SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO LÂM ĐỒNG. TRƯỜNG THPT THĂNG LONG – LÂM HÀ. ----------  ----------- CHUYÊN ĐỀ: CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HĨA KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM SỐ OXI HĨA  TỔ : HÓA – ĐỊA. THỰC HIỆN : NHÓM HÓA HỌC. NĂM HỌC : 2009 – 2010. SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO LÂM ĐỒNG. TRƯỜNG THPT THĂNG LONG – LÂM HÀ. ----------  ----------- CHUYÊN ĐỀ: CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HĨA KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM SỐ OXI HĨA  TỔ : HÓA – ĐỊA. THỰC HIỆN : NHÓM HÓA HỌC. PHỤ LỤC. A.- Mở đầu. B.- Nội dung. I.- Cơ sở lý thuyết. II.- Tiết dạy minh họa III.- Phương trình tham khảo C.- Nhận đònh và giải pháp. D.- Kết luận. E.- Tài liệu tham khảo. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm học gần đây, với việc thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan của các khối lớp, nhất là học sinh lớp 12 với các kì thi tốt nghiệp, thi vào các trường chuyên nghiệp, trong một khoảng thời gian tương đối ngắn học sinh phải giải quyết một số lượng câu hỏi khá lớn, trong đó phần bài tập có một lượng khơng ít các bài tập có liên quan đến việc cần bằng các phản ứng oxi hóa khử. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp tăng giảm số oxi hóa là một phương pháp mới đối với các em học sinh và cũng là một phương pháp để cân bằng nhanh những phản ứng phức tạp mà các em gặp do đó phương pháp này rất quan trọng và xun suốt trong các năm học ở bậc học THPT và ở các bậc học cao hơn. Để các em nắm vững cách cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử, nhóm hóa đã mạnh dạng áp dụng phương pháp cân bằng phản úng oxi hóa khử bằng phương pháp tăng giảm số oxi hố là phương pháp chủ yếu trong q trình giảng dạy cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Trong q trình biên soạn dù cẩn thận đến đâu cũng khó tránh khỏi những sai sót rất mong đồng nghiệp và các đồng chí đóng góp ý kiến xây dựng để chun đề mang lại hiệu quả cao hơn. Chúng tơi xin chân thành cảm ơn. II. NHỮNG U CẦU CẦN ĐẠT CỦA HOC SINH 1. Về kiến thức : - Học sinh phải nằm vững 4 ngun tắc xác định số oxi hóa của các ngun tố ở trạng thái đơn chất và hợp chất. - Xác định được số oxi hóa của các ngun tố có sự thay đổi số oxi hóa - Xác định được tồng số số oxi hóa tăng và tổng số số oxi hóa giảm 2. Về ứng dụng thực tiển : - Nếu nắm vững phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương tăng giảm số oxi hóa, HS sẽ có thuận lợi khi học bài nito và các hợp chất của nitỏ, lưu huỳnh và các hợp chất của lưu huỳnh, anđehit, xeton…… 3. Về kĩ năng : dựa vào sự tăng giảm số oxi hóa các em xác định được tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số oxi hóa giảm đó là cơ sở của phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp tăng giảm oxi hóa. III/ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CÂN BẰNG PHẢN ỨNG ƠXI HĨA KHỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM SỐ ƠXI HĨA - Cân bằng phương trình phản ứng dựa trên ngun tắc “ Trong phản ứng ơxi hóa khử, tống số số oxi hó tăng bằng tổng số số oxi hóa giảm ” - Cân bằng phản ứng dựa trên các bước - Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa. - Bước 2; xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm - Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa - Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. ***Đối với GV : - Phải nắm bắt được lực học của từng học sinh để áp dụng phương pháp cho phù hợp + Đối tượng học sinh khá giỏi : Bước đầu cho cân bằng những phương trình đơn giản, sau đó tăng dần mức độ khó của phương trình đến những phương trình phức tạp hơn + Đối tượng học sinh trung bình : xác định được sự tăng giảm số oxi hóa của các nguyên tố, tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm và cân bằng được các phương trình đơn giản sau đó đến những phương trình tương đối khó hơn + Đối tượng học sinh yếu, kém : xác định được sự tăng giảm số oxi hóa của các nguyên tố, tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm và cân bằng được các phương trình đơn giản ***Một số ví dụ minh họa Áp dụng cho học sinh khá giỏi • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 7 2 6 4 0 4 2 2 4 2 (1) t K Mn O K Mn O Mn O O + − + + → + + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm Từ (1) , ta thấy : 7 6 7 4 Mn Mn Mn Mn + + + +   →  ⇒   →   tổng số số ôxi hóa giảm là 4 2 0 2 4 2O O − → ⇒ tổng số số ôxi hóa tăng là 8 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy 8 và 4 đều chia hết cho 4 nên hệ số đồng thời tương ứng là: 2 và 1 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 7 2 6 4 0 4 2 2 4 2 2 2 1 t K Mn O K Mn O Mn O O + − + + → + + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 7 2 6 4 0 4 2 2 4 2 4 2 2 2 t K Mn O K Mn O Mn O O + − + + → + + Đưa hệ số phương trình về số nguyên tối giản nhất. 0 7 2 6 4 0 4 2 2 4 2 2 t K Mn O K Mn O Mn O O + − + + → + + 0 3 3 3 4 3 2 Al( ) t Al H N O NO N H NO H O + → + + • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 5 +3 3 3 3 3 4 3 2 Al( ) o t Al H N O NO N H NO H O + − + → + + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm tổng số số ôxi hóa tăng là 3 5 3 N N + − → tổng số số ôxi hóa giảm là 8 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy hệ số đồng thời tương ứng là 8 và 3 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 5 +3 3 3 3 3 4 3 2 8Al( ) 3 o t Al H N O NO N H NO H O + − + → + + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 5 +3 3 3 3 3 4 3 2 8 30 8Al( ) 3 9 o t Al H N O NO N H NO H O + − + → + + Áp dụng cho học sinh trung bình 3 3 2 2 ( ) (2)Cu H N O Cu NO N O H O + → + + • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 5 2 2 3 3 2 2 ( ) (2)Cu H N O Cu NO N O H O + + + + → + + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm Từ (1) , ta thấy : → ⇒ 0 +2 Cu Cu tổng số số ôxi hóa tăng là 2 5 2 N N + + → ⇒ tổng số số ôxi hóa giảm là 3 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy hệ số đồng thời tương ứng là 2 và 3 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 3 Al Al + → ⇒ • 0 5 2 2 3 3 2 2 3 ( ) 2 (2)Cu H N O Cu NO N O H O + + + + → + + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 5 2 2 3 3 2 2 3 8 3 ( ) 2 4 (2)Cu H N O Cu NO N O H O + + + + → + + 0 3 3 3 2 2 e Fe( ) (1) t F H N O NO N O H O + → + + • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 0 5 +3 4 3 3 3 2 2 e Fe( ) (1) t F H N O NO N O H O + + + → + + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm Từ (1) , ta thấy : → ⇒ 0 +3 Fe Fe tổng số số ôxi hóa tăng là 3 5 4 N N + + → ⇒ tổng số số ôxi hóa giảm là 1 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy hệ số đồng thời tương ứng là 3 và 1 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 0 5 +3 4 3 3 3 2 2 e Fe( ) 3 (1) t F H N O NO N O H O + + + → + + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 0 5 +3 4 3 3 3 2 2 e 6 Fe( ) 3 3 (1) t F H N O NO N O H O + + + → + + → Áp dụng cho học sinh yếu kém 0 0 1 +2 0 2 2 e Fe (1) t F H Cl Cl H + + → + • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 0 1 +2 0 2 2 e Fe (1) t F H Cl Cl H + + → + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm Từ (1) , ta thấy : → ⇒ 0 +2 Fe Fe tổng số số ôxi hóa giảm là 2 1 0 2 2 H H + → ⇒ tổng số số ôxi hóa tăng là 2 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy 2 và 2 đều chia hết cho 2 nên hệ số đồng thời tương ứng là 1 và 1 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 0 1 +2 0 2 2 e 1Fe 1 (1) t F H Cl Cl H + + → + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 0 1 +2 0 2 2 e 2 Fe (1) t F H Cl Cl H + + → + 0 0 1 +2 0 2 2 e Fe (1) t F H Cl Cl H + + → + 0 0 1 +2 0 2 2 2 2 Mn (1) t MnO H C l Cl Cl H O − + → + + • Bước 1: Xác định số ôxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa 0 0 1 +2 0 2 2 2 2 Mn (1) t MnO H C l Cl Cl H O − + → + + • Bước 2: Xác định tổng số số oxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm Từ (1) , ta thấy : → ⇒ 0 +2 Mn Mn tổng số số ôxi hóa tăng là 2 1 0 2 2 Cl Cl − → ⇒ tổng số số ôxi hóa giảm là 2 • Bước 3: tìm hệ số đồng thời cho cho nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa Ta thấy2 và 2 đều chia hết cho 2 nên hệ số đồng thời tương ứng là 1 và 1 • Bước 4: Đặt chéo các hệ số cho các nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa sau đó đếm số nguyên tử ở hai vế và cân bằng phương trình theo thứ tự kim loại  phi kimhiđroôxi. 0 0 1 +2 0 2 2 2 2 1Mn 1 (1) t MnO H C l Cl Cl H O − + → + + Kiểm tra số nguyên tử ở 2 vế và cân bằng lại phương trình phản ứng trên 0 0 1 +2 0 2 2 2 2 4 Mn 2 (1) t MnO H C l Cl Cl H O − + → + + V/ MỘT SỐ KINH NGHIỆM BƯỚC ĐẦU Những điểm học sinh hay gặp khó khăn là : - Xác định số ôxi hóa của nguyên tố có sự thay đổi số ôxi hóa - Cách xác định tổng số số ôxi hóa tăng và tổng số số ôxi hóa giảm 0 5 +3 0 2 3 3 3 2 Al( ) o t Al H N O NO N H O + + → + + (1) Từ (1) , ta thấy: - Với 1N thì số ôxi hóa giảm 5 vậy 2N thì tổng số số ôxi hóa giảm 10 IV. TIT DY MINH HA Bài 45 Hợp chất có oxi của lu huỳnh I- Mục tiêu 1. Kin thc Biết đợc cấu tạo phân tử, tính chất lí, hoá, trạng thái tự nhiên, điều chế lu huỳnh đi oxit, lu huỳnh trioxit. Hiểu đợc vì sao lu huỳnh đioxit vừa là chất khử, vừa là chất oxi hoá. Biết đợc cấu tạo, tính chất lí, hoá học của axit sunfuric loãng, đặc. Hiểu nguyên nhân sự khác nhau về tính oxi hoá của axit sunfuric loãng, axit sunfuric đặc. 2. K nng Rốn luyn k nng vit ptp, chng minh tớnh cht ca H 3 PO 4 Vận dụng giải thích hiện tợng ô nhiễm không khí, ma axit, liên hệ giáo dục môi tr- ờng. II- Chuẩn bị 1. Giỏo Viờn : chun b giỏo ỏn, dng c, húa cht. Hoá chất : H 2 SO 4 đặc, nớc cất, Fe, Cu, đờng saccarozơ, BaCl 2 , Na 2 SO 4 . Dng c : ng nghim, III- Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động 8 : Tổ chức tình huống dạy học GV : Trong số các hoá chất cơ bản, H 2 SO 4 là hoá chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất. Axit H 2 SO 4 có những ứng dụng gì và nó có hại gì không ? GV giới thiệu các t liệu về ứng dụng và cả tác hại của H 2 SO 4 (nhấn mạnh hiện tợng gây bỏng nặng của H 2 SO 4 ). HS nắm đợc mục tiêu và định hớng bài học. Hoạt động 9 : Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí GV cho HS quan sát mô hình đặc hoặc rỗng về phân tử axit sunfuric. GV : 1. Viết công thức cấu tạo của axit sufuric. 2. Xác định loại liên kết hoá học, số oxi hoá của S trong phân tử H 2 SO 4 . GV : Cho biết : - Trạng thái của H 2 SO 4 nguyên chất. HS quan sát mô hình của phân tử H 2 SO 4 . HS vận dụng kiến thức về liên kết hoá học, tham khảo SGK trả lời câu hỏi. HS tham khảo SGK trả lời câu hỏi. - Màu sắc. - Các tính chất đặc biệt khác. GV cho HS quan sát một lọ dd H 2 SO 4 đặc, tiến hành pha loãng với nớc, cho HS sờ vào thành ống nghiệm để kiểm tra sự thay đổi của nhiệt độ trớc và sau khi pha loãng. GV : Nêu nguyên tắc pha loãng axit sunfuric đặc. HS quan sát cách tiến hành pha loãng axit của GV, nêu hiện tợng, tham khảo SGK giải thích, rút ra kết luận. Hoạt động 10 : Tính chất hoá học của axit sunfuric GV : dd H 2 SO 4 loãng tác dụng với các chất trong dãy nào sau đây ? A. MgO ; Al(OH) 3 ; NaOH ; NaNO 3 ; K 2 CO 3 . B. CuO ; Fe(OH) 2 ; FeS ; Fe ; Zn ; KHSO 3 . C. BaCO 3 ; Ba(OH) 2 ; Cu ; FeO. D. S ; Na 2 O ; KOH ; Na 2 SO 3 . Viết PTHH các phản ứng. GV : H 2 SO 4 đặc có tính chất gì khác với H 2 SO 4 loãng ? Ta cùng nghiên cứu TN sau. GV biểu diễn TN cho Cu vào dd H 2 SO 4 loãng, đặc đun nóng. GV: 1. Nêu hiện tợng. 2. Giải thích hiện tợng. 3. Viết PTHH của phản ứng. 4. Xác định vai trò các chất tham gia phản ứng. GV tổ chức thảo luận chung, hớng dẫn HS rút ra nhận xét về sự khác nhau giữa axit sunfuric loãng và đặc, xác định sản phẩm, viết PTHH và kết luận về tính chất của axit sunfuric đặc. GV : Hoàn thành PTHH sau : Fe + H 2 SO 4 đặc o t Fe 2 (SO 4 ) 3 +SO 2 + ? Fe + H 2 SO 4 đặc, nguội o t ? S + H 2 SO 4 đặc H 2 O + ? H 2 SO 4 + HI SO 2 + I 2 + ? GV chữa bài của HS, hớng dẫn HS đi đến kết luận nh SGK. GV : Ngoài tính oxi hoá mạnh, H 2 SO 4 đặc còn có tính chất hoá học gì đặc biệt ? Chúng ta cùng nghiên cứu thí nghiệm sau : GV biểu diễn thí nghiệm cho H 2 SO 4 đặc vào đờng saccarozơ. HS trả lời câu hỏi từ đó rút ra tính chất hoá học của H 2 SO 4 loãng nh SGK. HS quan sát thí nghiệm, nêu hiện tợng, giải thích, rút ra : - H 2 SO 4 đặc còn có những tính chất hoá học khác với H 2 SO 4 loãng . - H 2 SO 4 đặc, nóng tác dụng mạnh với Cu là kim loại đứng sau H tạo thành dd có màu xanh (chứa CuSO 4 ) ; khí làm mất màu dd KMnO 4 (là khí SO 2 ). PTHH : 0 Cu +2H 2 SO 4 o t 2 Cu + SO 4 + 4 S + O 2 +2H 2 O -Vai trò các chất : + Chất oxi hoá : H 2 SO 4 đặc + Chất khử : Cu => H 2 SO 4 đặc, nóng có tính oxi hoá mạnh. HS tham khảo SGK hoàn thành các PTHH, rút ra kết luận nh SGK. HS quan sát thí nghiệm, nêu hiện tợng, tham khảo SGK giải thích, thảo luận và rút ra : - H 2 SO 4 đặc biến đờng thành than (C) C 12 H 22 O 11 2 4 H SO đặc 12 C +11H 2 O H 2 SO 4 đặc chiếm nớc trong đờng saccarozơ. HS thảo luận, từ đó rút ra : - H 2 SO 4 đặc có tính háo nớc. - H 2 SO 4 đặc gây bỏng nặng, khi sử dụng H 2 SO 4 đặc phải hết sức thận trọng. [...]... hành nhận biết ion Thuốc thử nhận ra ion SO42- trong dd sunfat trong dd H2SO4 và dd Na2SO4 bằng axit sunfuric, muối sunfat là dd chứa thuốc thử đó hợp chất của bari Hoạt động 13 : Tổng kết và củng cố bài  . phải giải quyết một số lượng câu hỏi khá lớn, trong đó phần bài tập có một lượng khơng ít các bài tập có liên quan đến việc cần bằng các phản ứng oxi hóa. yếu trong q trình giảng dạy cân bằng phản ứng oxi hóa khử. Trong q trình biên soạn dù cẩn thận đến đâu cũng khó tránh khỏi những sai sót rất mong đồng nghiệp