BÀI 45: HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA LƯU HUỲNH
Tiết 1. LƯU HUỲNH ĐIOXIT I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Viết được công thức cấu tạo SO2; nêu được tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, tính chất oxit axit, ứng dụng, phương pháp điều chế SO2.
- Dựa trên cấu tạo phân tử dự đoán được tính chất hoá học của lưu huỳnh đioxit.
2. Kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh ... rút ra được nhận xét về tính chất, điều chế SO2. - Viết PTHH minh hoạ tính chất và điều chế.
3. Thái độ
- Có ý thức chuẩn bị bài trước khi đến lớp, hăng hái phát biểu xây dựng bài
- Thấy rõ trách nhiệm của bản thân về việc sử dụng hiệu quả và tiết kiệm các hóa chất trong học tập và cuộc sống nhằm góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ môi trường.
4. Định hướng phát triển năng lực
Năng lực tư duy phản biện.
Năng lực sáng tạo.
Năng lực phân tích.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên chuẩn bị
- Sách giáo khoa, giáo án và phiếu học tập.
- Dụng cụ thí nghiệm: ống nghiệm khô (hoặc bình cầu), giá sắt, ống thủy tinh, bình tam giác , đèn cồn, bông tẩm xút.
- Hóa chất: Na2SO3 (tinh thể), dung dịch NaOH, axit H2SO4 đặc, giấy quỳ tím, cánh hoa hồng, dung dịch brom.
2. Học sinh chuẩn bị
- Kiến thức về bài trước và đọc bài mới ở nhà.
III. PHƯƠNG PHÁP
- Phương pháp thuyết trình và làm việc nhóm. - Phương pháp nêu và giải quyết vấn đề. - Phương pháp trực quan.
- Kỹ thuật sơ đồ tư duy.
- Các biện pháp 1, 2 đã đề xuất. - Sử dụng các BTTH ở các phần:
+ Tính chất hóa học:
Tìm hiểu SO2 gây ô nhiễm môi trường như thế nào. Xử lý khí SO2 trong PTN, trong CN
+ Ứng dụng của SO2
- Các tình huống được sử dụng kết hợp với các biện pháp theo quy trình mục 2.4.2.
IV. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG 1. Ổn định trật tự lớp, kiểm tra sĩ số 2. Nội dung bài mới
Mở bài: Giáo viên chiếu đoạn phim hoạt hình về nguyên nhân và hậu quả của mưa axit. Theo đoạn phim, hai chất nào là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng mưa
axit. Từ đó GV giới thiệu hợp chất SO2 là hợp chất gây ô nhiễm, cùng tìm hiểu về hợp chất này để thảo luận về giải pháp chống ô nhiễm môi trường.
Hoạt động 1: Tái hiện kiến thức đã biết về SO2 bằng sơ đồ tư duy (20 phút) Hoạt động của GV và HS Nội dung
- GV dùng 1 sơ đồ tư duy khuyết vẽ vào giấy A0, dán ở bảng yêu cầu HS: Từ những điều đã biết về SO2 em hãy trình bày tóm tắt về cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học, điều chế vào sơ đồ tư duy. HS điền những nội dung còn trống trong sơ đồ tư duy phát cho học sinh (in ra giấy A3).
- GV: Gọi 2 HS 2 nhóm lên bảng điền những điều đã biết về SO2 vào sơ đồ tư duy còn trống, viết các PTHH minh họa.
- GV: Gọi các nhóm nhận xét, bổ xung. - GV tổng kết những điều đã biết về SO2
+ Cấu tạo: SO2 có cấu tạo góc (chữ V), góc liên kết 119,5o
+ Tính chất vật lý
+ Là 1 oxit axit: SO2 tác dụng với dung dịch bazơ có thể tạo 2 muối.
+ Điều chế
Trong phòng thí nghiệm: SO2 được điều chế theo nguyên tắc: Dùng muối sunfit
- Nội dung ghi bảng là sơ đồ tư duy. - Kiến thức:
I. Cấu tạo phân tử
CTPT: SO2 CTCT: O = S = O, góc liên kết 119,5o Trong hợp chất SO2, nguyên tử S có số oxi hóa +4 II. Tính chất vật lí
SO2: lưu huỳnh đioxit (khí sunfurơ) chất khí không màu mùi hắc nặng hơn không khí, d=64/29=2,2
Nhiệt độ hóa lỏng = -100C
SO2 tan nhiều trong nước (200C 1 lít H2O hòa tan 40 lít SO2, SO2 độc (hít phải SO2 gây viêm đường hô hấp)
III.Tính chất hóa học
1. SO2: oxit axit
- Tác dụng với nước axit sunfurơ: SO2 + H2O H2SO3
H2SO3: axit yếu, không bền, bị phân huỷ ngay trong dung dịch SO2 + H2O
- SO2 tác dụng với bazơ 2 muối: SO32- và HSO-
3 (hiđro sunfit)
(SO32-) kim loại tác dụng với axit mạnh. Trong công nghiệp: SO2 được sản xuất bằng cách đốt S hoặc pirit sắt trong oxi không khí.
- GV đặt vấn đề những điều muốn biết của HS về SO2: Ngoài ra các em còn có câu hỏi nào, hay muốn biết thêm gì về SO2 không?
- HS: Đưa ra câu hỏi để biết thêm về SO2
- GV: Chọn câu hỏi để nghiên cứu tiếp (nghiên cứu tính oxi hóa khử của SO2)
SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH NaHSO3
SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O (SO2 làm vẩn đục nước vôi trong) - Tác dụng với oxit bazơ tan muối sunfit
Na2O + SO2 Na2SO3
CaO + SO2 CaSO3
Hình 2.15. Sơ đồ tư duy bài SO2
Hoạt động 2: Nghiên cứu tính oxi hóa, khử và điều chế SO2 (10 phút) Hoạt động của GV và HS Nội dung
- GV dẫn dắt: Hãy xác định số oxi hóa của S trong SO2, từ đó dự đoán tính chất oxi hóa - khử của SO2?
- GV: SO2 là chất oxi hóa khi tác dụng với chất có tính chất gì? Lấy ví dụ minh họa. - GV chiếu video thí nghiệm khí SO2 tác dụng dung dịch axit H2S.
- GV: SO2 là chất khử khi tác dụng với chất có tính chất gì? Lấy ví dụ minh họa.
- GV hướng dẫn cho 3 nhóm HS làm thí nghiệm, nội dung theo phiếu học tập đã phát.
- GV yêu cầu HS quan sát, nêu và giải thích hiện tượng, thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi trong phiếu học tập.
- Qua câu trả lời thảo luận của HS, GV sửa chữa và bổ xung:
1. Dựa vào dSO2/kk, SO2 nặng hơn không khí nên thu khí bằng phương pháp dời không khí.
2. Chứng minh tính chất oxit axit: SO2 tác dụng được với H2O tạo axit tương ứng → làm quỳ tím ẩm đổi màu hồng. Phản ứng làm mất màu dung dịch Brom thể hiện tính khử. 3. Dẫn qua cốc đựng bông tẩm xút vì 2. SO2 chất khử, chất oxi hoá - SO2 là chất khử khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh 2SO2 + O2 2SO3 SO2 + Br2 +2H2O H2SO4 + 2HBr 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
- SO2 là chất oxi hoá khi tác dụng với chất khử mạnh hơn: Mg, H2S
SO2 +2Mg 2MgO + S SO2 +2H2S 3S+2H2O
IV. Điều chế SO2
Trong CN:
- Đốt cháy lưu huỳnh: S + O2 SO2
- Đốt quặng sunfua:
2FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
2ZnS + 3O2 2ZnO + 3SO2
Trong PTN:
- Cho muối sunfit, hidrosunfit tác dụng với dung dịch axit mạnh:
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O - Đốt cháy lưu huỳnh:
2 5 0 450 500 V O C 0 t
SO2 là khí độc nên khi điều chế khí SO2 để làm thí nghiệm nghiên cứu tính chất của nó, người ta luôn chú ý xử lý khí thoát ra ngoài hay còn tồn dư sau khi làm xong thí nghiệm. - GV yêu cầu HS viết tiếp vào sơ đồ tư duy về tính oxi hóa và tính khử của SO2.
- GV đưa ra bài tập tình huống: (sử dụng biện pháp 2)
Một bạn HS cho rằng có thể xử lý khí SO2 trong đời sống, công nghiệp bằng cách dùng các chất sau: NaOH, CaO, H2O, CaCO3, MgO, P2O5. Em hãy nhận xét về giải pháp này và cho biết cơ sở khoa học của các giải pháp này.
- GV hướng dẫn HS phân tích, tìm cách giải quyết tình huống.
- HS trả lời câu hỏi. HS khác nhận xét, phản biện ý kiến của bạn, tranh luận để tìm ra điểm chưa đúng trong tình huống và đưa ra câu trả lời cuối cùng.
- GV kết luận lại vấn đề.
- Câu hỏi gợi ý xử lý tình huống:
+ Các chất xử lý được khí SO2 phải có tính chất gì?
+ Xét từng chất cụ thể, có tương tác gì với SO2 hay không?
+ Nếu không tương tác với SO2 thì có chọn làm chất xử lý SO2 được không?
- Gợi ý trả lời:
Chất xử lý được SO2 phải có phản ứng hoặc hấp phụ được SO2. Giải pháp của bạn HS đưa ra, có điểm sai là dùng P2O5 vì P2O5 không có phản ứng với SO2. Các chất còn lại đều phản ứng với SO2.
Phiếu học tập
1. Từ những điều em đã biết về SO2 hãy tóm tắt tính chất vật lí, tính chất hóa học (viết PTHH minh họa) và điều chế SO2 bằng sơ đồ tư duy.
2. Thí nghiệm
Dụng cụ: ống nghiệm khô (hoặc bình cầu), giá sắt, ống thủy tinh, bình tam giác , đèn cồn, bông tẩm xút.
Hóa chất: Na2SO3 rắn, dung dịch NaOH, axit H2SO4 đặc, giấy quỳ tím, cánh hoa hồng, dung dịch brom.
Cách tiến hành: - Điều chế khí SO2:
Cho vào ống nghiệm khô (hoặc bình cầu) có nhánh 1- 2 muỗng muối Na2SO3 rắn. Lắp nghiêng ống nghiệm (bình cầu) có nhánh lên giá sắt.
Nhánh của ống nghiệm (bình cầu) nối với ống cao su ở đầu có nối tiếp một ống thủy tinh dẫn khí. Đưa đầu ống thủy tinh dẫn khí vào bình tam giác trong đó có đặt sẵn một mẩu giấy quỳ tím ẩm và cánh hoa hồng. Trên miệng bình tam giác nút một miếng bông tẩm xút (dung dịch NaOH). Nhỏ vài giọt axit H2SO4 (1:1) vừa ngập Na2SO3. Đậy nhanh miệng ống nghiệm (bình cầu) bằng nút cao su, đun hỗn hợp trên ngọn lửa đèn cồn.
- Quan sát bình tam giác thu khí, sự biến đổi màu sắc của mẩu giấy quỳ tím ẩm và cánh hoa hồng.
- Khi mẩu giấy quỳ tím và cánh hoa hồng bắt đầu chuyển màu thì nhanh chóng chuyển ống dẫn khí sang ống nghiệm có chứa dung dịch nước brom. Quan sát ống nghiệm đựng dung dịch brom đến khi thấy rõ hiện tượng xảy ra thì chuyển ống dẫn khí vào cốc chứa bông tẩm xút.
Câu hỏi:
+ Giải thích phương pháp thu khí SO2.
+ Những hiện tượng nào chứng tỏ SO2 thể hiện tính chất của một oxit axit? hiện tượng nào chứng tỏ tính oxi hóa - khử?
+ Giải thích tại sao sau khi làm xong thí nghiệm lại dẫn ống dẫn khí vào cốc đựng bông tẩm xút.
Hoạt động 3: Tìm hiểu ứng dụng của SO2 (5 phút)
Hoạt động của GV và HS Nội dung
GV yêu cầu HS tìm hiểu và nêu ứng dụng của SO2.
V. Ứng dụng
SO2: điều chế H2SO4, tẩy trắng giấy, bột giấy, chống nấm mốc lương thực thực phẩm. - GV chia lớp thành các nhóm nhỏ phù hợp để thảo luận.
- GV đưa ra bài tập tình huống có liên quan đến ứng dụng của SO2:
Bài tập tình huống 8 (mục 2.2.1): (sử dụng biện pháp 2).
Theo truyền thống, người dân thường dùng lưu huỳnh để chống ẩm mốc cho thực phẩm, dược liệu. Lưu huỳnh có thể được dùng ở dạng xông hơi hay tẩm ướp sau đó sấy khô. Hãy giải thích vì sao lưu huỳnh có thể dùng để bảo quản thực phẩm như trên và theo em có nên dùng bột lưu huỳnh theo mục đích này hay không?
- GV hướng dẫn HS phân tích, tìm cách giải quyết tình huống. GV sử dụng câu hỏi định hướng (mục 2.2.1. Tình huống 8) để hướng dẫn HS tìm ra điểm không hợp lí của tình huống.
- HS thảo luận theo nhóm, ghi câu trả lời của nhóm. - HS đại diện nhóm, trả lời câu hỏi, giải quyết tình huống.
- HS khác nhận xét, phản biện ý kiến của bạn, tranh luận để đưa ra câu trả lời cuối cùng.
- GV kết luận lại vấn đề
Hoạt động 4. Tìm hiểu SO2 là chất gây ô nhiễm như thế nào
Hoạt động của GV và HS Nội dung
Tình huống 9: Mưa axit (mục 2.2.1) (Biện pháp 1).
(Nội dung tình huống, câu hỏi gợi ý, gợi ý trả lời: mục 2.2.1 – trang 55)
Lưu huỳnh đioxit là chất chủ yếu gây ô nhiễm môi trường:
- Gây ra hiện tượng mưa axit
- Gây ô nhiễm không khí, gây hại cho sức khỏe con người.
Hoạt động 5. Củng cố
Bài tập: Bằng phương pháp hoá học, hãy nhận biết các khí sau: a) Cl2, O2, HCl, N2
Hoạt động 6. Tổng kết và hướng dẫn học tập