Giáo án Hóa học Lớp 10 - Bài 17: Phản ứng oxi hóa khử - Đỗ Hạnh Dũng

Bài 17 : PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ Lớp: 10(NC) Thời lượng: 2 tiết Người soạn: Đỗ Hạnh Dũng Ngày soạn: 29/11/2013 I. Mục tiêu Sau khi học xong bài này, học sinh sẽ: 1. Về kiến thức - Nêu được các khái niệm: chất khử, chất oxi hóa, sự khử, sự oxi hóa, phản ứng oxi hóa khử - Hiểu được chất oxi hoá là chất nhận electron, chất khử là chất nhường electron. Sự oxi hoá là sự nhường electron, sự khử là sự nhận electron. - Biết được các bước lập phương trình phản ứng oxi hóa khử, ý nghĩa của phản ứng oxi hóa khử trong thực tiễn - Phân biệt được các phản ứng oxi hóa khử và các phản ứng không phải là phản ứng oxi hóa khử 2. Về kĩ năng - Xác định chính xác số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất từ đó xác định được chất khử, chất oxi hóa - Lập được phương trình hóa học của các phản ứng oxi hóa khử dựa vào số oxi hóa - Cân bằng nhanh chóng các phản ứng oxi hóa khử theo phương pháp thăng bằng electron 3. Về tình cảm, thái độ - Xác định thái độ học tập tích cực, chủ động, sáng tạo, nghiêm túc, hợp tác, có kế hoạch. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Chuẩn bị của giáo viên - Phương pháp dạy học: + gợi mở và nêu vấn đề + đàm thoại tìm tòi + học sinh làm việc cá nhân - Phương tiện, công cụ dạy học: bảng, phấn - Học liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên 2. Chuẩn bị của học sinh - Đọc sách giáo khoa bài 25/ trang 98 - Xem lại kiến thức cũ về phản ứng oxi hóa khử đã học ở chương trình hóa học THCS III. Tiến trình dạy học 1. Ổn định trật tự 2. Kiểm tra bài cũ 3. Học bài mới HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG BÀI HỌC Hoạt động 1: Tìm hiểu ví dụ qua đó hình thành khái niệm Định nghĩa GV: Yêu cầu HS hoàn thành PTPƯ và xác định số oxi hóa của các chất trước và sau phản ứng (1) NaOH + HCl → (2) Fe + Cl2 → HS: (1) NaOH + HCl →NaCl + H2O (2) Fe + Cl2 → FeCl2 GV hỏi: PTPƯ (1), (2) có điểm gì giống và khác nhau? HS: PTPƯ (1) không có sự thay đổi số oxi hóa, PTPƯ (2) có sự thay đổi số oxi hóa GV dẫn dắt: (2) là phản ứng oxi hóa khử. Để hiểu bản chất của phản ứng oxi hóa khử chúng ta sang phần tiếp theo: Phản ứng oxi hóa khử GV: Xét phản ứng (2). Sau khi HS đã xác định được số OXH của các chất. GV hỏi tại sao Cl2 có số OXH là 0 HS: Vì Cl2, đơn chất GV: Tại sao số OXH của Clo trong hợp chất lại là -1 HS: Vì số oxi hóa của Na trong hợp chất là + 1 mà để hợp chất NaCl trung hòa về điện thì SOH của Clo trong hợp chất là -1 GV: Nguyên tố nào xu hướng nhường electron HS: Fe vì kim loại có xu hướng nhường electron 0 +3 Fe - 3e → Fe Định nghĩa (1) NaOH + HCl →NaCl + H2O (2) Fe + Cl2 → FeCl2 VD2: 2Fe + Cl2 → 2 FeCl3 0 + 3 Fe - 3 e → Fe QT OXH Chất Khử (bị OXH) (Sự OXH) 0 -1 Cl2 + 2 . 1 → 2Cl- QTkhử Chất OXH (bị khử) (Sự khử) 0 + 3 Fe - 3 e → Fe QT OXH Chất Khử (bị OXH) (Sự OXH) 0 -1 Cl2 + 2 . 1 e → 2Cl- QT khử Chất OXH (bị khử) (Sự khử) GV hỏi: nêu cho cô đặc điểm nhận dạng 1 chất khử, HS: Chất khử là chất nhường e, chất oxi hóa là chất nhận e GV: Số oxi hóa trong trường hợp này tăng hay giảm HS: Số OXH tăng GV kết luận: Chất khử (chất bị OXH) là chất nhường e và ngược lại GV: Hoàn thành phương trình (3) và xác định chất khử, chất oxi hóa, quá trình khử và quá trình OXH (3)FeCl2 + Cl2 → HS: +2 +3 Fe -1 e → Fe (Qúa trình OXH) Chất khử Cl2 + 2e → 2Cl- (Qúa trình khử) Chất OXH GV: Từ đó nêu kết luận về quá trình khử, quá trình OXH GV: PTPƯ(2),(3) là PƯ oxi hóa khử,vậy PƯ oxi hóa khử là gì? HS: Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng có sự thay đổi số OXH của 1 số nguyên tố GV: Trong phản ứng oxi hóa khử, quá trình OXH và quá trình khử bao giờ cũng diễn ra đồng thời VD3: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 +2 +3 Fe -1 e → Fe (Qúa trình OXH) Chất khử Cl2 + 2e → 2Cl- (Qúa trình khử) Chất OXH Kết luận: - Chất khử (chất bị oxi hóa) là chất nhường electron - Chất oxi hóa (chất bị khử) là chất thu electron - Quá trình oxi hóa ( sự oxi hóa) là quá trình nhường electron - Quá trình khử (sự khử) là quá trình thu electron - Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng, hay phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng hóa học, trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một số nguyên tố Hoạt động 2: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử II. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử GV nêu nguyên tắc: ∑ e mà chất khử nhường = ∑ e mà chất OXH nhận GV nêu VD: (4)Al + HNO3( đ,to) → Al( NO3)3+ NO2 + H2O GV lần lượt nêu 4 bước để cân bằng PƯ OXH-K và áp dụng phương pháp vào ví dụ (4) -Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất oxi hóa và chất khử. - Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. - Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hóa và chất khử sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận. - Bước 4: Đặt các hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hóa học. GV lưu ý :Khi làm bước 1, chỉ xác định số oxi hóa của những chất có sự thay đổi số oxi hóa sau phản ứng GV: Đối với (4) xác định sự thay đổi số oxi hóa của các chất trước và sau phản ứng? HS: 0 +3 +5 +4 Al → Al , N → N GV: Chất nào là chất khử? chất nào là chất OXH? HS: Al là chất khử, HNO3 là chất OXH GV:Hướng dẫn HS áp dụng nguyên tắc ∑ e mà chất khử nhường = ∑ e mà chất OXH nhận đặt hệ số cho chất khử và chất OXH 0 +3 Al -3 e → Al Chất khử +5 +4 3 × N + 1 e→ N Chất OXH GV: Hướng dẫn HS làm bước 4 0 +5 +3 +4 Al + 6HNO3(đ,to) → Al( NO3)3+ 3NO2 + 3H2O GV chú ý: 6 phân tử axit nitric có 3 phân tử axit nitric đóng vai trò là chất OXH, 3 phân tử HNO3 đóng vai trò môi trường. (Vì vậy khi điền hệ số vàocác chất không nên điền ngay hệ số vào những chất vừa đóng vai trò là chất oxi hóa vừa đóng vai trò là môi trường) GV: yêu cầu HS lập phương trình hóa học cho phản ứng. Fe2O3 + CO→ Fe + CO2 Quan sát và nhận xét các bước làm của HS Hs: Dựa vào ví dụ trên và sự hướng dẫn của Gv, thực hiện cân bằng phản ứng theo phương pháp thăng bằng e GV: Lập phương trình oxi hóa khử của các chất sau VD3: FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + SO2 + H2O Quan sát các cách làm HS Chữa một vài cách đúng Đưa ra cách tối ưu II. Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử Phương pháp: thăng bằng e Nguyên tắc:∑ e mà chất khử nhường = ∑ e mà chất OXH nhận VD1: Al + HNO3(đ, to) → Al( NO3)3 + NO2 + H2O Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng để tìm chất oxi hóa và chất khử. 0 +5 +3 +4 Al + HNO3(đ,to)→ Al( NO3)3+ NO2 + H2O Bước 2: Viết quá trình oxi hóa và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình. 0 +3 Al -3 e → Al Chất khử +5 +4 N + 1 e → N Chất OXH Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất oxi hóa và chất khử sao cho tổng số electron do chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận 0 +3 Al -3 e → Al +5 +4 3 × N + 1 e→ N Bước 4: Đặt các hệ số của chất oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng. Hoàn thành phương trình hóa học. 0 +5 +3 +4 Al + 6HNO3(đ,to) → Al( NO3)3+ 3NO2 + 3H2O NX: 6 phân tử axit nitric có 3 phân tử axit nitric đóng vai trò là chất OXH, 3 phân tử HNO3 đóng vai trò môi trường. VD2: Lập phương trình hóa học của phản ứng Fe2O3 +CO → Fe + CO2 Tương tự VD 2 ta có Bước 1: +3 +2 0 +4 Fe2O3 + CO → Fe + CO2 Bước 2: +3 0 Fe2 + 2 x 3e → 2Fe (QT khử) +2 +4 C - 2e → C (QT OXH) Bước 3: +3 0 Fe2 + 2x 3e → 2Fe +2 +4 3 x | C - 2e → C Bước 4: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 VD3: FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 +NO2 + SO2 + H2O Coi cả (FeS2) có số oxi hóa là 0 rồi làm. Bước 1: 0 +5 +3 +4 +4 FeS2 +HNO3 → Fe(NO3)3+ NO2 + SO2 + H2O Bước 2: Coi Fe(0) nhường 3e lên Fe(+3), S(0) nhường 4e lên S(+4) 0 +3 +4 (FeS2) -11e → Fe + 2S +5 +4 N + 1e → N GV: Cân bằng phương trình hóa học sau FeaOb + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 +H2O Gợi ý cho HS xác định số oxi hóa theo a, b rồi làm bình thường. Sau đó chữa bài cho HS Bước 3: 0 +3 +4 1x | (FeS2) - 11e → Fe + 2S +5 +4 11x | N + 1e → N Bước 4: FeS2 + 14HNO3 → Fe(NO3)3 + 11NO2 + 2SO2 + 7H2O VD 4: Bước 1: 2b/a +6 +3 +4 FeaOb + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Bước 2: 2b/a +3 Fea - a x e → aFe +6 +4 S + 2e → S Bước 3: 2b/a +3 2 x | Fea - a x e → a Fe +6 +4 (3a-2b) x | S + 2e → S Bước 4: 2FeaOb +(6a-2b) H2SO4 → aFe2(SO4)3 + (3a-2b)SO2 + (6a-2b)H2O Hoạt động 3: Tìm hiểu ý nghĩa của phản ứng oxi hóa khử trong thực tiễn III. Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa khử GV: Nói về một vài ứng dụng của phản ứng oxi hóa khử trong cuộc sống Sự hô hấp, quá trình thực vật hấp thụ khí cacbonic giải phóng oxi III. Ý nghĩa của phản ứng oxi hóa khử Hoạt động 4: Củng cố,dặn dò GV: Yêu cầu HS hoàn thành các phản ứng dưới đây a.FeCO3 + KMnO4 + H2SO4→ Fe2(SO4)3 + CO2+MnSO4+K2SO4+ H2O b.Na2SO3 + KMnO4+ KOH→ K2MnO4+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O c. Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + SO2 + H2O d.CuFeS2 + H2SO4 → CuSO4 + Fe2SO4+ SO2 + H2O e.C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H6O2 + KOH + MnO2 BTVN: hoàn thành các phản ứng dưới đây a.FeCO3 + KMnO4 + H2SO4→ Fe2(SO4)3 + CO2+MnSO4+K2SO4+ H2O b.Na2SO3 + KMnO4+ KOH→ K2MnO4+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O c. Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + SO2 + H2O d.CuFeS2 + H2SO4 → CuSO4 + Fe2SO4+ SO2 + H2O e.C2H4 + KMnO4 + H2O → C2H6O2 + KOH + MnO2