2.5. M ột số giáo án thực nghiệm
2.5.1 Giáo án bài “Clo”
I. MỤC TIÊU 1. Về kiến thức
- Học sinh biết được: Các tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, nguyên tắc, điều chế clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp.
- Học sinh hiểu được: Tính chất hóa học cơ bản của clo là phi kim mạnh, có tính oxi hóa mạnh (tác dụng với kim loại, hidro), đặc biệt trong phản ứng với nước, clo vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.
2. Về kỹ năng
- Dự đoán, kiểm tra và kết luận được về tính chất hóa học cơ bản của clo.
- Viết và cân bằng được các phương trình hóa học của clo với các đơn chất và hợp chất.
- Quan sát các thí nghiệm hoặc hình ảnh thí nghiệm, rút ra nhận xét về tính chất và phương pháp điều chế khí clo.
- Tính toán theo phương trình phản ứng.
3. Về thái độ, tư tưởng
Giáo dục học sinh chống ô nhiễm môi trường.
4. Trọng tâm
Tính chất hoá học cơ bản của clo là phi kim mạnh, có tính oxi hoá mạnh.
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH 1. Giáo viên: - Máy tính, máy chiếu, giáo án điện tử.
- Điều chế sẵn bình khí clo.
- Phim thí nghiệm tính chất hóa học của clo: clo tác dụng Fe, clo tác dụng H2, clo tác dụng với nước, phim thí nghiệm điều chế clo trong phòng thí nghiệm, phim tính tẩy màu của clo ẩm.
2. Học sinh: - Xem lại phản ứng oxi hóa-khử, khái quát nhóm halogen.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ:Viết cấu hình e tổng quát ở lớp ngoài cùng của các nguyên tử nguyên tố halogen? Từ đó cho biết tính chất hoá học đặc trưng của các halogen?
3. Bài mới
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU Hoạt động 1: Vào bài
GV kể chuyện khí clo được sử dụng trong chiến tranh thế giới thứ 1 kèm theo hình ảnh minh họa.
Sau đó giới thiệu một vài thông tin về ngộ độc khí clo hiện nay. Clo là khí có tính chất như thế nào.
Chúng ta cùng tìm hiểu bài học hôm nay.
Trong chiến tranh thếgiới thứ1, ngày 22/4/1915 ởgần Ypres (Bỉ), quân đội Đức sửdụng 180 tấn khí clo, đựng trong 5.730 bình khí nén, đã được thảvào không khí vềphía chiến tuyến của Pháp đểkéo binh lính Pháp đang án binh bất động trong các đường hầm ra ngoài và chặn đường tiếp tế đạn dược của họ.15 phút sau, bộbinh lính được trang bịmặt nạ phòng độc bám theo đám khói clo tấn công thẳng vào cứ điểm của Pháp.
Khói độc
Mặt nạ phòng độc
Kết quảlà 15.000 binh lính Pháp, Algeria và Canada đã tửtrận với biểu hiện gương mặt xanh nhợt, cơ thểco giật dữdội, miệng ứa ra một chất dịch màu vàng.
Trong bản dựthảo báo cáo vềvũkhí sinh hóa học, WHO (Tổchức y tế thếgiới) gọi đó là kinh nghiệm toàn cầu đầu tiên vềvũkhí hủy hoại hàng loạt.
Binh sĩbịtrúng độc 15.000 người chết
Ngày 9/7/2007, Trung Quốc: 164 người bị ngộ độc do hít phải khí clo bịrò rỉtừmột nhà máy hóa chất trong vùng.
Ngày 17/3/2010, Iraq: 3 vụ tấn công bom bằng khí clo đã khiến ít nhất 8 người thiệt mạng, 350 dân thường và 6 lính Mỹphải nhập viện khẩn cấp do hít phải khí clo.
Ngày 1/9/2010, Iraq: 150 người nhập viện do ngộ độc khí Clo sau một vụnổnhà máy lọc nước ở thành phố Amara, miền Nam nước này.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU Hoạt động 2: Tìm hiểu khái quát
chung về nguyên tố clo.
- GV yêu cầu HS:
Hãy viết cấu hình e của nguyên tử clo? Cho biết vị trí của clo trong bảng HTTH, và dự đoán cấu trúc của phân tử clo?
HS:
Cấu hình e: 1s22s22p63s23p5 Vị trí: + Chu kì: III
+ Nhóm VIIA CTPT: Cl2
- GV yêu cầu HS:
Viết công thức cấu tạo của phân tử clo? Cho biết dạng liên kết?
HS:
- CTCT:
- Liên kết trong phân tử clo là liên kết cộng hoá trị không phân cực.
Hoạt động 3: Tìm hiểu trạng thái tự nhiên – Tính chất vật lí của clo
1. Trạng thái tự nhiên
- GV hỏi: Trong thiên nhiên clo tồn tại ở dạng nào? Tại sao?
HS: Clo tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất: NaCl, KCl.MgCl2.6H2O
1. Trạng thái tựnhiên
+ Clo là nguyên tốhoạt động hóa học mạnh nên chỉtồn tại trong tự nhiên ởdạng hợp chất, chủyếu là muối natri clorua, chất khoáng cacnalit
+ Trong nước biển, clo chiếm 2% khối lượng
+ Trong tựnhiên tồn tại 2 đồng vị: 35Cl ( 75,77% ) và37Cl ( 24,23% )
Cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O) NaCl
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU - GV giới thiệu hình ảnh tinh thể
NaCl và hợp chất cacnalit.
2. Tính chất vật lí
- GV cho học sinh quan sát bình đựng khí clo và yêu cầu HS nhận xét về trạng thái màu sắc.
- GV bổ sung một vài tính chất vật lí khác
- GV nêu tác hại của clo đối với cơ thể: Với lượng nhỏ khí clo gây kích thích mạnh đường hô hấp và viêm các niêm mạc. Với lượng lớn thì có thể gây chết người.
2. Tính chất vật lí
+ Clo là chất khí màu vànglục, rất độc.
+ Nặng gấp gần 2,5lần không khí (d =71/29)
+ Tan trongnước và tan nhiều trong dung môi hữucơ
Dung dịchnước clo có màu vàng nhạt
Hoạt động 4: Nghiên cứu tính chất hoá học của clo
1. Tác dụng với kim loại
- GV yêu cầu HS: Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng, độ âm điện, dự đoán tính chất hóa học của clo.
HS: Clo có 7e lớp ngoài cùng → có xu hướng nhận thêm 1e để đạt cấu trúc bão hòa
→Clo có tính oxi hóa mạnh.
- GV cho HS xem phim thí nghiệm clo tác dụng với Fe, yêu cầu HS quan sát, nhận xét hiện tượng, giải thích, viết PTHH. Xác định Soxh
Clo có 7e lớp ngoài cùng
→có xu hướng nhận thêm 1e để đạt cấu trúc bão hòa
→Clo có tính oxi hóa mạnh
Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng, độ âm điện, dự đoán tính chất hóa học của clo.
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU của các chất trong phản ứng.
GV dẫn dắt HS rút ra nhận xét:
Khi tác dụng với kim loại, clo đóng vai trò chất oxi hóa
Đối với kim loại có nhiều số oxi hóa, clo khử kim loại đến mức oxi hóa cao nhất
1. Tác dụng với kim loại 2Na + Cl2 → 2NaCl
2e
0 +1 -1 0
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
0 0 +3 -1
Khi tác dụng với kim loại, clo đóng vai trò chất oxi hóa
Đối với kim loại có nhiều sốoxi hóa, clo khửkim loại đến mức oxi hóa cao nhất
Xem phim thí nghiệm, nêu hiện tượng và rút ra nhận xét vềtính chất của clo
Natri clorua
Sắt (III) clorua
Chất khử Chất oxh
Chất khử Chất oxh
2. Tác dụng với H2
- GV cho HS xem phim thí nghiệm clo tác dụng với H2, yêu cầu HS quan sát, nhận xét hiện tượng, giải thích, viết phương trình phản ứng.
Xác định số oxi hóa của các chất trong phản ứng.
3. Tác dụng với H2O
- GV cho HS xem phim thí nghiệm clo tác dụng với H2O, yêu cầu HS quan sát, nhận xét hiện tượng, giải thích, viết phương trình phản ứng.
Xác định số oxi hóa của các chất trong phản ứng.
- GV dẫn dắt HS rút ra nhận xét về tính chất hóa học của clo.
2. Tác dụng với hiđro
Khi tác dụng với kim loại, clo đóng vai trò là chất oxi hóa
Khi tác dụng với nước, clo đóng vai trò vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử
Xem phim thí nghiệm, nêu hiện tượng và rút ra nhận xét vềtính chất của clo
H02 + Cl02 → 2HClas +1 -1
3. Tác dụng với nước
Cl2 + H2O HCl + HClO
0 -1 +1
Dung dịchnước clo có màu vàng nhạt
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU Hoạt động 5: Tìm hiểu về ứng
dụng của clo
Cho HS nhìn hình ảnh nêu ứng dụng và yêu cầu HS cho biêt tại sao clo có các ứng dụng đó?
HS: Clo có tính oxi hoá mạnh nên nó có các ứng dụng quan trọng.
- GV trao đổi thêm: Một số hợp chất của clo độc, làm thủng tầng ozon, gây ô nhiễm môi trường. Do đó chúng ta phải có ý thức bảo vệ môi trường để bảo vệ sức khỏe con người.
Xửlí nước hồ bơi bằng clo
Thuốc diệt côn trùng
Hoạt động 6: Tìm hiểu về điều chế clo
1.Trong phòng thí nghiệm
- GV cho HS xem phim thí nghiệm và yêu cầu HS rút ra nguyên tắc điều chế clo trong phòng thí nghiệm. Cân bằng PTHH.
- GV bổ sung: Để rửa khí clo, thông thường người ta cho khí clo thu được có lẫn tạp chất qua dung dịch chứa NaCl (để giữ khí HCl) và dung dịch H2SO4 (để giữ hơi nước).
Nguyên tắc: Cho HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như MnO2, KMnO4…
1. Trong phòng thí nghiệm
M nO2+ 4HCl M nCl2+ Cl2 2H2O
16HCl + 2KM nO4 2KCl + 2MnCl2+ 5Cl2+ 8H2O
to ↑+
↑
Xem phim thí nghiệm, rút ra nguyên tắc điều chếclo trong phòng thí nghiệm
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU 2. Trong công nghiệp
- GV cho HS xem hình vẽ sơ đồ điện phân muối ăn và giải thích chất thu được ở mỗi điện cực.
- GV hỏi HS: Tại sao phải điện phân có màng ngăn?
GV gợi ý:
Nếu không có màng ngăn thì tạo thành dung dịch nước Gia-ven có tính tẩy màu
Vì : Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
2. Trong công nghiệp
Giải thích tại sao phải điện phân có màng ngăn
2NaCl + 2H2O 2NaOH + Hđpdd 2↑ + Cl2↑
Có màng ngăn
Hoạt động 7: Củng cố
Cách 1: (Hình thức 3+7+9 +12:
grap + hệ thống kiến thức+ bài tập tự luận + đặt vấn đề về nhà suy nghĩ)
GV dùng sơ đồ grap giúp học sinh hệ thống lại kiến thức của bài.
Điều chế Trong PTN: HCl Trong CN: NaCl
MnO2, KMnO4, KClO3
Điện phân dd có màng ngăn
Lí tính
+ Khí, màu vàng, mùi xốc, độc + Nặng hơn không khí + Tan vừa phải trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ Cl2
Hóa tính
Cl2là chất oxi hóa mạnh, phi kim mạnh
+ Với kim loại: oxi hóa kim loại lên sốoxi hóa cao nhất
+ Với hidro: tạo HCl, phản ứng nổmạnh nếu tỉ lệ1:1
+ Tác dụng với nước tạo nước clo có tác dụng tẩy màu
Ứng dụng + tẩy trắng + sát trùng + sản xuất nhiều chất khác
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU GV cho HS làm bài tập hoàn thành
chuỗi phản ứng để củng cố tính chất hóa học và kĩ năng viết và cân bằng PTHH.
MnO2 Cl2 HCl Cl2 FeCl3
NaCl Cl2 HClO Nước Gia-ven
→
2 →3 →4
→
1
5
→
7
→
6 8
Hoàn thành chuỗi phản ứng
MnO2 + 4HCl →t C0 MnCl2+ 2 H2O + Cl2↑ H2 (K)+ Cl2 (K) Ánh sáng→ 2HCl (K)
2KMnO4+ 16HCl → 2KCl + 2MnCl2+ 8H2O + 5Cl2 ↑ 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
2NaCl + 2H2O 2NaOH + HCó màng ngănđpdd 2↑ + Cl2↑ Cl2 + H2O HCl + HClO
2NaOH + Cl2 NaClO + NaCl + H2O 2Na + Cl2 → 2NaCl
Hoạt động 7: Củng cố
Cách 2: (Hình thức3+7+9+ 12+14:
grap + hệ thống kiến thức + bài tập thực tiễn + thí nghiệm + đặt vấn đề về nhà suy nghĩ)
- GV cho HS xem phim thí nghiệm clo ẩm có tính tẩy màu nhưng không bật tiếng.
- GV yêu cầu HS quan sát thí nghiệm,giải thích hiện tượng và rút ra kết luận gì từ phim thí nghiệm này. Viết PTHH. Xác định chất oxi hóa, chất khử.
HS: Rút ra được clo ẩm có tính tẩy màu
Quan sát thí nghiệm sau, giải thích hiện tượng, rút ra kết luận.
Viếtphương trình phảnứng. Cho biết chất nào là chất khử, chất oxi hóa?
Clo ẩm có tính tẩy màu vì HClO có tính oxi hóa mạnh.
Cl2 + H2O HCl + HClO
0 -1 +1
Axithipoclorơ
HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS SLIDE TRÌNH CHIẾU GV đặt câu hỏi liên quan tới thực
tế để củng cố phần tính chất vật lí của clo
Đểdiệt chuộtở ngoàiđồng, người ta có thểcho khí clo qua những ống mềm vào hang chuột.
Hai tính chất nào của clo cho phép sửdụng clonhư vậy?
Vì clo là chất khí nặng hơn không khí và rất độc
Củng cố phát triển: (Hình thức 12: đặt vấn đề HS về nhà suy nghĩ)
1) Để sát trùng nước nhanh người ta bơm clo vào trong nước với hàm lượng 10g/cm3để có thể tiêu diệt các vi khuẩn và phá hủy các hợp chất hữu cơ trong 10 phút. Cuối giai đoạn khử trùng này người ta trung hòa clo dư bằng SO2 hoặc Na2SO3. Viết PTHH của các phản ứng trung hòa đó.
PTHH: Cl2 + SO2 + 2H2O→ 2HCl + H2SO4
Na2SO3 + Cl2 + H2O → Na2SO4 + 2HCl
2) Sau khi đi bơi, tóc thường bị cứng do nước trong bể bơi rất có hại cho tóc. Nếu dùng soda để gội đầu sau khi bơi thì tóc sẽ mềm mại. Hãy giải thích việc làm đó và viết PTHH của phản ứng ( nếu có)
Đáp án:
Người ta thường dùng clo để sát trùng nước bể bơi, vì vậy nước có chứa các axit do có phản ứng: Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO
Chính HCl gây hại cho tóc, làm tóc cứng. Khi gội đầu bằng soda sẽ có phản ứng:
Na2CO3 + 2HCl→ 2NaCl + CO2 + H2O Soda dư tạo môi trường kiềm làm tóc mềm.
4. Dặn dò
- HS về nhà học bài và làm bài tập 5,6,7 trang 101 SGK.
- Chuẩn bị bài mới: Hiđro clorua – Axit clohiđric – Muối clorua.