2.6. Thiết kế một số kế hoạch bài học minh họa
2.6.1.Kế hoạch bài dạy số 1
Bài 33: Axit sunfuric- Muối sunfat
I.Mục tiêu bài học
1. Kiến thức
Sau khi học xong bài này học sinh có thể:
- Nêu được cơng thức cấu tạo, tính chất vật lí của H2SO4, ứng dụng và sản xuất H2SO4.Tính chất của muối sunfat, nhận biết ion sunfat.
- Trình bày được tính axit mạnh của H2SO4 ( tác dụng với kim loại, bazơ, oxit bazơ và muối của axit yếu...). H2SO4 đặc, nóng có tính oxi hố mạnh (oxi hố hầu hết kim loại, nhiều phi kim và hợp chất) và tính háo nước.
- Vận dụng được kiến thức trong bài để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
2. Kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh... rút ra được nhận xét về tính chất, điều chế axit sunfuric.
- Viết phương trình hóa học minh hoạ tính chất và điều chế axit sunfuric. Phân biệt muối sunfat, axit sunfuric với các axit và muối khác
- Giải các bài tập tính tốn có liên quan.
3. Thái độ, tình cảm
- Sử dụng hiệu quả và tiết kiệm hóa chất, thiết bị thí nghiệm. Giáo dục đức tính cẩn thận chính xác khi sử dụng hóa chất, tiến hành thí nghiệm.
- Nhận thức được tầm quan trọng axit sunfuric trong đời sống con người. - Có niềm đam mê và lịng tin vào khoa học. Có tinh thần trách nhiệm cơng dân trong việc bảo vệ môi trường, chống ô nhiễm.
4. Phát triển năng lực
Chú trọng phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống đồng thời hỗ trợ phát triển năng lực giải quyết vấn đề, năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học, năng lực thực hành hóa học, năng lực tính tốn hóa học...
II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
- Hóa chất:
+ Ca(OH)2, H2SO4 đặc, Cu.
+ 5 lọ dung dịch mất nhãn: NaOH, BaCl2, NaCl, HCl, H2SO4 loãng. - Dụng cụ: Ống nghiệm, kẹp gỗ, giá đựng ống nghiệm.
- Phiếu bào tập cho HS.
2. Học sinh
- Học bài cũ bài 45: Hợp chất có oxi của lưu huỳnh (phần nội dung kiến thức SO2, SO3)
- Ôn tập lại kiến thức bài 4: Một số axit quan trọng (SGK Hóa 9)
III. Phương pháp dạy học
PPDH giải quyết vấn đề phối hợp với đàm thoại, trực quan và hợp tác theo nhóm.
IV. Tiến trình dạy học
1. Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số 2. Hoạt động nghiên cứu bài mới
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung Hoạt động 1: Khởi động
- GV cho HS xem 1 số thông tin dưới dạng 1 clip ngắn có các nội dung sau:
+ Hóa chất được mệnh danh là máu của các ngành cơng nghiệp.
+ Hóa chất này được ứng dụng nhiều trong sản xuất phân bón, chất tẩy rửa sơn, sản xuất acquy.
+ Hóa chất này là thủ phạm gây ra các vụ bỏng nặng. + Hóa chất này có thể hóa đen đường.
- GV: Đặt vấn đề: Đó là chất gì? Tại sao nó lại có các tính chất như trên và có nhiều ứng dụng trong thực tế như vậy? Tất cả sẽ được giải đáp sau bài học hôm nay.
HS: Quan sát hình ảnh trong clip và dự đốn hóa chất đó là H2SO4
Bài 33:
AXIT SUNFURIC- MUỐI SUNFAT A. AXIT SUNFURIC
HĐ 2: Nghiên cứu cấu tạo phân tử và tính chất vật lý
- GV mô tả phân tử axit sunfuric: có dạng tứ diện khơng đều, nguyên tử S nằm ở tâm tứ diện và các liên kết của nó trong phân tử và viết công thức cấu tạo.
- GV nêu câu hỏi: Em hãy cho biết các loại liên kết hố
- HS: Liên kết hóa học trong phân tử H2SO4 là liên
I. Cấu tạo phân tử và tính chất vật lý
1. Cấu tạo phân tử
CTCT:
học trong phân tử H2SO4? Số oxi hoá của S trong H2SO4? - GV Cho HS quan sát bình đựng H2SO4 đặc, sau đó mở nắp ra. Yêu cầu HS quan sát kết hợp SGK và trả lời câu hỏi sau: hãy nêu tính chất vật lý của H2SO4: trạng thái, màu sắc và các tính chất đặc biệt khác,…?
- GV nhận xét và rút ra tính chất vật lý của axit.
- GV yêu cầu HS vận dụng vào để trả lời các câu hỏi sau: a, Có 2 bình đựng đầy nước và đầy axit sunfuric đặc, đậy nút. Em hãy đề xuất phương pháp vật lí để phân biệt 2 bình trên. Giải thích. (chú ý khơng được mở nút)
b, Trong phịng thí nghiệm muốn pha lỗng axit sunfuric đặc người ta làm cách nào? Em hãy giải thích tại sao? - GV rút ra nguyên tắc pha lỗng axit H2SO4 đặc.
c, H2SO4 đặc có thể làm khơ được một số khí. Vì sao H2SO4 đặc lại có tính chất này?
kết cộng hóa trị phân cực. Số oxi hóa của S trong H2SO4 là +6
- HS: Quan sát kết hợp với nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi.
- HS:
a, Để phân biệt 2 bình bằng cách cân 2 bình lên. Bình nào nặng hơn là H2SO4 do H2SO4 (98%) có khối lượng riêng là 1,84 g/cm3 nặng gần gấp đơi nước. b, Muốn pha lỗng ta rót từ từ axit vào nước và không đc làm ngược lại. Do q trình hịa tan axit H2SO4 đặc tỏa nhiệt mạnh. Rót nước vào axit đặc, nước sơi đột ngột kéo theo những hạt axit bắn ra ngoài gây nguy hiểm.
c, H2SO4 đặc có thể làm khơ khí do nó có tính háo nước.
- NX: Số oxi hoá của S trong H2SO4 là +6.
2. Tính chất vật lí
- Là chất lỏng sánh như dầu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước - H2SO4 đặc đễ hút ẩm, được dùng làm khơ khí ẩm.
- Tan vơ hạn trong nước, khi tan toả nhiều nhiệt.
* Chú ý:
- Ngun tắc pha lỗng axit là rót từ từ axit vào
nước, tuyệt đối không làm ngược lại..
HĐ 3a: Tìm hiểu tính chất của dung dịch axit sunfuric lỗng
- GV yêu cầu HS từ tính chất của liên kết O-H và số oxi hóa của S trong phân tử H2SO4 u cầu HS nhận xét tính chất hóa học của axit sunfuric.
Vậy H2SO4 có tính chất hóa học nào?Để tìm hiểu rõ vấn đề này, chúng ta cùng nghiên cứu phần tiếp theo. - GV: Chia lớp thành bốn nhóm.
Yêu cầu các nhóm từ kiến thức lớp 9 (đã ôn tập ở nhà), thảo luận và hoàn thành phiếu học tập số 1.
- GV: Nhận xét và bổ sung phiếu học tập của 1 nhóm.
HĐ 3a: Tìm hiểu tính chất của dung dịch axit sunfuric lỗng
- Ta thấy trong cơng thức chứa liên kết O – H phân cực mạnh nên hiđro dễ bị đứt ra tạo hidro linh động → H2SO4 có tính axit mạnh. S trong H2SO4 có số oxi hóa cao nên H2SO4 có tính oxi hóa.
HS: Thảo luận và hồn thành phiếu học tập số 1.
HS: Tự tổng kết tính chất hóa học của dung dịch H2SO4 lỗng vào vở của mình.
II. Tính chất hóa học
1.Tính chất hóa học
a)Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng
- Làm đổi màu quỳ tím. - Tác dụng với kim loại (đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học) giải phóng H2. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 - Tác dụng với oxit bazơ. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O - Tác dụng với bazơ 2NaOH + H2SO4→ Na2SO4 +2H2O - Tác dụng với dd muối BaCl2 + H2SO4 →BaSO4 +2HCl HĐ 3b: Nghiên cứu tính chất của axit sunfuric đặc
- GV dẫn dắt: Như các em đã biết, H2SO4 lỗng khơng tác dụng với Cu. Nhưng khi ta thay bằng axit H2SO4 đặc và đun nóng thì phản ứng xảy ra khơng?
- GV: u cầu HS dự đốn sản phẩm khử tạo thành và
HĐ 3b: Nghiên cứu tính chất của axit sunfuric đặc
HS: các sản phẩm khử: - H2 ( khơng màu, đốt trong khơng khí có tiếng nổ nhỏ, cho ngọn lửa màu xanh) - SO2↑(không màu, mùi xốc hắc), làm vẩn đục nước vơi trong. - S↓( màu vàng nhạt). b)Tính chất của axit sunfuric đặc Tính oxi hóa mạnh. - Tác dụng với kim loại (trừ Au, Pt ) Ví dụ: Cu + 2H2SO4 (đn) →CuSO4 + SO2+2H2O 2Fe + 6H2SO4 (đn)→ Fe2(SO4)3 + 3SO2
cách kiểm chứng sản phẩm tạo thành.
- GV: Tiến hành làm thí nghiệm: Nhỏ 3-4ml dd H2SO4 đặc vào ống nghiệm chứa sẵn 1 miếng Cu và đun nóng. Dẫn khí thốt ra vào dung dịch nước vôi trong. Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm và cho biết sản phẩm tạo thành, viết PTHH của phản ứng.
- GV mở rộng:
+ H2SO4 đặc tác dụng với hầu hết với các kim loại( trừ Au, Pt) tùy độ mạnh yếu của kim loại và nồng độ của axit mà sản phẩm khử khác nhau.
+ Khi tác dụng với H2SO4 đặc, các kim loại có nhiều hóa trị, sẽ tạo thành muối có hóa trị cao nhất.
- GV: Yêu cầu HS viết PTHH khi cho Fe tác dụng với axit sunfuric. Xác định chất khử và chất oxi hóa. + Một số kim loại bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội: Fe, Al, Cr…
- H2S↑ (không màu, mùi trứng thối), tạo kết tủa đen khí sục vào dung dịch CuSO4. HS: Sản phẩm tạo thành là SO2. - PTHH: +6H2O Chú ý: Al,Cr, Fe thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội
- Tác dụng với phi kim (C, S, P,…)
loại H2SO4 đặc còn tác dụng được với nhiều phi kim và hợp chất như S, C, H2S, FeO…
- GV yêu cầu HS viết PTHH của các phản ứng.
- GV cho HS quan sát video
thí nghiệm H2SO4 đặc tác dụng với tinh thể đường. => Yêu cầu HS nhận xét hiện tượng,viết PTHH của phản ứng xảy ra.
- Từ tính chất của H2SO4 đặc. GV yêu cầu HS giải thích tại sao H2SO4 đặc lại gây bỏng nặng khi tiếp xúc trực tiếp với da và các bộ phận của cơ thể.
- GV đặt câu hỏi: H2SO4 đặc có thể làm khơ những khí
2H2O
C + 2H2SO4 →CO2+2SO2 +2H2O
- PTHH:
2FeO +4H2SO4 →Fe2(SO4)3 + SO2+ 4H2O
H2SO4 + H2S S + H2O
HS: Hiện tượng của phản ứng:
- Đường chuyển từ mầu trắng→ vàng nhạt→ vàng đậm → nâu → đen (C). - Mực chất trong cốc dâng cao dần và có sủi bọt khí. - Axit sunfuric đặc có tính háo nước, nên khi tiếp xúc với da thịt nó nhanh chóng hút nước của các mô, phá hủy cấu trúc của các mô và làm đơng vón protein.
- Q trình H2SO4 đặc chuyển sang dạng ngậm nước H2SO4.nH2O (hiđrat) là quá trình tỏa nhiệt mạnh. - Axit sunfuric đặc có tính oxi hóa mạnh, nó phá hủy các mô khi tiếp xúc.
- H2SO4 đặc có thể làm khơ khí O2, SO2, CO2, HCl,...
+ 2H2O C + 2H2SO4
→CO2+2SO2 +2H2O - Tác dụng với hợp chất 2FeO +4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2+ 4H2O
H2SO4 + H2S S + H2O Tính háo nước 2 4dac 2 2 ( ) H SO n m C H O nC mH O 0 6 4 4 2 4 2 2 2 2 to 2 2 C H S O C O S O H O → Khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức cẩn trọng
nào? Nó có thể làm khơ khí H2S, NH3 được khơng? - GV u cầu HS về nhà tìm hiểu thêm về cách sơ cứu khi bị bỏng axit.
Nó khơng thể làm khơ khí H2S và NH3 được do nó phản ứng được với 2 khí này.
Hoạt động 4: Tìm hiểu ứng dụng của axit sunfuric
- GV: Yêu cầu HS thảo luận theo nhóm các nội dung:
1. Kể tên 3-4 thành phần của dầu gội đầu, nước rửa chén và bột giặt ở nhà? Em có nhận xét gì về những thành phần đó?
2. Kể tên những loại phân bón hóa học có gốc sunfat? →GV NX, BS : Qua tìm hiểu chúng ta có thể thấy rằng, trong các sản phẩm này đều có sự tham gia của gốc sunfat.
- GV mở rộng về ứng dụng của một số muối sunfat như CuSO4, MgSO4, NaSO4…. →GV KL: Axit sunfuric đóng một vai trị rất quan trọng, là hóa chất hàng đầu dùng trong các ngành công nghiệp.
- Trong nước rửa chén Sunlight: Ankylbenzene Sulfonate; Sodium Laureth Sulfate; Magnesium
Sulfate,…
- Trong dầu gội Pantene: Sodium Laureth Sulfate; Sodium Lauryl Sulfate;… - Trong bột giặt (OMO): Sodium Sulfate, Sodium Laury Sulfate.
→ Trong sản phẩm dầu gội, nước rửa chén và bột giặt đều có thành phần của các hợp chất có gốc sulfate. - Phân đạm amoni: (NH4)2SO4 VD: NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
- Phân supephotphat đơn: Được sản xuất bằng cách cho bột quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc:
Ca(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
III. Ứng dụng
Axit sunfuric được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm….
Hoạt động 5: Tìm hiểu phƣơng pháp sản xuất axit sunfuric
- GV: Axit sunfuric được sản xuất trong cơng nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc gồm có 3 giai đoạn: Sản xuất lưu huỳnh dioxit; sản xuất lưu huỳnh trioxit và hấp thụ SO3 bằng H2SO4.
Giai đoạn 1: sản xuất SO2.
- GV: Yêu cầu HS từ kiến thức bài trước, em hãy trả lời câu hỏi: trong công nghiệp SO2 được điều như thế nào? Viết PT phản ứng.
Giai đoạn 2: Sản xuất SO3
- GV: Yêu cầu HS viết PTHH của phản ứng.
Giai đoạn 3: Hấp thụ SO3 bằng H2SO4 - GV: Hướng dẫn HS viết PTHH của phản ứng minh họa giai đoạn SO3 → H2SO4
- GV: Cho HS quan sát sơ đồ hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc và yêu cầu HS trả lời các câu hỏi sau: a, Em hãy mơ tả q trình hấp thụ SO3 vào trong
- Đi từ S:
S + O2 SO2
- Đi từ Pirit sắt FeS2:
4FeS2 +11O2 2Fe2O3
+ 8SO2 - HS tự viết PT phản ứng vào vở a, Người ta hấp thụ SO3 bằng phương pháp ngược dòng. Trong tháp hấp thụ, cho khí SO3 đi từ dưới lên, H2SO4 tưới từ trên xuống để tạo được diện tích tiếp xúc tối đa, hiệu suất hấp thụ đạt cao nhất thu được
IV. Sản xuất axit sunfuric
Gồm 3 giai đoạn:
a. Sản xuất Lưu huỳnh đioxit ( SO2)
- Đi từ S :
S + O2 SO2
- Đi từ Pirit sắt FeS2: 4FeS2 + 11O2
2Fe2O3 + 8SO2
b. Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3) 2SO2 + O2 2SO3 c. Hấp thụ SO3 bằng H2SO4: H2SO4 + nSO3 → H2SO4.nSO3 (oleum) H2SO4.nSO3 +nH2O → (n+1)H2SO4
H2SO4 và giải thích tại sao SO3 lại được hấp thụ như vậy.
b, Tại sao ở giai đoạn từ SO3 → H2SO4 người ta không sản xuất bằng cách cho SO3 tác dụng trực tiếp với H2O?
oleum H2SO4.nSO3.
b, Không dùng H2O để hấp thụ SO3 vì phản ứng xảy ra rất mãnh liệt, H2SO4 thu được ở dạng hơi hay còn gọi là mù axit nên rất khó thu hồi và vận chuyển.
Hoạt động 6: Nghiên cứu muối sunfat. Nhận biết muối sunfat
?/ Axit sunfuric là axit mấy nấc? Cho biết các loại muối của axit này? Dựa vào bảng tính tan em hãy nhận xét độ tan của 2 loại muối này? GV nhận xét và bổ sung +) Muối trung hịa (muối sunfat): chứa ion SO42-. Tính tan: Hầu hết muối sunfat đều tan trừ BaSO4; SrSO4; PbSO4....Những muối này bền, không tan trong axit.
+) Muối axit: Muối axit có tính axit, làm quỳ tím đổi màu.
- GV đặt câu hỏi: Dựa vào tính tan của một số muối sunfat, em hãy cho biết cách nhận biết ion sunfat? - GV mở rộng: BaSO4 là
Trả lời:
- Axit sunfuric là axit 2 nấc nên sẽ có 2 loại muối sunfat: muối trung hịa chứa gốc SO42- và muối axit chứa gốc HSO4- - Muối trung hòa hầu hết đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4 khơng tan và CaSO4, Ag2SO4 ít tan. - Muối axit chứa gốc HSO4- các muối axit đều tan.
- Người ta dùng dd Ba2+
như dd muối bari hoặc dd Ba(OH)2 , sản phẩm là BaSO4↓ trắng, không tan trong axit.
B. MUỐI SUNFAT. NHẬN BIẾT MUỐI SUNFAT.
1. Muối sunfat
Có 2 loại muối sunfat: - Muối trung hịa chứa gốc SO42-: Na2SO4, CaSO4,…( hầu hết đều tan trừ BaSO4, SrSO4, PbSO4 khơng tan và CaSO4, Ag2SO4 ít tan. - Muối axit chứa gốc HSO4-: NaHSO4, Ca(HSO4)2, … (các muối axit đều tan).
2. Nhận biết ion sunfat (SO42-)
- Dùng dd Ba2+ như dd muối bari ( BaCl2,