượng liên kết nhỏ nhất nên HI kém bền với nhiệt hơn cả. Ở 300oC, nó bị phân huỷ thành iot và hiđro với mức độđáng kể:
+1 -1 0 0
2 2
2H I H + I
2. Từ HF HI, bán kính của các ion X- tăng nên lực hút giữa H+ và X- giảm khả
năng cho H+ của HX tăng tính axit tăng axit iothiđric có tính axit mạnh nhất. 3. Từ HF HI, tính khử tăng; HI có tính khử mạnh nhất.
Giải thích: Quá trình oxi hóa HX diễn ra như sau:
- Cung cấp năng lượng để thực hiện quá trình bẻ gãy liên kết H – X (Elk H-X). - Cung cấp năng lượng (E1) để thực hiện quá trình tách electron của ion X-. Khi đi từ HF HI thì độ dài liên kết tăng Elk H-X giảm.
Khi đi từ F- I- thì bán kính tăng lực hút giữa hạt nhân và electron lớp ngoài cùng của X- giảm E1 giảm.
Vậy khi đi từ HF HI thì (Elk H-X + E1) giảm khả năng nhường electron của HX tăng từ HF đến HI Tính khử tăng từ HF đến HI.
Chứng minh tính khử mạnh của HI:
HI có thể khử axit sunfuric đặc thành H2S, khử muối sắt (III) thành muối sắt (II): 2 -1 +6 0 -2 4 2 2 8H I + H S O 4I + H S + 4H O2 l +3 +2 -1 0 3 2 + 2 2 H I + 2FeCl 2FeCl I + 2HC
4. Không thể dùng phương pháp sunfat để điều chế HI (giống HCl) vì HI có tính khử mạnh hơn HCl, chúng khửđược H2SO4đặc. NaI + H2SO4 HI + NaHSO4 2 4 2 2 8H I + H SO 4I + H S + 4H O2 Hoạt động 7: Một số hợp chất khác
- GV yêu cầu đại diện nhóm 6 lên trình bày nội dung 6 trong phiếu học tập.
- GV kết luận câu trả lời trong nội dung 6; lưu ý những kiến thức quan trọng cần nhớ.
- Đại diện nhóm 6 báo cáo nội dung 6 trong PHT.
- Các HS khác theo dõi, nêu câu hỏi, bổ sung.
Kiến thức học sinh tự chiếm lĩnh được
1. Đa số các muối iotua dễ tan trong nước, trừ muối AgI, PbI2 không tan, đều có màu vàng.
2. Tính khử của các ion halogenua tăng dần theo chiều F- < Cl- < Br- < I-. Ion iotua có tính khử mạnh nhất.
3. Nhận biết muối iotua: Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào dung dịch muối iotua, ta thấy xuất hiện kết tủa màu vàng của bạc iotua:
AgNO3 + NaI AgI + NaNO 3
4. Từ HFO HIO tính bền giảm, tính axit giảm, tính oxi hóa giảm.
Hoạt động 6: Củng cố và ra bài tập
1. Củng cố
GV đặt câu hỏi chốt lại các kiến thức trọng tâm.
- Nêu quy luật biến đổi tính oxi hóa, tính khử
của các đơn chất halogen.
- Nêu quy luật biến đổi độ bền với nhiệt, tính axit, tính khử của các hợp chất HX.
- Nêu quy luật biến đổi tính bền, tính axit và tính oxi hóa của các axit hipohalogenơ.
2. Ra bài tập sách giáo khoa trang 145.
HS theo dõi, trả lời câu hỏi.
- Từ flo iot, tính oxi hóa giảm dần, tính khử tăng dần (flo không thể hiện tính khử).
- Từ HF HI, độ bền với nhiệt giảm, tính axit tăng dần, tính khử tăng dần.
- Từ HFO HIO, tính bền giảm, tính axit giảm, tính oxi hóa giảm.