Bài giảng Bài 45. hợp chất có oxi của lưu huỳnh tiết 1. lưu huỳnh đioxit – lưu huỳnh trioxit

Bài 45. HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA LƯU HUỲNH Tiết 1. Lưu huỳnh đioxit – Lưu huỳnh trioxit I.Mục tiêu bài học 1.Kiến thức - Biết: + Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên, tính chất oxit axit, ứng dụng và phương pháp điều chế của SO2. + Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý, trạng thái tự nhiên, tính chất oxit axit, ứng dụng và phương pháp điều chế của SO3. - Hiểu: + Từ cấu tạo phân tử và số oxi hoá suy ra tính chất hoá học của SO2 (tính oxi hoá và tính khử). + Từ cấu tạo phân tử và số oxi hoá suy ra tính chất hoá học của SO3 (oxit axit). 2.Kĩ năng + Quan sát thí nghiệm, hình ảnh rút ra kết luận về tính chất và phương pháp điều chế của SO2, SO3. + Viết PTHH minh hoạ tính chất hoá học và điều chế SO2, SO3. 3.Tình cảm, thái độ + Rèn luyện tư duy logic cho học sinh. 4.Trọng tâm + Cấu tạo phân tử, tính chất hoá học của lưu huỳnh đioxit. + Cấu tạo phân tử, tính chất hoá học của lưu huỳnh trioxit. II.Chuẩn bị + Slide, graph học tập. III.Phương pháp + Sử dụng phương pháp graph hình thành kiến thức mới kết hợp với đàm thoại, nêu vấn đề. IV.Thiết kế hoạt động dạy – học 1.Ổn định lớp (1-2 phút) 2.Bài mới Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Ghi bảng (Chiếu slide) Hiện tượng này được khám phá lần đầu tiên vào năm 1948 tại Thuỵ Điển. Tác hai của hiện tượng này rất nghiêm trọng: phá huỷ các công trình kiến trúc bằng đá, phá hoại mùa màng, ảnh hưởng đến đất đai trồng trọt, cây cối, động, thực vật, thậm chí là sức khoẻ của con người (phổi, mắt, da…). Đây chính là hiện tượng mưa axit. Một trong những nguyên nhân chính gây ra mưa axit là khí lưu huỳnh đioxit. Khí này được sinh ra do sự đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí đốt), đốt quặng sắt, luyện gang và công nghiệp sản xuất hoá chất. Tiết học ngày hôm nay sẽ tìm hiểu những hợp chất tiếp theo của lưu huỳnh: lưu huỳnh đioxit và lưu huỳnh trioxit A. LƯU HUỲNH ĐIOXIT VÀ LƯU HUỲNH TRIOXIT Hoạt động 1 - Dựa vào tên gọi hãy nêu CTPT của các oxit này? - Gv: Giới thiệu các tên gọi khác của SO2 và SO3. + SO2: anhiđrit sunfurơ, khí sunfurơ. + SO3: anhiđrit sunfuric I.Lưu huỳnh đioxit – chất gây ô nhiễm - Gv: Cung cấp thông tin ở phần mở đầu bài học. Học sinh có thể tìm hiểu thêm thông tin về hiện tượng này. - SO2, SO3. A. LƯU HUỲNH ĐIOXIT (SO2) VÀ LƯU HUỲNH TRIOXIT (SO3) I.Lưu huỳnh đioxit – chất gây ô nhiễm: (SGK/180) Hoạt động 2 II.Ứng dụng - HS tìm hiểu sách giáo khoa nêu ứng dụng của: + SO2 + SO3 - Gv: chiếu slide Ứng dụng: - SO2: + Sản xuất axit sunfuric + Tẩy trắng bột giấy, giấy + Chống nấm mốc cho lương thực, thực phẩm… - SO3: + Sản phẩm trung gian để sản xuất axit sunfuric. II.Ứng dụng (SGK) Hoạt động 3 III.Cấu tạo phân tử 1.Phân tử SO2 (5-6 phút) -Trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm S: +Góc liên kết OSO = 119,50 +Phân tử nằm trong cùng mặt phẳng. -Sự hình thành liên kết trong phân tử SO2 +Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử Oxi. ◊Mỗi nguyên tử Oxi có bao nhiêu electron độc thân? ◊Mỗi nguyên tử Oxi cần bao nhiêu electron góp chung để có được cấu hình bền? ◊Hai nguyên tử O sẽ cần bao nhiêu electron góp chung? +Nguyên tử lưu huỳnh cũng sẽ có bấy nhiêu electron độc thân. Như vậy electron lớp ngoài cùng của nguyên tử S phải được kích thích. ◊Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của lưu huỳnh ở trạng thái cơ bản Cấu hình electron trạng thái kích thích của lưu huỳnh. -Gv: Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử SO2 (chiếu slide) ◊CTCT của SO2 ◊Giới thiệu CTCT viết theo quy tắc bát tử Chuyển CTCT này về công thức electron để giải thích vì sao công thức này phù hợp với quy tắc bát tử. 2.Phân tử SO3 (5 – 6 phút) *Giải quyết vấn đề tương tự như với SO2 -Trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm S +Góc liên kết OSO = 1200 +Phân tử nằm trong cùng mặt phẳng. -Sự hình thành liên kết trong phân tử SO3 +Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử Oxi. ◊Mỗi nguyên tử Oxi có bao nhiêu electron độc thân? ◊Mỗi nguyên tử Oxi cần bao nhiêu electron góp chung để có được cấu hình bền? ◊Ba nguyên tử O sẽ cần bao nhiêu electron góp chung? +Nguyên tử lưu huỳnh cũng sẽ có bấy nhiêu electron độc thân. Như vậy electron lớp ngoài cùng của nguyên tử S phải được kích thích. ◊Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của lưu huỳnh ở trạng thái cơ bản Cấu hình electron trạng thái kích thích của lưu huỳnh. -Gv: Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử SO3 (chiếu slide) ◊CTCT của SO3 ◊Giới thiệu CTCT viết theo quy tắc bát tử Chuyển CTCT này về công thức electron để giải thích vì sao công thức này phù hợp với quy tắc bát tử. -Gv: Nhấn mạnh sự khác nhau giữa hai CTCT của SO2 và SO3, mặc dù cả hai trường hợp S đều lai hoá sp2. -Nhận xét: +Góc liên kết =119,50 1200 +Phân tử nằm trong mặt phẳng lai hoá sp2 -Sự hình thành liên kết trong phân tử SO2 - Oxi có 2 electron độc thân. -Mỗi nguyên tử Oxi cần thêm 2 electron để có cấu hình bền. - Hai nguyên tử Oxi sẽ cần thêm 4 electron góp chung nữa. - Nguyên tử S ở trạng thái kích thích để tạo ra lớp ngoài cùng có 4 electron độc thân. -Nhận xét: +Góc liên kết =1200 +Phân tử nằm trong mặt phẳng lai hoá sp2 - Oxi có 2 electron độc thân. -Mỗi nguyên tử Oxi cần thêm 2 electron để có cấu hình bền. -3 nguyên tử Oxi sẽ cần thêm 6 electron góp chung nữa. - Nguyên tử S ở trạng thái kích thích để tạo ra lớp ngoài cùng có 6 electron độc thân. III.Cấu tạo phân tử 1.Phân tử SO2 -S: trạng thái lai hoá sp2 -CTCT: Hay theo quy tắc bát tử 2.Phân tử SO3 - S: trạng thái lai hoá sp2 -CTCT: Hay theo quy tắc bát tử Hoạt động 4 IV.Tính chất vật lý - Tìm hiểu sách giáo khoa, trình bày tính chất vật lý của SO2 và SO3. a. SO2 - Khí độc. - Không màu, mùi hắc. - Nặng hơn không khí. - Tan nhiều trong nước (1 lit hoà tan được 40 lit khí SO2). b. SO3 - Chất lỏng. - Không màu. - Tan vô hạn trong nước và trong axit sunfuric. IV. Tính chất vật lý: SGK Hoạt động 5 V.Tính chất hoá học - Dựa vào CTPT và phân loại hợp chất đã học, cho biết SO2 và SO3 thuộc loại hợp chất nào? - Xác định số oxi hoá của S trong SO2 và SO3. Dự đoán tính chất hoá học của SO2, SO3. - Gv kết luận: + SO2 và SO3 là những oxit axit. + SO2: S+4 số oxi hoá trung gian nên vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hoá. + SO3: S+6 số oxi hoá cao nhất nên thể hiện tính oxi hoá. SO3 thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với các muối halogenua (I-…). Phần tính chất hoá học này không được nghiên cứu cấp học THPT. 1. Là một oxit axit - Gv: SO2, SO3 sẽ thể hiện tính chất hoá học của 1 oxit axit. Đây là 2 oxit axit tan được trong nước -Tính chất hoá học của 1 oxit axit. (Chiếu slide) -Thảo luận nhóm: (5 phút) +Tính chất của một oxit axit và viết PTHH minh hoạ với H2O, Na2O, NaOH của: ◊ SO2 - Gọi tên sản phẩm muối thu được. ◊ SO3 - Gọi tên sản phẩm muối thu được. - Gv thông báo: Để biết sản phẩm muối nào thu được khi cho SO2 (hoặc SO3) tác dụng với dung dịch NaOH ta sử dụng tới tỉ lệ sau: (sẽ nghiên cứu kĩ hơn ở tiết học sau). Hoạt động 6 2.Tính oxi hoá – khử của SO2 a.Tính khử: S+4 S+6 - SO2 sẽ thể hiện tính khử khi tác dụng với những chất oxi hoá mạnh. - Yêu cầu HS lựa chọn một chất oxi hoá mạnh đã học: + Đơn chất. + Hợp chất. Và viết PTHH. - Xác định sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố trong phản ứng. - Gv: SO2 làm mất màu dung dịch nước brom và KMnO4 dùng để nhận biết khí SO2 b.Tính oxi hoá S+4S+2 (S0) - SO2 thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với những chất khử mạnh hơn. - Yêu cầu HS lựa chọn một chất oxi hoá mạnh đã học: + Đơn chất. + Hợp chất. Và viết PTHH. - Xác định sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố trong phản ứng. - Gv đặt câu hỏi: + Xác định số oxi hoá của S trong các ion sunfit , hiđrosunfit . Mức oxi hoá này tương tự như S trong SO2, vậy hai muối này có thể hiện tính oxi hoá và khử không? - Oxit axit. - S trong SO2 có số oxi hoá: +4. Số oxi hoá trung gian nên SO2 thể hiện tính oxi hoá và tính khử. - S trong SO3 có số oxi hoá: +6. Số oxi hoá cao nhất nên thể hiện tính oxi hoá. - Tan trong nước, dung dịch thu được làm đổi màu quỳ tím. - Tác dụng với oxit bazơ (tan trong nước). -Tác dụng với bazơ (tan trong nước). -SO2 là một oxit axit SO2 + H2O H2SO3 (quỳ tím hoá hồng) H2SO3 là axit yếu, kém bền. SO2 + Na2O Na2SO3 SO2 + NaOH NaHSO3 SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O - SO3 là một oxit axit SO3 + H2O H2SO4 (quỳ tím hoá hồng) H2SO4 là axit mạnh. SO3 + Na2O Na2SO4 SO3 + NaOH NaHSO4 SO3 + 2NaOH Na2SO4 + H2O + Đơn chất có tính oxi hoá mạnh như O2, O3, halogen như Cl2, Br2… 2SO2 + O2 2SO3 SO2 + Cl2 +2H2O H2SO4 + 2HCl SO2 + Br2 + 2H2O H2SO4 + 2HBr + Hợp chất có tính oxi hoá mạnh như KMnO4, H2O2… 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O 2MnSO4+K2SO4+ 2H2SO4 SO2 + H2O2 H2SO4 + Đơn chất có tính khử mạnh như kim loại mạnh như Mg. 2Mg + SO2 2MgO + S + Hợp chất có tính khử mạnh như H2S. 2H2S + SO2 3S + 2H2O V. Tính chất hoá học 1. SO2, SO3 là oxit axit. 2. SO2 vừa là chất oxi hoá và là chất khử. Hoạt động 7 VI.Điều chế 1.SO2 a.Phòng thí nghiệm - Gọi HS lên bảng viết PTHH giữa: Na2SO3 và HCl. - Gv: Dựa vào sản phẩm của phản ứng GV nêu cách điều chế khí SO2 trong phòng thí nghiệm. - HS trả lời các câu hỏi sau: + Thu khí SO2 bằng cách nào? Vì sao? + Bình thu khí SO2 được đặt như thế nào? Vì sao? + Để kiểm tra khí SO2 đã đầy bình hay chưa người ta làm như thế nào? + Tại sao người ta lại dùng bông tẩm xút đậy bình thu khí SO2. - Gv mô tả thí nghiệm. (chiếu slide) b.Trong công nghiệp - Nêu nguồn nguyên liệu để điều chế khí SO2 trong công nghiệp. - Viết PTHH. 2. SO3 - Trong công nghiệp SO3 được điều chế như thế nào? Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O + Đẩy không khí vì SO2 tan nhiều trong nước. + Bình được đặt ngửa lên vì khí SO2 nặng hơn không khí. + Đặt mẩu quỳ tím ẩm, quỳ tím ẩm đổi sang màu hồng. + Khử khí SO2 dư. +Quặng sunfua kim loại (ví dụ pirit sắt). + Lưu huỳnh. 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 VI. Điều chế 1. SO2: a.PTN Na2SO3 + 2HCl 2NaCl + SO2 + H2O b.TCN 4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 S + O2 SO2 2. SO3: 2SO2 + O2 2SO3 V. Củng cố - Hoàn thành graph câm. VI. Dặn dò Về nhà xem lại bài SO2, SO3.