Bài 6. Để thu khí Cl2 trong phịng thí nghiệm có thể làm theo cách nào sau đây:
A. Thu trực tiếp bằng phương pháp đẩy khơng khí B. Thu qua nước nóng
C. Thu qua dung dịch NaCl bão hoà D. Cả 3 cách trên.
Ở bài tập này, tuy là trắc nghiệm khách quan, nhưng HS muốn giải được phải biết phân tích được tính chất của khí clo, đó là:
- Khí clo nặng hơn khơng khí có thể thu trực tiếp bằng PP đẩy khơng khí khi để ngửa bình thu.
- Khí clo tan rất ít trong nước nóng, vì cân bằng sau chuyển dịch sang trái: Cl2 + H2O HCl + HClO ( H < 0)
- Trong dung dịch NaCl bão hồ khí clo cũng rất ít tan vì cân bằng trên chuyển dịch sang trái.
Cả 3 cách trên đều có thể thu được khí clo (phương án D).
Câu 2: Để pha loãng dung dịch H2SO4 đậm đặc, trong phịng thí nghiệm, có thể tiến hành theo cách nào sau đây?
A. Cho nhanh nước vào axit và khuấy đều B. Cho từ từ nước vào axit và khuấy đều C. Cho nhanh axit vào nước và khuấy đều D. Cho từ từ axit vào nước và khuấy đều Trong bài tập này:
Với HS học lực trung bình nhưng có thói quen tuỳ tiện, cẩu thả khi làm thí nghiệm chọn phương án C.
Với HS khá và giỏi (nắm vững nguyên tắc pha lỗng axit) có tính cẩn thận, chính xác, tác phong khoa học chọn phương án D.
Câu 3: Dự đốn các hiện tượng có thể xẩy ra và giải thích bằng PTPƯ khi nhúng thanh Zn vào dung dịch H2SO4 96% trong một thời gian.
Phân tích: Khi giải bài tập này HS thường chỉ nêu ra được một hiện tượng duy nhất:
có khí mùi xốc (SO2) bay ra. Rõ ràng lời giải chưa đạt yêu cầu, cần phải nêu được 5 hiện tượng sau đây:
- Ban đầu có khí mùi xốc (SO2) bay ra:
Zn + 2H2SO4(đ) ZnSO4 + SO2 + 2H2O
- Sau đó dung dịch H2SO4 được pha loãng (do sản phẩm phản ứng có nước tạo ra và một lượng axit đã tiêu hao trong phản ứng), nên sẽ xuất hiện kết tủa màu vàng (S):
3Zn + 4H2SO4 3ZnSO4 + S + 4H2O - Tiếp đến có khí mùi trứng thối (H2S) thốt ra: 4Zn + 5H2SO4 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
- Sau cùng khi dung dịch H2SO4 lỗng dưới 30% thì có khí khơng màu, không mùi (H2) bay ra:
Câu 4: Nhúng thanh Fe vào dung dịch H2SO4 loãng, sau 5 phút lại thêm vào vài giọt dung dịch CuSO4. Nêu hiện tượng? Giải thích.
Phân tích: Trong bài tập này, HS thường chỉ nêu được hiện tượng Fe tan trong dung
dịch H2SO4 loãng và CuSO4 mà quên mất sự hình thành pin điện (nguyên tố ganvanic).
Thứ tự các PTPƯ xảy ra:
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (1) Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
- Lúc đầu phản ứng (1) xẩy ra với hiện tượng: thanh sắt bị ăn mịn hố học và giải phóng khí H2 chậm.
- Khi mới cho dung dịch CuSO4 vào và lắc đều: dung dịch có màu xanh, sau đó màu xanh nhạt dần cho đến hết.
Câu 5: Sục khí Cl2 vào dung dịch KI (có hồ tinh bột) cho đến dư. Nêu hiện tượng xảy ra? Giải thích.
Phân tích: Khi thực hiện thí nghiệm này về mặt kĩ năng thực hành, cần lưu ý yêu
cầu đề bài là “cho đến dư”. HS cần chú ý tính oxi hố khử của các halogen. Cl2 + 2KI I2 + 2KCl (I2 làm xanh hồ tinh bột)
5Cl2 + I2 + 6H2O 10HCl + 2HIO3 (màu xanh hồ tinh bột biến mất)
Câu 6: a) Khi hoà tan clo vào nước ta thu được nước clo có màu vàng nhạt. Khi đó một phần clo tác dụng với nước. Vậy nước clo có chứa những chất gì?
b) Tại sao nước clo mới được điều chế thì có tính tẩy màu mạnh nhưng để một thời gian thì khơng có tính tẩy màu nữa?
c) Tại sao khi để chậu đựng nước clo mới điều chế ra ngoài nắng, đưa một que đóm cháy âm ỉ lại gần chậu nước thì que đóm bùng cháy?
Phân tích: Bài tập này địi hỏi HS phải có khả năng phân tích và so sánh tính chất lí
hố của khí clo và hợp chất clo. Rèn luyện kĩ năng quan sát cân bằng. a) Khi hồ tan clo vào nước có các q trình sau:
- Q trình tự oxi hố- khử của một số ít phân tử clo: Cl2 + H2O HClO + HCl (2)
b)Nước clo điều chế có HClO trong đó Cl có số oxi hố +1 kém bền HClO có tính oxi hố mạnh, có khả năng oxi hố các chất màu hữu cơ nên nước Clo có tác dụng tẩy màu.
Sau một thời gian, HClO bị phân huỷ: 2HClO 2HCl + O2
nên trong dung dịch chỉ có HCl khơng có tính tẩy màu. c) Que đóm bùng cháy vì có khí O2 thốt ra theo phản ứng trên.
2.3. Thiết kế giáo án một số bài dạy phần hoá phi kim lớp 10 THPT vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
2.3.1. Qui trình dạy học theo phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
Để thực hiện PPDH PH&GQVĐ cần thực hiện theo tiến trình sau đây: Bước 1. Chọn nội dung phù hợp
Trong thực tế dạy học, khơng phải nội dung nào cũng có thể làm nảy sinh tình huống có vấn đề và GQVĐ đặt ra. Do đó GV cần căn cứ vào đặc điểm của PP, dựa vào nội dung cụ thể để áp dụng PPDH để GQVĐ cho phù hợp và linh hoạt. Điều này thường phải do GV nghiên cứu và áp dụng vì thực tế trong nhiều tài liệu trong đó có sách GV cịn có rất ít hoặc khơng có những thí dụ cụ thể vận dụng PPDH để GQVĐ của bộ môn.
Trong thực tế, khó có thể có một bài học chỉ thực hiện theo một PPDH PH&GQVĐ mà cần thực hiện phối hợp với một số PP khác một cách linh hoạt.
Tùy theo nội dung cụ thể thuộc bài lí thuyết, thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng mà có thể chọn nội dung và mức độ thực hiện PP này.
Với mức độ 3,4 thì có thể áp dụng với loại nội dung trong đó thực hiện dạy và học theo dự án hoặc DH theo hợp đồng. Ví dụ như dự án tìm hiểu về ơ nhiễm mơi trường nước, môi trường khơng khí, mơi trường đất, sử dụng năng lượng điện, sử dụng nhiệt năng, sử dụng năng lượng nước v.v… thì HS có thể chủ động, tích cực trong lựa chọn vấn đề, đề xuất cách thực hiện và chủ động thực hiện GQVĐ, đánh giá kết quả có sự hỗ trợ của GV khi cần.
Bước 2. Thiết kế kế hoạch bài học
Sau khi chọn được nội dung phù hợp, GV thiết kế kế hoạch bài học trong đó chú ý quán triệt PPDH PH&GQVĐ đề từ mục tiêu, nội dung và đặc biệt PPDH chủ yếu và thiết kế được các hoạt động của GV và HS.
Trong đó chú ý hoạt động của GV và HS trong việc: PHVĐ, chọn vấn đề và GQVĐ phù hợp với trình độ, NL và thời gian.
Xác định mục tiêu của bài học
Ngoài mục tiêu chung về kiến thức, kĩ năng, thái độ của bài học theo chuẩn kiến thức và kĩ năng, cần chú ý kĩ năng PH&GQVĐ cần được hình thành ở bài học dạy theo PP GQVĐ.
PPDH chủ yếu
Cần nêu rõ PP GQVĐ kết hợp với một số PP và kĩ thuật DH khác thí dụ như PP học tập hợp tác, sơ đồ tư duy, PP thí nghiệm…
Thiết bị và đồ dùng dạy học
Cần chú ý thiết bị và đồ dùng giúp GV và HS PHVĐ, GQVĐ thí dụ như dụng cụ, thiết bị tiến hành thí nghiệm, phiếu học tập, hệ thống câu hỏi và bài tập…
Các hoạt động dạy học
Cần thiết kế rõ họat động tương tác giữa GV và HS trong khâu PH&GQVĐ và kết luận vấn đề nhằm đạt được mục tiêu của bài học tùy theo mức độ độc lập và chủ động của HS. Các hoạt động của GV và HS nên bắt đầu bằng động từ và thể hiện sự tương tác giữa GV và HS, ví dụ:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Nêu vấn đề cần tìm hiểu Lắng nghe, nắm bắt vấn đề Yêu cầu học sinh nêu các giả thuyết
khác nhau
Nêu các giả thuyết
Hướng dẫn học sinh thảo luận nhóm về...
Thảo luận nhóm về...
Hướng dẫn học sinh tiến hành thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết
2.3.2. Thiết kế giáo án một số bài dạy phần hoá phi kim lớp 10 THPT vận dụng phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
2.3.2.1. Một số nội dung cơ bản và khó cần lưu ý khi nghiên cứu bài clo và hợp chất clo
Khi nghiên cứu các nội dung này cần làm rõ vấn đề sau:
- Clo là chất oxi hóa mạnh nhưng vẫn thể hiện tính khử trong PƯ với nước, clo vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. PƯ clo với nước là PƯ thuận nghịch do HClO tạo ra là chất oxi hóa mạnh nên oxi hóa ln HCl tạo lại Cl2.
- Giải thích tính tẩy màu của clo ẩm và nước Giaven bằng tính oxi hóa mạnh của ion ClO- trong phân tử HClO và NaClO do clo trong hợp chất có số oxi hóa +1. - Ở nhiệt độ thường: Cl2 + NaOH→ NaCl + NaClO + H2O
- Ở 70 – 750C: Cl2 + NaOH→ NaCl + NaClO3 + H2O
2.3.2.2. Một số nội dung cơ bản và khó cần lưu ý khi nghiên cứu bài oxi,ozon và axit sunfuric - Muối sunfat
- Oxi đã được nghiên cứu ở lớp 8 THCS khá đầy đủ nên cần tổ chức cho HS làm rõ
mối liên quan giữa cấu tạo phân tử, độ âm điện của oxi với tính oxi hóa mạnh thơng qua phân tích đặc điểm cấu tạo của nó.
- Ozon cần phân tích cấu tạo phân tử, các thí nghiệm chứng minh ( Ví dụ: Ozon
phản ứng với dung dịch KI). Ta cũng cần cung cấp thêm thông tin về O3 để HS hiểu đúng về vai trò tầng ozon và sự nguy hại của hiện tượng thủng tầng ozon đối với đời sống con người và có thái độ đúng đắn trong việc bảo vệ thiên nhiên, môi trường.
- Axit sunfuric đã được nghiên cứu ở lớp 9 THCS nên chỉ cần chú ý đến tính oxi
hóa, háo nước, làm khơ của axit H2SO4 đặc. Khi nghiên cứu các tính chất này cần phân biệt sự làm khơ, sự hóa than của axit H2SO4 đặc. Axit H2SO4 đặc chỉ làm khơ các khí khơng có tính khử.
2.3.2.3. Một số giáo án minh họa
GIÁO ÁN SỐ 1 Tuần 19/ tiết 38 BÀI 22. CLO A. Mục tiêu bài học I. Mục tiêu 1. Kiến thức
Biết được: Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng của clo, PP điều chế clo trong phịng thí nghiệm, trong cơng nghiệp.
Hiểu được: Tính chất hố học cơ bản của clo là phi kim mạnh, có tính oxi hố mạnh (tác dụng với kim loại, hiđro). Clo cịn thể hiện tính khử .
2. Kĩ năng
- Dự đoán, kiểm tra và kết luận được về tính chất hóa học cơ bản của clo. - Quan sát các thí nghiệm hoặc hình ảnh thí nghiệm rút ra nhận xét. - Viết các PTHH minh hoạ tính chất hố học và điều chế clo. - Tính thể tích khí clo ở đktc tham gia hoặc tạo thành trong PƯ.
3. Phát triển năng lực: - PH&GQVĐ
- Nhận thức và tư duy
4. Thái độ tình cảm
- Say mê học tập, u thích mơn học. II. Chuẩn bị
GV: Câu hỏi cho các hoạt động. HS: ôn tập bài 21
III. Phương pháp
Đàm thoại – PH&GQVĐ. B. Trọng tâm
Tính chất hố học cơ bản của clo là phi kim mạnh, có tính oxi hố mạnh C. Tiến trình Dạy - Học
1. Ổn định tổ chức: Kiểm tra sỹ số, trang phục, vệ sinh lớp học. 2. Kiểm tra bài cũ:
3. Bài mới:
Hoạt động của GV- HS Nội dung
Hoạt động 1: Tính chất vật lí
GV: yêu cầu HS nghiên SGK cho biết các tính chất vật lí tiêu biểu của clo ?
- Trang thái, màu, độc tính…
I. Tính chất vật lí
- Khí màu vàng lục, mùi xốc, rất độc - Nặng hơn khơng khí 2,5 lần
- Tan trong nước tạo thành nước clo có màu vàng nhạt
GV sử dụng tình huống 1trong luận văn.
Tình huống 1: Clo là khí độc, tại sao lại được dùng để khử trùng nước sinh hoạt (nước máy)?
GV: Clo là khí độc, khi người bị ngộ độc khí clo thì cần sơ cứu như thế nào trước khi đưa đến bệnh viện (cơ sở y tế) gần nhất?
Hoạt động 2: Tính chất hoá học
GV: Trong hợp chất với F, O thì Cl thể hiện số oxi hoá bao nhiêu và trong hợp chất với các nguyên tố khác Cl có số oxi hố là bao nhiêu. Giải thích?
GV: Cl2 có thể có những tính chất hố học gì? Vì sao?
II. Tính chất hố học
NX: Độ âm điện: Cl(3,16)< O(3,44) < F(3,98) → Trong hợp chất với F,O thì Cl thể hiện số oxi hóa: +1, +3, +5, +7. Còn trong hợp chất với các nguyên tố khác Cl thể hiện số oxi hoá -1
→ Clo vừa thể hiện tính oxi hố, vừa thể hiện tính khử nhưng tính oxi hố đặc trưng hơn.
Hoạt động 3: GV làm thí nghiệm
GV: làm thí nghiệm cho Clo tác dụng với Na, Cu, Fe
GV yêu cầu HS: tìm hiểu và cho biết khi tác dụng với kim loại clo thể hiện vai trị gì?
HS: - quan sát, nêu hiện tượng, viết PTHH của các phản ứng, vai trò Clo
- Khi tác dụng với clo, kim loại thể hiện số oxi hoá cao nhất
- Chú ý: các phản ứng với kim loại
1. Tác dụng với kim loại 2M + nCl2 to
2MCln (n là hoá trị cao nhất của kim loại M) 0 0 +1 -1
VD1: 2Na + Cl2 to
2NaCl c.khử c.oxh Natri clorua
VD2 0 0 +2 -1 Cu + Cl2to CuCl2 c.khử c.oxh Đồng(II) clorua 0 0 +3 -1 VD3: 2Fe + 3Cl2 to 2FeCl3 c.khử c.oxh sắt(III) clorua
xảy ra ở nhiệt độ không cao lắm, tốc độ nhanh, toả nhiều nhiệt.
2. Tác dụng với hiđro 0 0 +1 -1 H2 + Cl2 as 2HCl (Hiđro clorua) nCl2 : nH2 = 1: 1 → hỗn hợp nổ
→Vậy trong phản ứng với kim loại và hiđro thì clo thể hiện tính oxi hố mạnh.
Hoạt động 4. Clo tác dụng với nước
GV: Viết phương trình phản ứng, y/c hs xác định số oxi hoá của clo, từ đó suy ra vai trị clo trong phản ứng trên.
GV: Axit HClO là axit rất yếu (yếu hơn cả axit cacbonic) nhưng có tính oxi hố mạnh. Giải thích vì sao phản ứng là thuận nghịch? HS: Phản ứng clo với nước là phản ứng thuận nghịch do HClO tạo ra là chất oxi hóa mạnh nên oxi hóa ln HCl tạo lại Cl2.
GV: Vì sao clo ẩm có tính tẩy màu cịn clo khơ thì khơng?
HS: HClO là chất oxi hoá rất mạnh, có thể oxi hố HCl thành Cl2 và H2O.
3. Tác dụng với nước
0 -1 +1 Cl2 + H2O HCl + HClO
Axit clohiđric Axit hipoclorơ 0 -1 +1
Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O nước Javel
Cl2 vừa là chất khử vừa là chất oxi hoá HClO, NaClO là chất oxi hố mạnh→ clo ẩm, nước Javel có tính tẩy màu.
Hoạt động 5: Trạng thái tự nhiên
GV: Nhắc lại thế nào là đồng vị ? Clo có mấy đồng vị bền?
GV: Vì sao trong tự nhiên clo chỉ tồn tại ở dạng hợp chất và chủ yếu là ở dạng hợp chất nào?
III. Trạng thái tự nhiên
- Clo có 2 đồng vị bền: 35Cl, 37Cl, M = 35,5 Clo phổ biến trong nước biển, trong chất khoáng cacnalit KCl.MgCl2.6H2O
HS: do hoạt động hoá học mạnh
IV. Ứng dụng (SGK)
Hoạt động 6: Điều chế
GV: Nêu nguyên tắc điều chế khí clo trong phịng thí nghiệm. u cầu hs viết các phản ứng minh họa GV: Diễn giải quy trình thí nghiệm theo hình 5.3
GV: Nêu phương pháp sản xuất clo trong công nghiệp.
Lưu ý: nếu khơng có màng ngăn thì Cl2 tác dụng với NaOH tạo thành nước Javel .
V. Điều chế
1. Trong phịng thí nghiệm
Nguyên tắc: HClđặc + chất oxi hố mạnh(MnO2, KMnO4, KClO3,…) → Cl2 Ví dụ: 4HCl + MnO2 to MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O 16HCl+2KMnO4→2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O HCl + KClO3→ ?? 2. Trong công nghiệp
2NaCl + 2H2O đpdd
có màng ngăn 2NaOH +
Cl2↑+H2↑
4. Củng cố:
Câu 1: Cấu hình electron lớp ngồi cùng của các nguyên tố nhóm VIIA (halogen) là:
A. ns2np4 B. ns2np5 C. ns2np3 D. ns2np6