Bài giảng Tiết 47, 48: bài 31 – tính chất - Ứng dụng của hidro

CHƯƠNG V: HIDRO - NƯỚC Tiết 47, 48: Bài 31 – TÍNH CHẤT - ỨNG DỤNG CỦA HIDRO Mục tiêu: 1. Kiến thức: Giúp HS Biết tính chất vật lý của Hidro: trạng thái, màu sắc, tính tan trong nước; biết được Hidro là chất khí nhẹ nhất trong tất cả các chất khí. HS biết và hiểu Hidro có tính khử: tác dụng với O2 ở dạng đơn chất và hợp chất. HS biết được hỗn hợp khí H2 với khí O2 là hỗn hợp nổ (Hỗn hợp gây nổ mạnh nhất nếu trộn khí H2 với khí O2 theo tỉ lệ 2:1 về thể tích_Phản ứng toả nhiệt). Từ đó thấy được ứng dụng của H2 dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu trong công nghiệp do tính chất rất nhẹ, do tính khử và toả nhiệt. 2. Kỹ năng: HS biết quan sát thí nghiệm để rút ra một số tính chất vật lý của H2. HS biết làm thí nghiệm đốt H2 trong không khí, biết cách thử H2 nguyên chất và quy tắc an toàn khi đốt cháy Hidro. HS viết được PTHH. Tiếp tục rèn kỹ năng tính toán theo PTHH. Chuẩn bị: GV: phiếu học tập Dụng cụ: + Lọ nút mài; giá thí nghiệm; đèn cồn; dụng cụ điều chế chất khí từ chất rắn và chất lỏng. + Ống nghiệm có nhánh; ống nghiệm nhỏ; ống hút; thìa xúc hoá chất; bóng bay (xà phòng); chậu nước; diêm; kẹp ống nghiệm; ống vuốt; nút cao su; giá sắt… Hoá chất: Lọ nút mài đựng khí O2 thu sẵn; Zn; dd HCl; KMnO4 (KClO3, MnO2). Lên lớp: Ổn định (1’) Bài mới Vào bài: (30’’) Đối tượng nghiên cứu của hoá học là: nghiên cứu các chất, sự biến đổi của chất và ứng dụng của nó… Trong chương IV chúng ta đã nghiên cứu kỹ đơn chất Oxi. Trong chương V chúng ta sẽ nghiên cứu kỹ 2 chất có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất, đó là Hiđro và nước. Chương V: HIDRO - NƯỚC Tiết 47, 48 ta nghiên cứu bài 31 Tính chất và ứng dụng của Hidro. Tiết 47, 48: Bài 31: TÍNH CHẤT - ỨNG DỤNG CỦA HIDRO Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng 30’’ ? Em nào cho cô biết KHHH, nguyên tử khối, CTHH, phân tử khối của Hidro? - HS phát biểu. - HS phát biểu. - KHHH: H = 1 - CTHH của đơn chất Hidro: H2 = 2 ? Khi nghiên cứu chất, ta phải nghiên cứu những tính chất gì? - Tính chất vật lý và tính chất hoá học Hoạt động 1: Tính chất vật lý I/. Tính chất vật lý: (học sgk) 14’ Khi nghiên cứu chất, chúng ta phải nghiên cứu tính chất vật lý và tính chất hoá học của chất. Để biết Hidro có những tính chất vật lý gì, các em hãy quan sát lọ đựng khí Hidro cô đã điều chế sẵn ở trên bàn của mỗi nhóm. Yêu cầu HS quan sát trạng thái, màu sắc. Nêu nhận xét. - HS quan sát. - Khí H2 là chất khí không màu. GV thông báo: Khí Hiđro là chất khí không màu, không mùi, không vị. Để xem khí H2 nặng hay nhẹ hơn không khí, chúng ta quan sát thí nghiệm. GV BDTN điều chế khí Hiđro rồi sục ống dẫn khí hiđro vào nước xà phòng. HS quan sát và nhận xét. - HS quan sát - Bong bóng xà phòng bay lên cao. ? Bong bóng xà phòng bay lên chứng tỏ điều gi? - Chứng tỏ khí H2 nhẹ hơn không khí. ? Muốn biết khí H2 nhẹ hơn không khí bao nhiêu lần ta làm thế nào? - So sánh khối lượng mol của H2 Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng với khối lượng mol không khí. ? Tỉ số giữa khối lượng mol của Hiđro và không khí gọi là gì? - Tì khối của H2 so với không khí. dH2/KK=<1 à nhẹ hơn không khí ? Trong phòng thí nghiệm có thể thu khí Hidro giống như phương pháp thu khí Oxi không? Hãy nêu cách thu? - Có. - đẩy nước - đẩy không khí. ? Trong đời sống và sản xuất, người ta dùng khí hiđro để làm gì? - bóng bay - khinh khí cầu - bóng thám không… Do khí Hidro nhẹ nhất trong các khí nên khí Hidro được dùng để bơm vào khinh khí cầu, bóng thám không để thám hiểm trên cao. ? Vậy khi thu khí Hidro bằng phương pháp đẩy không khí ta cần lưu ý điều gì khi đặt bình? (GV vừa nêu vừa thao tác cho HS quan sát) - Đặt ngược bình thẳng đứng. Ở 150C một lít nước hoà tan được 20ml khí H2. Vậy Hiđro là chất ít tan hay tan nhiều trong nước? - Ít tan trong nước ? Qua các phần chúng ta vừa tìm hiểu, em hãy rút ra kết luận đầy đủ về tính chất vật lý của Hidro? Hiđro hoá lỏng ở -2600C - Khí H2 là chất khí không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước, nhẹ nhất trong tất cả các khí. - Hoá lỏng ở -2600C Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng Để tìm hiểu xem Hidro có những tính chất hoá học nào, chúng ta làm thí nghiệm. 12’ Hoạt động 2: Tính chất hoá học II/. Tính chất hoá học: GV BDTN điều chế Hiđro từ kẽm và axit Clohđric. - HS quan sát và lắng nghe Hỗn hợp khí Hidro và khí Oxi là hỗn hợp nổ. GV Thu khí Hiđro bằng phương pháp đẩy không khí rồi đưa nhanh đến gần ngọn lửa đèn cồn (giữ ống nghiệm thẳng đứng, úp ngược). - HS quan sát ? Nêu hiện tượng? - Có tiếng nổ Tiếp tục làm cho đến khi không nghe tiếng nổ hoặc nổ nhỏ. Khi đã khẳng định dòng khí hiđro thoát ra thật sự tinh khiết rồi đốt đầu ống vuốt. - HS quan sát ? Nêu hiện tượng? - Khí Hidro cháy cho ngọn lửa xanh nhạt. - Nếu không quan sát thấy ngọn lửa thì có thể dùng mảnh giấy nhỏ để kiểm tra Hidro có cháy hay không. - Dùng ống nghiệm khô úp ngược trên ngọn lửa. ? Quan sát thành ống nghiệm và nêu nhận xét? - Thành ống nghiệm mờ đi chứng tỏ có hơi nước tạo thành. ? Hidro cháy chứng tỏ Hidro đã tác dụng với chất nào có trong không khí? - H2 đã tác dụng với O2… 1. Tác dụng với Oxi: Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng ? Sản phẩm của phản ứng cháy của Hidro và Oxi là gì? - Hơi nước H2 cháy trong Oxi có mạnh hơn trong không khí không? Các em quan sát tiếp cô làm thí nghiệm. GV BDTN: Đốt Hidro đầu ống vuốt rồi đưa nhanh vào bình Oxi. - HS quan sát. ? Nhận xét hiện tượng và giải thích? Trong Oxi diện tích tiếp xúc của khí Hiđro với khí Oxi lớn hơn trong không khí rất nhiều à diện tích tiếp xúc càng lớn phản ứng xảy ra càng nhanh. Chính vì vậy khí Hiđro cháy trong Oxi mạnh hơn trong không khí. - H2 tiếp tục cháy trong Oxi mạnh hơn trong không khí, xuất hiện hơi nước ở thành bình. ? Em nào có thể lên bảng viết PTHH của phản ứng này? GV lưu ý HS viết đúng trạng thái. - Lên bảng viết PTPƯ. t0 2H2 (k) + O2 (k) à 2H2O (h) 2mol 1mol 2mol Đối với các chất khí (ở cùng ĐK nhiệt độ và áp suất) tỉ lệ số mol cũng là tỉ lệ thể tích. Như vậy, theo phương trình, cứ 2 mol Hiđro kết hợp với 1 mol Oxi thì tương đương 2 thể tích hiđro kết hợp với 1 thể tích oxi. 2V 1V Hỗn hợp sẽ gây nổ mạnh nhất nếu khí Hidro và khí Oxi kết hợp với nhau theo đúng tỉ lệ về thể tích là 2:1. hỗn hợp nổ mạnh Sở dĩ có tiếng nổ mạnh vì các phân tử Hidro đã tiếp xúc với các phân tử Oxi. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng Khi được đốt nóng chúng lập tức tham gia phản ứng tạo thành nước. Phản ứng này toả nhiệt. Do thể tích nước mới tạo thành bị giãn nở đột ngột trong không khí, gây ra sự chấn động không khí, đó là tiếng nổ mà ta nghe được. Phản ứng toả nhiệt, nhiệt độ của phản ứng có thể lên tới 20000C. Vì vậy Hidro được dùng làm nhiên liệu trong đèn xì Oxi-Hidro để hàn cắt kim loại, dùng làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa hoặc có thể làm nhiên liệu cho động cơ ôtô thay cho xăng. - Ứng dụng: làm nhiên liệu. ? Phản ứng trên thuộc loại phản ứng gì? - Phản ứng hoá hợp. GV lưu ý khi làm thí nghiệm đốt H2 dễ gây nổ rất nguy hiểm, vì vậy trước khi đốt Hidro ta phải thử độ tinh khiết của khí H2. Hiđro không những kết hợp với đơn chất Oxi mà còn có thể kết hợp với Oxi trong hợp chất Oxit kim loại. 2. Tác dụng với đồng oxit: Tính chất này các em sẽ được học tiếp ở tiết sau. Như vậy các em đã nghiên cứu xong tính chất vật lý và một phần tính chất hoá học của khí Hiđro. Để vận dụng kiến thức đã học, chúng ta chuyển sang giải các bài tập sau. 3. Luyện tập - Củng cố: Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng 10’ Hoạt động 3: Luyện tập - Củng cố. Sử dụng công nghệ thông tin. Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng Bài tập 1: So sánh tính chất vật lý của Hiđro và Oxi? * Giống nhau: Là chất khí không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước. * Khác nhau: Hiđro Oxi + nhẹ nhất trong tất cả các chất khí dH2/KK=<1 + hoá lỏng: (-2600C). + nặng hơn không khí dO2/KK=>1 + hoá lỏng: (-1830C). Bài tập 2: Đốt 11,2(l) khí H2 sinh ra nước. a/. Lập PTHH. b/. Tính thể tính Oxi cần dùng cho phản ứng trên. c/. Tính khối lượng nước thu được. (các thể tích đo ở ĐKTC) Biết H = 1; O = 16. GV chiếu đề bài sau đó gọi một HS đọc đề, đồng thời phát phiếu học tập. - 1 HS đọc đề. Tóm tắt đề. - HS thảo luận và làm theo nhóm. Tóm tắt đề: Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng - Các nhóm dán kết quả bài làm lên bảng. - nhận xét, bổ sung. GV nhận xét bài làm các nhóm. Giữ lại bài đúng nhất. Trình chiếu đáp án. 2 mol 1 mol 2 mol O,5mol X mol Y mol Theo ptpư, ta có: Thể tích Oxi cần dùng ở ĐKTC: Khối lượng Oxi cần dùng: Theo ptpư ta có: Khối lượng nước thu được: 4. Dặn dò: Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng 2’ Hoạt động 5: Dặn dò Sử dụng công nghệ thông tin. Dặn dò: Bài tập 6/109sgk. Bài tập 6/109sgk (hướng dẫn về nhà): Tính số gam nước thu được khi cho 8,4(l) khí H2 tác dụng với 2,8(l) khí O2 (các thể tích khí đo ở ĐKTC). - HS lắng nghe. Đối với các chất khí (ở cùng ĐK nhiệt độ và áp suất) tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ số mol. - HS lắng nghe. Hướng dẫn: Theo PTHH, Số mol H2 Gấp đôi số mol O2 à Thể tích H2 gấp đôi thể tích O2. Nếu dùng 2,8 (l) O2 thì thể tích H2 Tg Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng sẽ gấp đôi. Vậy Oxi phản ứng hết và Hidro dư. Tính theo Oxi. Về nhà nghiên cứu phần còn lại của bài để tiết sau học.