Bài giảng Bài 43: tìm hiểu lưu huỳnh

Giáo án: HOÁ HỌC 10 NÂNG CAO Ngày 4 tháng 3 năm 2013 BÀI 43: LƯU HUỲNH A. MUC TIÊUBÀI HỌC: 1. Kiến thức: Học sinh biết: Vị trí, cấu hình electron lớp electron ngoài cùng của nguyên tử lưu huỳnh. Hai dạng thù hình phổ biến (Sα,Sβ). Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tính chất vật lý của lưu huỳnh, quá trình nóng chảy đặc biệt của lưu huỳnh. Ứng dụng và sản xuất lưu huỳnh. Học sinh hiểu: Vì sao lưu huỳnh lại có nhiều oxi hoá? Vì sao lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá và tính khử? Vì sao lưu huỳnh kém hoạt động ở điều kiện thường, nhưng tỏ ra hoạt động khi đun nóng? Học sinh vận dụng: Viết các PTHH chứng mình tính ox ihoá mạnh của lưu huỳnh Giải thích được một số hiện tượng vật lý, hoá học lien quan đến lưu huỳnh. 2. Kỹ năng: Viết thành thạo cấu hình electron của nguyên tử và ion. Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hoá học của lưu huỳnh. Luyện khả năng học tập, tư duy theo phương pháp quan sát, nhận xét, suy luận logic. Tính khổi lượng lưu huỳnh, hợp chất của lưu huỳnh tham gia và tạo thành trong phản ứng. 3. Thái độ: Giúp học sinh hiểu được tầm quan trọng của lưu huỳnh trong công nghiệp cũng như trong cự. Lưu huỳnh độc, cần cẩn khi tiếp xúc. Củng cố niềm tin vào khoa học thông qua thí nghiệm biểu diển, tạo hứng thú cho học sinh, yêu môn hoá học hơn và khuyến khích sự tìm tòi, sáng tạo để chiếm lĩnh tri thức. B. TRỌNG TÂM BÀI DẠY: Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử vài tính chat vật lý của lưu huỳnh. Tính chất hoá học của lưu huỳnh. C. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: Thuyết trình, thảo luận nhóm, hỏi đáp, sử dụng thí nghiệm biểu diễn, hình ảnh minh hoạ. D. CHUẨN BỊ: - Giáo viên: Giáo án lên lớp, giáo án powerpoint, bảng phụ ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lý và cấu tạo phân tử của lưu huỳnh. - Học sinh: Học bài cũ, chuẩn bị bài mới, bảng hệ thống tuần hoàn. E. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC: Ổn định dạy học: (1 phút ) Kiểm tra bài cũ: (5 phút ) So sánh tính chất hóa học của ozon và oxi? Đáp án: Ozon và oxi giống nhau ở chỗ đều là những chất có tính oxi hóa mạnh. Tuy nhiên, mức độ oxi hóa của chúng khác nhau. Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi, cụ thể là: Ozon oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt ); ở điều kiện thường oxi không oxi hoá được Ag, nhưng ozon oxi hoá Ag thàng Ag2O: 2Ag + O3® Ag2O + O2 Oxi không oxi hóa được I- trong dung dich, nhưng ozon oxi hoá ion I- thành I2theo phản ứng: 2KI + O3 + H2O ® I2 + 2KOH + O2 Bài mới: “Nhóm oxi” mà chúng ta đang nghiên cứu bao gồm các nguyên tố thuộc nhóm VIA của bảng tuần hoàn. Đó là nguyên tố oxi, lưu huỳnh, selen, telu, và poloni. Trong đó có hai nguyên tố là quan trọng và gần gũi với chúng ta nhất đó là oxi và lưu huỳnh. Nguyên tố oxi tiết trước các em đã được tìm hiểu. Hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu tiếp nguyên tố quan trọng còn lại để xem giữa chúng có những tính chất gì giống và khác nhau. HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG Hoạt động 1: (5 phút) GV: Cho HS quan sát 2 dạng thù hình của và bảng 168 SGK, yêu cầu HS so sánh khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy vào tính bền của 2 dạng thù hình? HS: s có hai dạng thù hình là: Lưu huỳnh tà phương (Sα) và lưu huỳnh đơn tà Sβ. Sα có khối lượng riêng lớn hơn, nhiệt độ nóng chảy và tính bền thấp hơn Sβ GV: So sánh sự giống và khác nhau của hai dạng thù hình này? HS: Chúng có tính chất hóa học giống nhau nhưng tính chất vật lý và cấu tạo tinh thể khác nhau. Hoạt động 2: ( 8 phút ) GV: Trình chiếu thí nghiệm sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo nhiệt độ. HS: Quan sát, kết hợp Sgk để hoàn thành bảng phụ. I. Tính chất vật lý: 1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh: Lưu huỳnh tà phương:Sα Lưu huỳnh đơn tà:Sβ Khối lượng riêng: Sα > Sβ Nhiệt độ nóng chảy: Sα < Sβ Tính bền: Sα < Sβ - Giống: tính chất hóa học - Khác: cấu tạo tinh thể tính chất vật lí > 95,50C Sα Sβ < 95,50C 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lý của lưu huỳnh: Nhiệt độ Trạng thái Màu sắc CTPT < 1130C Rắn Vàng S8, mạch vòng tinh thểSα, Sβ. 1190C Lỏng, linh động Vàng S8 mạch vòng linh động 1870C Quánh nhớt Nâu đỏ Vòng S8 ® chuỗi S8® chuỗi Sn 4450C Hơi Da cam S6; S4 14000C S2 17000C S Để đơn giản người ta dùng ký hiệu S mà không dùng công thức phân tử S8 trong các phản ứng Hoạt động 3: ( 10 phút ) GV: Hãy viết cấu hình electron của S ở trạng thái cơ bản và kích thích? Từ đó cho biết số e lớp ngoài cùng ở những trạng thái đó? HS: S (Z=16): TTCB: [Ne]3s23p4 (2e độc thân) TTKT 1: [Ne]3s23p33d1 (4e độc thân) TTKT 2: [Ne]3s13p33d2 (6e độc thân) GV: Từ số e độc thân đã xác định được, em hãy cho biết các số oxi hóa có thể có của lưu huỳnh? HS: -2, 0, +4, +6. GV: S có số oxi hóa là -2 vì ở trạng thái cơ bản có 2e độc thân. Số oxi hóa này xuất hiện trong các hợp chất S liên kết với các nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn. (H2S, CuS, Na2S…). - Số e độc thân ở trạng thái kích thích tương ứng với các số oxi hóa +4, +6. Xuất hiện trong các hợp chất cộng hóa trị khi lưu huỳnh liên kết với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn. - Trạng thái đơn chất, S có số oxi hóa 0 GV: Em có thể dự đoán được tính chất hóa học của lưu huỳnh được không? Vì sao? HS: Lưu huỳnh vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử. Vì số oxi hóa của đơn chất lưu huỳnh là trung gian trong khoảng -2 đến +6. GV: Lưu huỳnh tác dụng được với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao như: nhôm, đồng, sắt…Riêng thủy ngân có thể tác dụng ở nhiệt độ thường. GV cho HS quan sát hiện tượng thí nghiệm lưu huỳnh tác dụng với bột nhôm. Sản phẩm tạo thành là muối sunfua, S có số oxi hóa là -2 trong hợp chất. HS viết phản ứng. 0 0 +3 -2 Al + S to Al2S3 C.Khử C.oxi hoá nhôm sunfua Hỏi: Phản ứng với hidro cũng tương tự như với kim loại, hãy viết phương trình phản ứng? HS: 0 0 +1 -2 H2 + S to H2S C.Khử C.oxi hóa hidrosunfua GV: Chúng ta đã được biết một PƯHH của lưu huỳnh với một nguyên tố phi kim đã được học ở tiết trước, một bạn hãy viết lại phản ứng? HS: 0 0 +4 -2 S + O2 to SO2 C.khử C.oxi hóa lưu huỳnh đioxit GV: Tương tự như vậy, hãy viết PƯ với một phi kim khác? HS: Viết phản ứng: 0 0 +6 -1 S + F2 to SF6 C.khử C.oxi hóa lưu huỳnh hexaflorua GV: Đối với những hợp chất có tính oxi hóa mạnh, lưu huỳnh sẽ phản ứng với vai trò là chất khử. Ví dụ: 0 +6 +4 S + H2SO4 → SO2 + H2O GV: Hãy so sánh những điểm giống và khác nhau về tính chất hóa học của oxi và lưu huỳnh? HS: Giống: Đều có tính oxi hóa Khác: Mức độ oxi hóa. Oxi có tính oxi hóa mạnh hơn. Lưu huỳnh ngoài tính oxi hóa còn có tính khử. II. Tính chất hóa học: S-2 +2e S0 -4e S+4 -6e↓ S+6 Kết luận: Lưu huỳnh vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử. Các phản ứng minh họa: 1. Tác dụng với kim loại và hidro: 0 0 +3 -2 Al + S to Al2S3 C.Khử C.oxi hóa nhôm sunfua Hg + S điều kiện thường HgS [thuỷ ngân(II) sunfua)] Cách thu hồi thuỷ ngân bị rơi vãi hoặc khử độc thủy ngân. 0 0 +1 -2 H2 + S to H2S C.Khử C.oxi hóa hidrosunfua → Thể hiện tính oxi hóa. 2. Tác dụng với phi kim: 0 0 +4 -2 S + O2 to SO2 C.khử C.oxi hóa lưu huỳnh đioxit 0 0 +6 -1 S + F2 to SF6 C.khử C.oxi hóa lưu huỳnh hexaflorua - Với hợp chất có tính oxi hóa: 0 +6 +4 S + H2SO4 → SO2 + H2O → Thể hiện tính khử. Hoạt động 4: (3 phút) GV: Hướng dẫn HS tìm hiểu các ứng dụng của lưu huỳnh từ SGK: HS: Sản xuất H2SO4, lưu hóa cao su, sản xuất diêm, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, diệt nấm… III. Ứng dụng của lưu huỳnh: - Sản xuất H2SO4 (90%) S → SO2 → SO3 → H2SO4 - Lưu hóa cao su, sản xuất diêm. dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, diệt nấm,... (10%). Hoạt động 5: (5 phút) Lưu huỳnh có rất nhiều ứng dụng như thế, vậy sản xuất lưu huỳnh như thế nào chúng ta đi vào mục cuối cùng của bài: Sản xuất lưu huỳnh. GV: Trong tự nhiên, lưu huỳnh có thề tồn tại ở dạng đơn chất như mỏ lưu huỳnh trong vỏ Trái Đất, hay ở dạng hợp chất như muối sunfua, sunfat… - Để khai thác lưu huỳnh tự do người ta dùng hệ thống thiết bị nén nước siêu nóng (170°C) - Nhưng phần lớn lưu huỳnh tồn tại dạng hợp chất H2S, SO2 nên người ta dùng H2S khử SO2 để thu lấy lưu huỳnh. HS viết phản ứng? 2H2S + O2 → ? 2H2S + SO2 → ? GV: Phương pháp dùng H2S để khử SO2 cho phép thu hồi trên 90% lượng lưu huỳnh có trong các khí thái độc hại SO2 và H2S. Có thể điều chế lưu huỳnh bằng cách axit hóa quặng frit: FeS2 + 2HCl → FeCl2 + H2S + S IV. Sản xuất lưu huỳnh: 1. Khai thác lưu huỳnh: Sử dụng phương pháp Frasch 2. Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất: a) Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí. 2H2S + O2 → 2S + 2H2O b) Dùng H2S khử SO2. 2H2S + SO2 → 3S + 2H2O Củng cố, dặn dò: Trọng tâm: Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử vài tính chất vật lý của lưu huỳnh. Tính chất hoá học của lưu huỳnh. Bài tập củng cố: 1. Viết PTHH biểu diễn sự biến đổi số oxi hóa của nguyên tố lưu huỳnh theo sơ đồ sau: S0 → S-2 → S0 → S+4 → S+6 H2 + S0 → H2S-2 2H2S-2 + O2 → 2S0 + 2H2O S0 + O2 → S+4O2 S+4O2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2S+6O4 2. Một hợp chất sunfua của kim loại R có hóa trị III, trong đó S chiếm 64% theo khối lượng. Tên kim loại R là gì? HD: Gọi CT của hợp chất sunfua là R2S3, ta có %S = 32.3/(32.3 + 2. MR) = 0,64 ð MR = (32.3/0,64 – 32.3)/2 = 27. Vậy kim loại R là Al. 3. (Bài tập 2, trang 132 sách giáo khoa) Dãy đơn chất nào sau đây vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử? Cl2, O3, S. S, Cl2, Br2. Na, F2, S. Br2, O2, Ca. 4. Ở nhiệt độ 1190C, lưu huỳnh có đặc điểm gì A. dạng hơi, màu vàng B. Dạng lỏng, màu vàng C.dạng hơi, màu da cam D. dạng lỏng, màu trắng. Dặn dò: - Học bài và làm các bài tập trong sách giáo khoa. - Soạn trước bài thực hành.