Đang tải... (xem toàn văn)
Oxi – Lưu huỳnh là một trọng những nguyên tố quan trọng trong phần hóa học vô cơ mà học sinh được làm quen tiếp xúc ngay từ những bài học đầu tiên của môn Hóa học phổ thông. Trong đó nguyên tố oxi là nguyên tố chiếm 20 21% thể tích không khí và là thành phần không thể thiếu đối với đời sống của mọi sinh vật trên Trái đất. Còn lưu huỳnh là một khoáng chất cần thiết cho cơ thể sinh vật, ngoài ra hợp chất của nó cũng có nhiều ứng dụng trong đời sống. Trong bài tiểu luận này, em tóm tắt và tổng hợp lại kiến thức về chủ đề Oxi – Lưu huỳnh mà học sinh được học trong chương trình phổ thông và các dạng bài tập cùng phương pháp giải, để hệ thống hóa lại cho HS cái nhìn tổng quát nhất. Ngoài ra, bài tiểu luận còn xây dựng các dạng bài tập mới nhằm góp phần định hướng phát triển năng lực cho HS. Thông qua bài tiểu luận, em cũng củng cố thêm được kiến thức và các dạng bài tập để phục vụ cho công tác giảng dạy sau này
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC BÀI TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ: OXI – LƯU HUỲNH Hà Nội, tháng 12 năm 2018 MỤC LỤC A Lý chọn chuyên đề B Nội dung I Tóm tắt kiến thức chủ đề 1 Oxi Oxit .2 Ozon O3 Hidro peoxit H2O2 .3 Lưu huỳnh Hiđro sunfua axit sunfuhiđric .4 Lưu huỳnh đioxit - SO2 .5 Axit sunfuric Lưu huỳnh trioxit II Các dạng tâp phương pháp giải Phần 1: Các dạng tập lý thuyết Dạng 1: Chuỗi phản ứng, sơ đồ chuyển hóa Dạng 2: Nhận biết Dạng 2.1: Nhận biết không giới hạn thuốc thử Dạng 2.2: Nhận biết có giới hạn thuốc thử Dạng 3: Giải thích, chứng minh tượng Phần 2: Các dạng tập tính tốn Dạng 4: Bài tập đơn chất oxi, ozon, lưu huỳnh Dạng 5: Hỗn hợp khí phản ứng ozon phân 10 Dạng 6: Dạng tập điều chế hiệu suất phản ứng 11 Dạng 7: Phản ứng tạo kết tủa ion sunfua (S-2), sunfat (SO4 2-) 12 Dạng 8: H2S, SO2 tác dụng với dung dịch bazo 13 Dạng 9: H2S SO2 tác dụng với chất oxi hóa mạnh 14 Dạng 10: Bài tập axit H2SO4 14 III Xây dựng số dạng tập 15 Dạng 1: Bài tập hình vẽ 15 Dạng 2: Bài tập đồ thị 16 Dạng 3: Bài tập thí nghiệm 18 Dạng 4: Bài tập ứng dụng thực tế 18 IV Vận dụng dạy học tập chuyên đề 19 V Đề kiểm tra, đánh giá 23 C Kết luận 29 CHUYÊN ĐỀ: OXI – LƯU HUỲNH A Lý chọn chuyên đề Oxi – Lưu huỳnh trọng nguyên tố quan trọng phần hóa học vơ mà học sinh làm quen tiếp xúc từ học mơn Hóa học phổ thơng Trong ngun tố oxi ngun tố chiếm 20 -21% thể tích khơng khí thành phần khơng thể thiếu đời sống sinh vật Trái đất Còn lưu huỳnh khoáng chất cần thiết cho thể sinh vật, ngồi hợp chất có nhiều ứng dụng đời sống Trong tiểu luận này, em tóm tắt tổng hợp lại kiến thức chủ đề Oxi – Lưu huỳnh mà học sinh học chương trình phổ thơng dạng tập phương pháp giải, để hệ thống hóa lại cho HS nhìn tổng qt Ngồi ra, tiểu luận xây dựng dạng tập nhằm góp phần định hướng phát triển lực cho HS Thông qua tiểu luận, em củng cố thêm kiến thức dạng tập để phục vụ cho công tác giảng dạy sau B Nội dung Phần để mở đầu cho nội dung tiểu luận, em tóm tắt hệ thống lại kiến thức chuyên đề “Oxi – Lưu huỳnh” I Tóm tắt kiến thức chủ đề Oxi Cấu tạo nguyên tử - phân tử 2 Cấu hình electron oxi: 1s 2s 2p , lớp vỏ ngồi có 2e độc thân O có số oxi hóa -2, tham gia phản ứng, dễ dàng nhận thêm 2e để đạt cấu hình bát tử Điều giải thích O2 chất có tính oxi hóa mạnh CTCT phân tử oxi O=O, liên kết nguyên tử liên kết cộng hóa trị khơng phân cực Tính chất vật lí: - Oxi chất khí khơng màu, khơng mùi, tan nước nặng khơng khí - Oxi hóa lỏng -183°C, oxi lỏng có màu xanh nhạt Tính chất hóa học: Dựa vào cấu tạo phân tử, nhận thấy oxi chất có tính oxi hóa mạnh, phản ứng mãnh liệt với chất khử - Tác dụng với hidro: 2H2 + O2 → 2H2O - Tác dụng với phi kim: phản ứng với hầu hết phi kim trừ halogen - Tác dụng với kim loại: phản ứng với hầu hết kim loại, trừ Ag, Au, Pt - Tác dụng với hợp chất: Phản ứng với nhiều hợp chất vô hữu Điều chế : Trong phòng thí nghiệm, O2 điều chế cách nhiệt phân hợp chất giàu oxi S+O 2→SO2 3Fe + 2O2 → Fe3O4 CH4 + 2O2 → CO2+ 2H2O 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 → 2KCl + 3O2 Sản xuất oxi công nghiệp: sản xuất cách chưng cất phân đoạn khơng khí điện phân nước 2H2O → 2H2 + O2 đ Oxit Định nghĩa: Oxit hợp chất hai nguyên tố,trong có nguyên tố oxi” Oxit chia làm loại dựa theo tính chất hóa học: Oxit axit (SO2, CO2, P2O5,…) oxit tác dụng với bazơ tạo thành muối nước Tác dụng với nước VD: SO3 + H2O → H2SO4 Tác dụng với oxit bazơ VD: Na2O + SO2 → Na2SO3 Tác dụng với bazơ VD: SO2 + NaOH → Na2SO3 + H2O Oxit bazơ (NaOH, CuO, Fe2O3, ) oxit tác dụng với axit tạo thành muối nước Tác dụng với nước VD: Na2O + H2O → 2NaOH Tác dụng với oxit axit VD: Na2O + SO2 → Na2SO3 Tác dụng với axit VD: CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O Oxit lưỡng tính (Al2O3, ZnO,…) oxit tác dụng với axit bazơ tạo thành muối nước Tác dụng với axit VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Tác dụng với bazơ VD :Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O Oxit trung tính (CO) gọi oxit khơng tạo muối oxit không tác dụng với axit, bazơ nước Ozon O3 Cấu tạo phân tử: Phân tử ozon có nguyên tử O liên kết với Do khác biệt cấu tạo phân tử nên tính chất oxi ozon có khác biệt: Tính chất Trạng thái vật lí Nhiệt độ hóa lỏng Tính tan nước Tính bền phân tử Tính oxi hóa O2 Khí -183 ͦC Tan Bển vững O3 Khí -112 C ͦ Tan nhiều O2 (gấp 15 lần) Không bền 2O2 → 3O2 Mạnh Rất mạnh - Oxi hóa hầu hết kim loại - Oxi hóa hầu hết kim loại phi kim (oxi khơng oxi hóa phi kim nhiệt độ thường: Ag nhiệt độ thường) 2Ag + O3 → Ag2O + O2 - Oxi hóa nhiều hợp chất - Oxi hóa ion I thành I2 vơ hữu nhiệt độ cao 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH (Oxi khơng oxi hóa I ) + O2 Điều chế ozon: đ ệ 2O3 Phóng điện qua bình đựng khí oxi: 3O2 → Hidro peoxit H2O2 Cơng thức cấu tạo: Tính chất vật lý: H2O2 chất lỏng không màu, nặng nước, tan nước tỉ lệ Tính chất hóa học: Trong H2O2, oxi có số oxi hóa -1, số oxi hóa trung gian -2, vậy, H2O2 vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa a H2O2 chất oxi hóa: H2O2 + KNO2 → KNO3 + H2O H2O2 + 2KI → I2 + 2KOH b H2O2 chất khử: Ag2O + H2O2 → 2Ag + H2O + O2 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5SO2 + K2SO4 + 8H2O H2O2 hợp chất bền, dễ bị phân hủy: 2H2O2 → 2H2O + O2 Lưu huỳnh Tính chất vật lí: Là chất bột màu vàng, khơng tan nước, tan nhiều benzen, dầu hỏa Mỗi dạng thù hình lưu huỳnh có tính chất nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy khác Tính chất hóa học S có 6e lớp ngồi → dễ nhận 2e thể tính oxi hóa mạnh Tính oxi hóa S yếu so với O Các mức oxi hóa có S: -2, 0, +4, +6 Ngồi tính oxi hóa, S có tính khử a Tính oxi hóa 0℃ - Tác dụng với hiđro: H2 + S → H2S - Tác dụng với kim loại + S tác dụng với nhiều kim loại → muối sunfua (trong kim loại thường đạt đến hóa trị thấp) + Hầu hết phản ứng xảy nhiệt độ cao Hg + S → HgS (phản ứng xảy nhiệt độ thường nên thường dùng S khử độc Hg) - Muối sunfua chia thành loại: + Loại Tan nước gồm Na2S, K2S, CaS BaS, (NH4)2S + Loại Không tan nước tan axit mạnh gồm FeS, ZnS + Loại Không tan nước không tan axit gồm CuS, PbS, HgS, Ag2S Chú ý: Một số muối sunfua có màu đặc trưng: CuS, PbS, Ag2S (màu đen); MnS (màu hồng); CdS (màu vàng) → thường dùng để nhận biết gốc sunfua b Tính khử - Tác dụng với chất có tính oxi hóa mạnh 2Na + S → Na2S - Tác dụng với oxi: S + O2 → SO2 S + 2H2SO4 đặc → 3SO2 + 2H2O S + 4HNO3 đặc → 2H2O + 4NO2 + SO2 Hiđro sunfua axit sunfuhiđric Tính chất vật lí - Hiđro sunfua (H2S) chất khí khơng màu, mùi trứng thối, độc, tan nước - Khi tan nước tạo thành dung dịch axit yếu sunfuhiđric a Tính axit yếu (yếu axit cacbonic) - Tác dụng với kim loại mạnh: 2Na + H2S → Na2S + H2 - Tác dụng với oxit kim loại (ít gặp) - Tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành loại muối hiđrosunfua sunfua) H2S + NaOH → NaHS + H2O H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O - Tác dụng với dung dịch muối tạo muối không tan axit: Kết tủa đen b Tính khử mạnh (vì S H2S có mức oxi hóa thấp - 2) - Tác dụng với oxi 2H2S + O2 → 2H2O + 2S (thiếu oxi, phản ứng xảy nhiệt độ thấp) 2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 (dư oxi, phản ứng xảy nhiệt độ cao) Tác dụng với chất oxi hóa khác H2S + 4Br2 + 4H2O → H2SO4 + 8HBr H2S + 8HNO3 đặc → H2SO4 + 8NO2 + 4H2O Điều chế: Dùng axit mạnh đẩy H2S khỏi muối (trừ muối không tan axit): FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S H2S + CuSO4 → CuS↓ + H2SO4 Nhận biết - H2S có mùi trứng thối - Làm đen dung dịch Pb(NO3)2 Cu(NO3)2 - Làm màu dung dịch Brom, dung dịch KMnO4… Lưu huỳnh đioxit - SO2 Tính chất vật lí: Là chất khí khơng màu, nặng khơng khí, mùi hắc, độc, tan tác dụng với nước Tính chất hóa học a SO2 oxit axit Tác dụng với dung dịch bazơ (có thể tạo thành loại muối sunfit hiđrosunfit) SO2 + NaOH → NaHSO3 SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O b.SO2 vừa chất khử, vừa chất oxi hóa (do S SO2 có mức oxi hóa trung gian +4) - SO2 chất oxi hóa: SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O - SO2 chất khử: 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr Điều chế: - Tác dụng với nước: SO2 + H2O ⇌ H2SO3 - - Tác dụng với oxit bazơ → muối: SO2 + CaO → CaSO3 - Đốt cháy lưu huỳnh: S + O2 → SO2 - Đốt cháy H2S oxi dư: 2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2 - Cho kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng: Cu + 4HNO3 → Cu(NO 3)2 + 2NO + 2H2O - Đốt quặng: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 - Trong phòng thí nghiệm dùng phản ứng Na2SO3 với dung dịch H2SO4: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O Axit sunfuric Lưu huỳnh trioxit Tính chất vật lí - SO3 chất lỏng, hút nước mạnh chuyển thành H2SO4 oleum: H2SO4.nSO3 - H2SO4 chất lỏng, nhớt, nặng nước, khó bay tan vô hạn nước - H2SO4 đặc hút nước mạnh tỏa nhiều nhiệt nên pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại gây bỏng H2SO4 có khả làm than hóa hợp chất hữu Tính chất hóa học a H2SO4 lỗng axit mạnh - Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ - Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) → muối sunfat (trong kim loại có hóa trị thấp) H2 Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 - Tác dụng với oxit bazơ → muối (trong kim loại giữ nguyên hóa trị) + H2O FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O - Tác dụng với bazơ → muối + H2O H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O (phản ứng H2SO4 với Ba(OH)2 bazơ không tan tạo thành muối sunfat) Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O - Tác dụng với muối → muối (trong kim loại giữ nguyên hóa trị) + axit Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2 b H2SO4 đặc chất oxi hóa mạnh axit mạnh: - H2SO4 đặc axit mạnh: làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ; tác dụng với bazơ, oxit bazơ với muối (trong kim loại có hóa trị cao nhất) tương tự H 2SO4 lỗng - Trong H2SO4, S có mức oxi hóa cao (+6) nên H2SO4 đặc nóng có tính oxi hóa mạnh - Tác dụng với kim loại: + H2SO4 đặc phản ứng với hầu hết kim loại (trừ Au Pt) → muối kim loại có hóa trị cao + H2O + SO2 (S, H2S) +6 + Sản phẩm khử S tùy thuộc vào độ mạnh kim loại: kim loại có tính khử +6 mạnh S bị khử xuống mức oxi hóa thấp 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O 5H2SO4 + 4Zn → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O + H2SO4 đặc nguội thụ động với Al, Fe Cr Tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H2O + SO2 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O - Tác dụng với chất khử khác 2H2SO4 + 2FeSO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O Điều chế: FeS2 S → SO2 → SO3 → H2SO4 II Các dạng tập phương pháp giải Oxi Lưu huỳnh nguyên tố HS gặp nhiều tập hóa học từ THCS đến THPT góp phần khơng nhỏ đề thi THPT Quốc gia Thông qua tiểu luận, em hệ thống lại dạng tập Oxi – Lưu huỳnh mà HS gặp mơn Hóa học Phần 1: Các dạng tập lý thuyết Dạng 1: Chuỗi phản ứng, sơ đồ chuyển hóa Phương pháp giải: Học sinh cần nắm rõ tính chất hóa học Oxi, Lưu huỳnh hợp chất để hiểu chất phản ứng, ngồi cần nhớ tính chất vật lí đặc trưng Ví dụ: S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O Giải: Với khí A khí có mùi trứng thối, với tính chất vật lí đặc trứng HS nhận khí khí H2S Sau tìm khí A dễ dàng tìm chất lại chuỗi phản ứng (X: S, A: H2S, B: SO2, D: H2O, Y: H2SO4, Z: HBr, E: FeS,) (1)S+H →H2S (2) 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O (4) SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (6) FeS + H2SO4 → H2S + FeSO4 (7) FeS + HBr → H2S + FeBr2 Dạng 2: Nhận biết Dạng 2.1: Nhận biết không giới hạn thuốc thử Phương pháp giải: Bảng thuốc thử dùng để nhận biết số chất ion STT Mẫu Thuốc thử Hiện tượng Giải thích thử O2 -Que đóm - Que đóm bùng - Khí oxi trì cháy đỏ cháy - 2Cu + -Cu nung - miếng Cu hóa đen nóng O3 Dd KI + hồ Hồ tinh bột hóa xanh O3 +2KI + H2O → I2 + 2KOH + O2 tinh bột H2 S Dd Kết tủa đen Pb(NO3)2 + S2- → PbS¯ ↓+ NO3Pb(NO3)2 S24 SO2 Dd Br2 Màu dd nhạt dần SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + Dd KMnO4 màu 2HBr 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → 2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 2BaCl2 + SO4 →BaSO4 ↓+ 2Cl H2SO4 Dd BaCl2 Kết tủa trắng 2SO4 (3)S+O 2→SO2 (5) S + Fe → FeS t O2 → 2CuO SO3 2- Dd axit mạnh HCl, H2SO4 Sủi bọt khí dung dịch 2- + SO3 + 2H → SO2 ↑+ H2O Ví dụ: Có lọ nhãn đựng khí: SO2, CO2, O2, O3, Cl2 Hãy sử dụng phương pháp hóa học để nhận biết khí đựng lọ? Giải: - Dẫn khí lọ sục qua dung dịch Br2 + Khí làm dung dịch Br2 nhạt màu dần dẫn đến màu khí SO2 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (nâu đỏ) (không màu) + Các khí lại khơng xảy tượng CO 2, O2, O3, Cl2 - Dẫn khí lại sục qua dung dịch Ca(OH) + Khí làm dung dịch Ca(OH)2 có tượng vẩn đục khí CO2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O trắng + Các khí lại khơng có tượng O2, O3 Cl2 - Đưa q tím ẩm vào miệng bình đựng khí lại + Khí làm q tím ẩm chuyển đỏ sau màu khí Cl Cl2 + H2O → HCl + HClO (sản phẩm sinh sau phản ứng vừa có tính axit vừa có tính tẩy màu) + khí lại khơng có tượng O2 O3 - Dẫn khí lại sục qua dung dịch KI có nhỏ vài giọt hồ tinh bột + Khí tham gia phản ứng khiến dung dịch có màu xanh đen đặc trưng O 2KI+O3+H2O→I2+2KOH+O2 (Hồ tinh bột kết hợp với I2 tạo hợp chất màu xanh đen) + Khí lại khơng có tượng O2 Dạng 2.2: Nhận biết có giới hạn thuốc thử Phương pháp giải: Nếu đề cho dùng quỳ tím nhận biết hóa chất ta phân biệt chất chất nhóm theo khoảng pH hay mơi trường mà thể Ngồi axit bazo, số muối có khả làm thay đổi màu quỳ tím cần ý +, Quỳ tím hóa đỏ (môi trường axit) với số muối: Hidrosunfat [ X(HSO4)n ]; amoni [ (NH4)nY ] 2+, Quỳ tím hóa xanh (môi trường kiềm) với số muối:Cacbonat (CO3 ); Sunfua (S 22); Sunfit ( SO3 ) Ví dụ 1: Chỉ dùng q tím, nhận biết dung dịch nhãn sau: Na2SO4, Na2CO3, H2SO4, BaCl2 Ví dụ 2: Nhận biết chất sau mà không dùng thêm thuốc thử khác: H2SO4; Ba(OH)2; Ba(HCO3)2; (NH4)2SO4 Hướng dẫn: Lập bảng tượng xảy trộn đôi dung dịch với đếm tượng khác loại - Số mol H2SO4 (đóng vai trò chất oxi hoá) = số mol nguyên tử S sản phẩm khử - Số mol H2SO4 tác dụng = số mol H2SO4 (mơi trường) + số mol H2SO4 đóng vai trò chất oxi hoá.Cụ thể: + 2SO4 + 4H + + 2e → SO2 + 2H2O 2SO4 + 8H + 6e → S + 4H2O 2SO4 + 10 H+ + 8e → H2S + 4H2O a Tìm khối lượng muối: A + H2SO4 (đặc) → A2(SO4)n+ sp khử (S, SO2, H2S) + H2O mmuối = mKLp/ư + (6nS +2nSO2 + 8nH2S) 96/2 (1) b Tìm số mol axit phản ứng: A + H2SO4 (đặc) →A2(SO4)n+ sp khử (S, SO2, H2S) + H2O Oleum – Sự pha loãng dung dịch Phương pháp giải: - Bài tập thực hành pha loãng axit sunfuric đặc cho từ từ axit vào nước khơng làm ngược lại - Khi pha lỗng trộn lẫn dung dịch khơng trộn lẫn với ta sử dụng sơ đồ đường chéo - Bài tập oleum chủ yếu áp dụng định luật bảo tồn Ví dụ: Hòa tan 67,6 gam oleum H2SO4 xSO3 vào nước thu dung dịch X Sau cho từ từ lượng dư BaCl2 vào X thấy có 186,4g kết tủa trắng Tìm cơng thức oleum? Cách 1: PTHH: H2SO4 xSO3 + xH2O → (x+1) H2SO4 H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl Ta có: Vậy cơng thức oleum là: H2SO4 3SO3 Cách 2: Bảo toàn nguyên tố (1+x) = Vậy công thức oleum là: H2SO4 3SO3 ⇒ = 98+80 = +1 ⇒ = 98+80 = +1 4 0,8 ⇒ x=367,6 0,8 ⇒ x=367,6 = 4n +2n S = SO2 + 5n H2 S (2) 2 = = 186,4 233 = 0,8 ( ) = 186,4 233 = 0,8 (mol) III Xây dựng số dạng tập Dạng 1: Bài tập hình vẽ Ví dụ 1: Trong PTN người ta điều chế oxi cách phân hủy H2O2, cho viết hình vẽ mơ tả cách thu khí oxi tối ưu nhất? Giải thích lựa chọn mình? 15 Hướng dẫn:Hình vẽ mơ tả cách thu khí hình Giải thích: Vì khí oxi tan nước nên sử dụng phương pháp đẩy nước Không sử dụng phương pháp đẩy khơng khí hình khí oxi thu lẫn khơng khí nên khơng tinh khiết, phương pháp hình khơng áp dụng khí oxi nặng khơng khí Ví dụ 2: Tầng ozon hoạt động chắn ngăn chặn phần lớn tia cực tím khơng cho chúng đến bề mặt Trái đất Tuy nhiên, có số nơi có tượng bị thủng tầng ozon số tác nhân chủ yếu, tác nhân đóng vai trò chủ yếu là: A CF2Cl2 (cloflocacbon) B Cacbon oxit C Các oxit lưu huỳnh D Các oxit photpho Hướng dẫn: Khí thải CF2Cl2 dùng hệ thống ống dẫn khép kín tủ lạnh Khi dung dịch bay trở thành thể khí, bốc thẳng lên tầng ozon trái đất có phản ứng CF2Cl2 → CF2Cl + Cl CF2Cl → CFCl + Cl Sau đó, nguyên tử Cl tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng: Cl + O3 → ClO + O2 ClO +O3 → Cl +2O2 Lâu dần tầng ozon bị thủng trạng ngày Đáp án A Dạng 2: Bài tập đồ thị Phương pháp giải: Khi sục khí SO2 vào dung dịch Ba(OH)2 Ca(OH)2 thu dạng đồ thị sau 16 Số mol SO2 phản ứng có trường hợp + Xuất kết tủa: x = b ⇒= n↓ + Xuất kết tủa sau kết tủa tan phần: y = 2a – b ⇒ = − - n↓ Và đồ thị có dạng tam giác cân ⇒ a- x = y - a Ví dụ: Khi cho 0,02 0,04 mol SO2 hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 lượng kết tủa thu biểu diễn đồ thị sau n BaCO3 (mol) a 0,02 n SO2 (mol) 0,02 a 0,04 2a Số mol Ca(OH)2 tham gia phản ứng là: A 0,01 mol C 0,03 mol B 0,02 mol D 0,04 mol Hướng dẫn: Dựa vào đồ thị ta thấy: a – 0,02 = 0,04 – a ⇒ a = 0,03 (mol) Vậy đáp án đáp án C 17 Dạng 3: Bài tập thí nghiệm Ví dụ: Để điều chế khí Y PTN người ta sử dụng dụng cụ hóa chất sau Hãy cho biết Y khí nào? A NH3 C SO2 B HCl D O2 Hướng dẫn: Đây sơ đồ điều chế SO2 PTN nên đáp án đáp án C (chất rắn X Na2SO3) Dạng 4: Bài tập ứng dụng thực tế Ví dụ: Nước sinh hoạt khử trùng clo thường có mùi khó chịu lượng nhỏ clo dư gây nên Hiện có số nhà máy nước sử dụng phương pháp khử trùng ozon để nước an toàn khơng có mùi vị lạ Ozon bơm vào nước với hàm lượng từ 0,5 – g/m Lượng ozon dư trì nước khoảng 5-10ph để diệt vi khuẩn a b c Vì ozon lại có tính sát trùng? Hãy nêu phương pháp nhận biết lượng ozon dư nước? Tính khối lượng ozon cần dùng để khử trùng nước cung cấp cho khu dân cư 1000 dân Biết trung bình người dùng hết 250l/ ngày giả sử hàm lượng ozon đưa vào nước 2,0g/m Giải: a Ozon có tính sát trùng có tính oxi hóa mạnh, hòa tan vào nước, ozon phá vỡ cấu trúc vi khuẩn, virut, oxi hóa chất hóa học kim loại nặng tồn dư nước cung cấp thêm khí oxy cho nước Ngoài ra, lượng ozon dư nước bị phân tách thành O2 [O] sau thời gian ngắn [O] ngun tử có tính oxy hóa mạnh 18 b Nhận biết O3 giấy tẩm dung dịch KI có nhỏ thêm hồ tinh bột Hiện tượng giấy chuyển sang màu xanh đen đặc trưng (do hồ tinh bột kết hợp với I tạo hợp chất có màu xanh đen) nước dư O3 2KI+O3+H2O→I2+2KOH+O2 c Khối lượng O3 cần dùng là: IV Vận dụng dạy học tập chuyên đề 3= 250 10-3 1000 = 500 (g) Thiết kế giáo án dạy học tiết luyện tập chủ đề: “ LƯU HUỲNH DIOXIT VÀ TÁC HẠI” Mục tiêu Kiến thức: - Trình bày cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng phương pháp điều chế SO2 - Viết cân phương trình hóa học minh họa tính chất SO2 - Vận dụng vào giải thích tượng thực tế đời sống giải số tốn hóa học - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh sau rút kết luận giải thích tượng hình ảnh - Phân tích nguyên nhân, tác hại ảnh hưởng mưa axit đến đất, rừng va người - Có hứng thú với mơn Hóa học - Thấy mối đe dọa, tác động xấu khí gây nhiễm mơi trường đến mơi trường - Có trách nhiệm việc bảo vệ môi trường Định hướng phát triển lực - Góp phần hình thành lực giải vấn đề lực vận dụng kiến thức Hóa học vào sống 2.Chuẩn bị Phương tiện dạy học: Bảng phấn, máy tính, máy chiếu Giáo viên - Bài giảng điện tử, video thí nghiệm, phiếu học tập - Tham khảo trước thông tin liên quan đến tiết học 19 Học sinh - Ôn tập kiến thức SO2 học - Đọc trước tài liệu liên quan đến tượng mưa axit 3.Phương pháp dạy học - Phương pháp thuyết trình, đàm thoại - Phương pháp trực quan - Phương pháp hoạt động nhóm 4.Tiến trình dạy học Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học sinh HĐ 1: Nhớ lại cấu tạo phân tử, tính chất vật lí tính chất hóa học SO2 (8ph) - Chia lớp thành nhóm gồm 4-5 HS - Cho HS xem hình ảnh cấu trúc phân tử lưu huỳnh, hình ảnh lọ đựng SO2 video thí nghiệm minh họa tính chất SO2 Sau HS điền tính chất PTHH vào phiếu học tập để nhớ lại kiến thức học SO2 - Quan sát hình ảnh, video, thảo luận nhóm hồn thành phiếu học tập HĐ 2: Trò chơi “Tìm nửa mảnh ghép” (12ph) - GV phát cho nhóm HS bán phản ứng, với yêu - Thảo luận nhóm sau hồn cầu hồn thành PTHH ghi rõ thay đổi số oxi thành trò chơi theo u cầu hóa ngun tử S, sau chia PTHH thành GV nhóm: nhóm hợp chất chứa S tham gia với vai trò chất khử, nhóm hợp chất chứa S tham gia với vai trò chất oxi hóa - Sau kết thúc trò chơi, u cầu nhóm cử đại diện lên trình bày kết bảng - Cử đại diện lên trình bày kết nhóm - GV gọi HS nhận xét kết nhóm khác, - Nhận xét góp ý với kết sau GV chữa tổng kết yêu cầu HS ghi chép nhóm khác ghi chép phương trình vào vào sau GV tổng kết kiến thức HĐ 3: Bài tập (7ph) - Chiếu đề cho HS slide: - Theo dõi giải tập theo đề GV đưa 20 “Khí thải nhà máy, xí nghiệp chứa nhiều lưu - Chữa tập sau GV nhận huỳnh dioxit, nguyên nhân chủ yếu xét vào gây mưa axit gây tồn cho cơng trình làm thép, đá Điển hình cơng trình cổ văn minh Maya Mexico Hãy giải thích trình viết PTHH minh họa” Gợi ý: Khí SO2 khơng khí xảy q trình biến đổi sau: SO2 + H2O ⇌ H2SO3 SO2 + O2 + H2O → H2SO4 Axit sinh hòa lẫn nước mưa, tác dụng với sắt ( công trình thép) đá vơi (trong cơng trình đá) gây tổn hại Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O -Yêu cầu HS theo dõi đề làm tập, sau gọi HS lên bảng chữa nhận xét HĐ 4: Bài tập (8ph) - Chiếu đề cho HS slide “Theo tiêu chuẩn quốc tế qui định, lượng SO2 vượt - Theo dõi giải tập theo đề -6 30.10 mol/m (khơng khí) coi khơng khí GV đưa bị nhiễm Nếu người ta lấy 50 lít khơng khí - Chữa tập sau GV nhận thành phố phân tích thấy có 0,012mg SO2 khơng xét vào khí có bị ô nhiễm không? Gợi ý: = 0,012.10−3 -7 = 1,875.10 (mol) 64 1m khơng khí có chứa lượng SO2 1,875.10 −7 50.1000 -6 -6 = 375.10 (mol/m ) > 30.10 (mol/m ) Lượng SO2 vượt q qui định quốc tế Vậy khơng khí thành phố bị ô nhiễm -Yêu cầu HS theo dõi đề làm tập, sau gọi HS lên bảng chữa nhận xét 21 HĐ : Bài tập (8ph) - Chiếu đề cho HS slide “Để loại bỏ SO2 từ khí thải nhà máy công nghiệp, người ta thường xây dựng bể chứa Ca(OH) để sục luồng khí thải qua Tính thể tích dd Ca(OH) 1M cần dùng để hấp thụ đc 10m khí thải có chứa 40% khí SO2 (đktc) - Theo dõi giải tập theo đề GV đưa - Chữa tập sau GV nhận xét vào Gợi ý: 2= 10000 0,4 = 4000 (lít) = 4000 = 178,6 (mol) 22,4 PTHH: SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O 178,6 178,6 = ( 178,6 (mol) = 178,6 (lít) ) - Yêu cầu HS theo dõi đề làm tập, sau gọi HS lên bảng chữa nhận xét Phụ lục: Phiếu học tập: Phiếu học tập I Cấu tạo phân tử Viết công thức electron, công thức cấu tạo SO2, nêu loại liên kết phân tử SO2 …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… II Tính chất vật lý Sau quan sát hình ảnh lọ đựng SO2: Nhắc lại trạng thái, màu sắc tính tan SO2 …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… III Tính chất hóa học Quan sát thí nghiệm hồn thành bảng sau 22 STT Tên thí nghiệm Hiện tượng- PTHHVai trò SO2 SO2 tác dụng với H2O SO2 tác dụng với dung dịch NaOH SO2 tác dụng với dung dịch KMnO4 SO2 tác dụng với dung dịch H2S Kết luận: Tính chất hóa học SO2: …………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… V Đề kiểm tra, đánh giá Thiết kế đề kiểm tra đánh giá sau học xong chương “Oxi- lưu huỳnh” – Hóa học 10 Mục đích đề kiểm tra Đánh giá kết học tập HS theo chuẩn kiến thức, kĩ chương “Oxi – Lưu huỳnh” – Hóa học 10 Hình thức đề kiểm tra Trắc nghiệm khách quan kết hợp trắc nghiệm tự luận: Gồm có 10 câu trắc nghiệm câu tự luận (thời gian: 45ph) Thiết lập ma trận đề kiểm tra Chủ đề Nhận biết Oxi ozon - Nêu vị trí bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử nguyên tố oxi, ozon Thông hiểu - Xác định minh họa tính chất hóa học đặc trưng oxi: tính oxi hóa (tác dụng với kim loại, phi kim, hidro - Nêu cấu hợp chất) tạo phân tử, tính phương trình chất vật lí, ứng hóa học dụng, phương pháp điều chế - Giải thích oxi ozon tính oxi hóa 23 Vận dụng Vận dụng bậc cao - Phân biệt tính chất hóa học oxi ozon thơng qua số phản ứng hóa học - Giải thích số tượng thực tiện có liên quan đến oxi ozon - Giải - Tính thể tích số tốn hóa oxi ozon học nâng cao đktc phản ứng hóa học - Tính thành Tổng câu mạnh ozon phần phần khí - Nhận xét hợp giải thích tượng thí nghiệm liên quan đến oxi ozon Số câu Lưu huỳnh hợp chất TNKQ TNTL TNKQ TNTL TNKQ TNTL (câu 8) (câu 1) (câu 3) - Nêu vị trí bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử ngun tố lưu huỳnh - Xác định tính oxi hóa tính khử hợp chất lưu huỳnh dựa vào số oxi hóa -Phân biết hợp chất lưu huỳnh với số chất biết phương trình hóa học - Nêu cấu tạo phân tử, tính chất vật lí, ứng dụng, phương pháp điều chế lưu huỳnh, khí H2S, khí SO2 axit sunfuric Tổng trăm hỗn TNKQ TNTL (câu (câu 7) TL) - Giải thích số tượng thực tiện có liên quan đến lưu huỳnh hợp chất (hiện tượng mưa axit, làm - Viết cân Tính khối khí thải lượng hay thể cơng PTHH minh họa tích hợp chất nghiệp) tính chất hóa học lưu huỳnh lưu huỳnh - Giải số tốn hóa hợp chất tốn hóa học học nâng cao - Nhận xét giải thích tượng thí nghiệm liên quan đến lưu huỳnh hợp chất TNKQ TNTL TNKQ 2(câu 2, 4) 2(câu 6,9) TNTL TNKQ TNTL (câu (câu (câu 2) 5, 10) TL) 24 TNKQ TNTL Thiết kế đề kiểm tra I.Trắc nghiệm khách quan (4đ) Câu 1: (H):Phương trình hóa học sau sai? A KMnO4 → K + Mn + 2O2 B 2KClO3 → 2KCl + 3O2 C 2Ag + O3 → Ag2O + O2 D C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O Câu 2: (B): H2SO4 đặc nguội không phản ứng với: A Fe(OH)3, Fe2O3 B Zn, Cu C HI, S D Fe, Al Câu 3:(VDT) Dẫn 1.12l khí (đktc) hỗn hợp khí X gồm O2 O3 qua dung dịch KI dư, sau phản ứng thu 6,35 gam chất rắn màu tím đen Phần trăm thể tích ozon X là: A.30% B.40% C.50% D.60% Câu 4: (B) Để điều chế khí Y PTN người ta sử dụng dụng cụ hóa chất sau Hãy cho biết Y khí nào? A NH3 C HCl B SO2 D.O2 Câu 5:(VDT) Hòa tan hồn tồn 6,72 lít SO2 (đktc) vào 100ml KOH 3,5M, muối tạo thành sau phản ứng là: A.KHS KHSO3 B.KHSO3 C.K2SO3 KHSO3 25 D K2SO3 Câu 6: (H): Cho PTHH: Mg + H2SO4 đặc → MgSO4 + H2S + H2O A 4, 5,4,1,4 C 4,4,5,1,4 B 5,4,4,4,1 D 1,4,4,4,5 Câu 7: (VDC) Trộn KMnO4 KClO3 với lượng bột MnO2 bình kín thu hỗn hợp X Lấy 52,55g X đem nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp chất rắn Y V lít khí O2 Biết KClO3 bị nhiệt phân hoàn toàn tạo 14,9g KCl chiếm 36,315 khối lượng Y Sau cho tồn Y tác dụng hồn tồn với axit HCl đặc dư đun nóng, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu 51,275g muối khan Hiệu suất phản ứng nhiệt phân muối KMnO X là? A.20% B 80% C 90% D 45% Câu 8: (B) Trong phòng thí nghiệm, khí oxi điều chế cách nào? A Điện phân H2O B Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng C Nhiệt phân KMnO4, KClO3 D Phân hủy ozon Câu 9: (H) Cho phản ứng sau (1) S+O 2→SO2 (2) S+H 2→H2S (3) S+3F2→SF6 (4) S+2K→K2S S đóng vai trò chất khử phản ứng A.Phản ứng (1) (2) C Phản ứng (3) (4) B Phản ứng (2) (4) D Phản ứng (1) (3) Câu 10: (VDT) Dung dịch thuốc tím oxi hóa khí sunfuro Để oxi hóa hồn tồn 16,8 lít khí sunfuro (đktc) khối lượng thuốc tím cần là: A.39,5 g B.47,4 g C.55,3 g D.63,3 g II.Trắc nghiệm tự luận Câu 1:(1,5đ) Có lọ nhãn đựng khí: SO2, CO2, O2, O3, Cl2 Hãy sử dụng phương pháp hóa học để nhận biết khí đựng lọ? Câu 2: (1,5đ) Hoàn thành chuỗi phản ứng sau (ghi rõ điều kiện phản ứng có): 26 H 2S SO2 H2SO4 CuSO4 FeSO4 10 NaHSO3 Na2SO3 SO2 Câu 3: (3đ) Nước sinh hoạt khử trùng clo thường có mùi khó chịu lượng nhỏ clo dư gây nên Hiện có số nhà máy nước sử dụng phương pháp khử trùng ozon để nước an tồn khơng có mùi vị lạ Ozon bơm vào nước với hàm lượng từ 0,5 – g/m3 Lượng ozon dư trì nước khoảng 5-10ph để diệt vi khuẩn a.Vì ozon lại có tính sát trùng? b.Hãy nêu phương pháp nhận biết lượng ozon dư nước? c.Tính khối lượng ozon cần dùng để khử trùng nước cung cấp cho khu dân cư 1000 dân Biết trung bình người dùng hết 250l/ ngày giả sử hàm lượng ozon đưa vào nước 2,0 g/m3 Thiết kế đáp án đề kiểm tra I Trắc nghiệm khách quan Câu 10 Đáp án A D C B C A B C D B II Trắc nghiệm tự luận Câu 1: - Dẫn khí lọ sục qua dung dịch Br2 + Khí làm dung dịch Br2 nhạt màu dần dẫn đến màu khí SO2 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr (nâu đỏ)(khơng màu) + Các khí lại khơng xảy tượng CO2, O2, O3, Cl2 - Dẫn khí lại sục qua dung dịch Ca(OH)2 + Khí làm dung dịch Ca(OH)2 có tượng vẩn đục khí CO2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O trắng + Các khí lại khơng có tượng O2, O3 Cl2 27 - Đưa q tím ẩm vào miệng bình đựng khí lại + Khí làm q tím ẩm chuyển đỏ sau màu khí Cl2 Cl2 + H2O → HCl + HclO (sản phẩm sinh sau phản ứng vừa có tính axit vừa có tính tẩy màu) + khí lại khơng có tượng O2 O3 - Dẫn khí lại sục qua dung dịch KI có nhỏ vài giọt hồ tinh bột + Khí tham gia phản ứng khiến dung dịch có màu xanh đen đặc trưng O 2KI+O3+H2O→I2+2KOH+O2 (Hồ tinh bột kết hợp với I2 tạo hợp chất màu xanh đen) + Khí lại khơng có tượng O2 Câu 2: (1) 2H2S + O2 → 2SO2 + 2H2O (2) SO2 + 6HI →H2S + 3I2 + H2O (3) 2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 (4) Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O (5) CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu (6) SO2 + NaOH → NaHSO3 (7) NaHSO3 + H2SO4 →Na2SO4 + SO2 + H2O (8) NaHSO → Na2SO3 + SO2 + H2O (9) Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O (10) H2SO4 đặc + Fe → Fe2(SO 4)3 + SO2 + H2O Câu 3: a.Ozon có tính sát trùng có tính oxi hóa mạnh, hòa tan vào nước, ozon phá vỡ cấu trúc vi khuẩn, virut, oxi hóa chất hóa học kim loại nặng tồn dư nước cung cấp thêm khí oxy cho nước Ngồi ra, lượng ozon dư nước bị phân tách thành O2 [O] sau thời gian ngắn [O] ngun tử có tính oxy hóa mạnh b.Nhận biết O3 giấy tẩm dung dịch KI có nhỏ thêm hồ tinh bột Hiện tượng giấy chuyển sang màu xanh đen đặc trưng (do hồ tinh bột kết hợp với I tạo hợp chất có màu xanh đen) nước dư O3 28 2KI+O3+H2O→I2+2KOH+O2 c.Khối lượng O3 cần dùng là: C Kết luận 3= 250 10-3 1000 = 500 (g) Qua chuyên đề, em hệ thống lại dạng tập mà học sinh gặp phần Oxi – Lưu huỳnh, kết hơp với việc vận dụng vào giáo án dạy học thực tế với kiểm tra đánh giá sau học xong phần “Oxi – Lưu huỳnh” Chuyên đề giúp học sinh có nhìn tổng qt dạng tập có phần “Oxi- Lưu huỳnh”, giúp em dễ dàng việc chuẩn bị cho kì thi lớn sau này, đồng thời giúp em hiểu sâu kiến thức dạng tập để phục vụ cho cơng tác giảng dạy sau 29 ... 29 CHUYÊN ĐỀ: OXI – LƯU HUỲNH A Lý chọn chuyên đề Oxi – Lưu huỳnh trọng nguyên tố quan trọng phần hóa học vơ mà học sinh làm quen tiếp xúc từ học mơn Hóa học phổ thơng Trong nguyên tố oxi nguyên... dạng tập phương pháp giải Oxi Lưu huỳnh nguyên tố HS gặp nhiều tập hóa học từ THCS đến THPT góp phần khơng nhỏ đề thi THPT Quốc gia Thông qua tiểu luận, em hệ thống lại dạng tập Oxi – Lưu huỳnh. .. Đề kiểm tra, đánh giá Thiết kế đề kiểm tra đánh giá sau học xong chương Oxi- lưu huỳnh – Hóa học 10 Mục đích đề kiểm tra Đánh giá kết học tập HS theo chuẩn kiến thức, kĩ chương Oxi – Lưu huỳnh