TUẦN: 24 TIẾT: 42, 43 BÀI 29: OXI – OZON I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Học sinh trình bày được vị trí, cấu hình lớp eletron ngoài cùng, tính chất vật lí, phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. - Học sinh phát biểu được ozon là dạng thù hình của oxi, các điều kiện tạo thành ozon, ozon trong tự nhiên và ứng dụng của ozon, ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi. - Học sinh giải thích được oxi và ozon đều có tính oxi hóa mạnh (oxi hóa hầu hết các kim loại, phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và cả hữu cơ). - Học sinh trình bày được ứng dụng của oxi và ozon trong đời sống. 2. Kĩ năng: - Học sinh dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hóa học của oxi, ozon. - Học sinh quan sát thí nghiệm, hình ảnh và rút ra được nhận xét về tính chất hóa học và cách điều chế oxi, ozon. - Học sinh viết và cân bằng được các phương trình hóa học minh họa tính chất và điều chế oxi, ozon. - Học sinh tính được thể tích, % thể tích khí oxi và ozon trong hỗn hợp. 3. Thái độ: - Học sinh nghiêm túc, chủ động, tích cực trong giờ học. - Học sinh yêu thích môn Hóa học hơn. - Học sinh nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ tầng ozon. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: 1 - Giáo án word. - Tìm các hình ảnh có liên quan, phiếu học tập. - Chuẩn bị bộ dụng cụ và hóa chất để điều chế khí oxi và thử tính chất hóa học của oxi: + Hóa chất: KMnO4 tinh thể, mẩu kim loại Mg, bột S. + Dụng cụ: giá đỡ, đèn cồn, nút cao su, bông sạch, ống dẫn khí có đầu vuốt nhọn uốn cong, ống nghiệm sạch, bình dựng khí oxi có nút cao su, chậu đựng nước. - Tiến hành thí nghiệm trước khi lên lớp để đảm bảo tính thành công của thí nghiệm. - Phiếu học tập. 2. Học sinh: - Đọc bài trước khi lên lớp. - Trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. III. Hoạt động dạy học: 1. Ổn định tổ chức lớp, kiểm tra sĩ số: (2 phút) 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Tiến trình bài giảng: THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS NỘI DUNG KẾT QUẢ HOẠT ĐỘNG HĐ 1: Tìm hiểu vị trí, cấu tạo của oxi Mục tiêu: - Học sinh xác định được vị trí và cấu tạo của nguyên tử, phân tử oxi. 7 phút - GV: Cho biết nguyên tử oxi (O) có - HS: O (Z = 8) A. OXI 2 2 4 số hiệu nguyên tử Z = 8. Yêu cầu HS 1s 2s 2p . I. VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO viết cấu hình electron của nguyên tử Nguyên tử oxi có 6 O (Z = 8): 1s22s22p4 + 80-100% học sinh xác định được vị trí và cấu 2 oxi, nêu vị trí của oxi trong bảng tuần electron lớp ngoài cùng, hoàn các nguyên tố hóa học? thuộc nhóm VIA, có 2 lớp - GV: Phân tử oxi có 2 nguyên tử oxi electron, thuộc chu kì 2. - Vị trí: Ô số 8, nhóm VIA, chu kì 2. liên kết với nhau. Con hãy viết công - HS: . . thức cấu tạo, công thức electron của CT electron: : O : : O : . . phân tử oxi? (Có thể HS không nhớ cách viết công CTCT: O=O * Phân tử Oxi: . tạo của nguyên tử, phân tử oxi. . CT electron: : O : : O : . . CTCT: O=O CTPT: O2 thức electron, GV hướng dẫn HS cách - Liên kết cộng hóa trị * Liên kết trong phân tử oxi là liên kết viết). cộng hóa trị không cực. - GV: Con có nhận xét gì về kiểu liên không cực. kết trong phân tử Oxi? - GV bổ sung: Cách viết CTCT của phân tử O2 trên đây tuân theo quy tắc bát tử, cho thấy liên kết trong phân tử O2 được tạo bởi 2 cặp electron dùng chung. Tuy nhiên, trên thực tế, phân tử O2 cũng tồn tại ở dạng liên kết ba, giúp O2 có độ bền nhất định và có tính thuận từ. Ví dụ như O2 lỏng có màu xanh nhạt có thể bị nam châm hút. HĐ2: Tìm hiểu tính chất vật lí của oxi Mục tiêu: - Học sinh phát biểu được tính chất vật lí của oxi. 3 5 phút - GV: Như chúng ta đã biết, khí oxi - HS: Oxi là chất khí, chiếm khoảng 1/5 thể tích không khí. không màu, không mùi, II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Khí. - Không màu, không mùi, không vị. Và chúng ta đang hô hấp nhờ khí oxi. không vị, nặng hơn không Vậy con hãy nêu những đặc điểm, khí, hóa lỏng ở -183oC tính chất vật lí của oxi? và ít tan trong nước. - dOxi/kk = 32/29 => Oxi nặng hơn không khí. - Ít tan trong nước. + 80-100% học sinh nhận xét được tính chất vật lí của oxi. - GV: Con có thể lấy ví dụ chứng - HS: trả lời câu hỏi. minh oxi ít tan trong nước? - GV: 1 lít nước ở 20oC hòa tan được 31 ml khí oxi. Cũng 1 lít nước hòa tan được 500 lít khí hiđroclorua. Điều đó chứng tỏ oxi ít tan trong nước. HĐ3: Tìm hiểu phương pháp điều chế oxi và tính chất hóa học của oxi Mục tiêu: - Học sinh phân biệt và trình bày được phương pháp điều chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. - Học sinh liệt kê được các tính chất hóa học của oxi. - Học sinh viết và cân bằng các phương trình hóa học chứng minh tính chất hóa học của oxi. 25 III. ĐIỀU CHẾ phút - GV: - HS lắng nghe và ghi 1. Trong CN: + Vì oxi chiếm 20% thể tích không chép. a) Chưng cất phân đoạn không khí lỏng. khí, nên trong CN, người ta sẽ điều chế oxi từ không khí. Họ loại bỏ CO2, bụi bẩn và hơi nước, rồi hóa lỏng b) Điện phân nước: dp 2H2↑ + O2↑ 2H2O (catot) (anot) + 70-90% HS phân biệt và trình bày được phương pháp điều 4 không khí và chưng cất phân đoạn không khí lỏng, sẽ thu được khí oxi ở - 183oC. (-) + Ngoài ra, trong CN, người ta cũng điện phân nước để thu khí oxi. - GV: Dựa vào tính chất vật lí của - HS: Điều chế oxi trong oxi, và theo hiểu biết của bản thân, hãy đề xuất phương pháp điều chế oxi trong PTN? - GV: Phương thức điều chế oxi trong CN rất cầu kì và có thể lẫn tạp chất. Trong PTN, người ta dùng các hợp PTN bằng phương pháp đẩy nước. - HS: Phân hủy các hợp chất giàu oxi và kém bền bởi nhiệt (KMnO4, chất giàu oxi như KMnO4, KClO3 với KClO3…) xúc tác MnO2… Dựa vào SGK, em hãy nêu nguyên tắc điều chế khí O2 trong PTN? - GV: Giới thiệu bộ dụng cụ và hóa - HS quan sát và lắng chất điều chế khí oxi. nghe. - GV: Thao tác điều chế khí oxi. Vừa (+) 2. Trong PTN: - Nguyên tắc: Nhiệt phân các hợp chất giàu oxi (KMnO4, KClO3…) bằng phương pháp đẩy nước. - PTHH: t 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ o MnO 2KClO3 2KCl + 3O2↑ t 2 o chế oxi trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. + 90% HS liệt kê được các tính chất hóa học của oxi. + 90% HS viết và cân bằng các phương trình hóa học chứng minh tính chất hóa học của oxi. thao tác vừa sử dụng lời nói để dẫn dắt HS. - GV: Hướng dẫn HS viết PTHH điều - HS viết PTHH. chế khí O2. - GV: Cho HS quan sát bình chứa khí - HS quan sát bình đựng 5 O2 để kiểm chứng tính chất vật lí vừa khí oxi. học ở trên. - GV: Phát phiếu học tập cho HS, yêu - HS nhận phiếu học tập, cầu HS quan sát các thí nghiệm GV quan sát GV làm thí sẽ làm; HS ngồi dưới sẽ quan sát, ghi nghiệm và ghi chép hiện chép các hiện tượng và hoàn thành tượng. phiếu học tập. - GV: Làm thí nghiệm cho HS quan sát. (O2 tác dụng với kim loại Mg, với phi kim S, với rượu etylic). - GV: Yêu cầu HS ghi chép các hiện tượng quan sát được và gọi một số HS phát biểu. - GV: Tổng kết ý kiến và chiếu bảng - HS phát biểu. hiện tượng lên màn chiếu. - GV: Yêu cầu HS viết PTHH và GV chữa. - GV: Yêu cầu HS xác định số oxi hóa của oxi trong các PTHH trên? Từ đó, yêu cầu HS nhận xét vai trò của oxi trong các PTHH? - GV: Dựa vào cấu hình electron của - HS xác định số oxi hóa Oxi thấy có 6 electron lớp ngoài của oxi. IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC: 1. Tác dụng với KL: (trừ Au, Pt) t 2Mg + O2 2MgO t 2Na + ½ O2 Na2O t 3Fe + 2O2 Fe3O4 o o o Tổng quát: t M + O2 MxOy (oxit kim loại) o 2. Tác dụng với PK: (trừ halogen) t C + O2 CO2 t S + O2 SO2 t 4P + 5O2 2P2O5 Tổng quát: t R + O2 RxOy (oxit Phi kim) o o o o 3. Tác dụng với hợp chất: t 2CO2 + 3H2O C2H5OH + 3O2 o t 2CO2 2CO + O2 o Tổng quát: 6 cùng, chứng tỏ oxi là Phi kim, cùng Oxi đóng vai trò chất oxi với độ âm điện của nguyên tử oxi hóa. tương đối lớn => oxi có tính oxi hóa t H/chất + O2 các oxit của các nguyên tố trong hợp chất. o mạnh. - GV: Vậy có khi nào oxi đóng vai trò - Dự kiến HS trả lời: Có, chất khử không? khi oxi trong hợp chất với - GV: Flo có độ âm điện lớn hơn oxi, những nguyên tố có độ âm nên trong hợp chất với Flo, oxi có số điện lớn hơn. oxi hóa dương. Như vậy, O2 không Nhận xét: tác dụng trực tiếp với các halogen. => Oxi có tính oxi hóa mạnh. (Vì dễ dàng nhận thêm 2 electron và có độ âm điện tương đối lớn). => Oxi có số oxi hóa -2 trong các phản ứng (trừ hợp chất OF2, H2O2) HĐ4: Ứng dụng của oxi Mục tiêu: - Học sinh trình bày được ứng dụng của oxi trong đời sống. 5 phút V. ỨNG DỤNG - GV: Dựa vào các PTHH trên đây và - HS trả lời câu hỏi. tham khảo SGK, hãy nêu các ứng - Oxi duy trì sự sống và sự cháy. - Dùng trong y khoa, công nghiệp luyện dụng của oxi? - GV: Yêu cầu HS về tìm hiểu về ozon theo các câu hỏi định hướng. thép, công nghiệp hóa chất…(SGK). + 100% HS trình bày được ứng dụng của oxi trong đời sống. HĐ5: Tìm hiểu về tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của ozon Mục tiêu: 7 - Học sinh trình bày được tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của ozon. 8 - GV: Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi về ozon trong phiếu bài tập để rút ra B. OZON I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Khí, màu xanh nhạt. tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của ozon. - Mùi đặc trưng. - Tan nhiều trong nước hơn oxi. - GV chiếu hình ảnh minh họa quá II. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN Tạo thành bởi ảnh hưởng của tia cực tím trình tạo thành phân tử O3. + 80-95% trình bày được tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của ozon. (UV) hoặc sự phóng điện trong cơn giông, ở trên tầng cao của khí quyển: tiaUV 2O3 3O2 HĐ6: Tìm hiểu về tính chất hóa học của ozon Mục tiêu: - Học sinh trình bày và viết được các phương trình hóa học chứng minh tính chất hóa học của ozon. - Học sinh so sánh và nhận xét được tính chất hóa học của ozon với oxi. 10 III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC phút - GV: Phân tử O3 nhiều hơn phân tử 1. Tác dụng với KL: O2 một nguyên tử O, nên O3 có tính oxi hóa mạnh hơn O2. - GV: Yêu cầu HS nhắc lại các tính - HS trả lời và viết PTHH. (trừ Au, Pt) → oxit + O2 Ag + O2 →không p/ứ 2Ag + O3 →Ag2O + O2 chất hóa học của O2 và viết PTHH tương ứng cho O3. 2. Tác dụng với dd KI: - GV: Ở điều kiện thường, Oxi có oxi - HS: Ở điều kiện thường, KI + O2 → không p/ứ hóa được bạc không? Oxi không oxi hóa được 2KI + O3 + H2O → 2KOH + I2 + O2 8 - GV: Mô tả thí nghiệm khi cho O3 bạc. tác dụng với dung dịch KI. Người ta dùng thí nghiệm này để I2 + hồ tinh bột → màu xanh đặc trưng. => Nhận biết O3 bằng dd KI. nhận biết khí O3. - GV: Từ những ví dụ trên, yêu cầu - HS: Ozon có tính oxi Kết luận: HS nhắc lại tính chất hóa học của hóa mạnh hơn oxi. Ozon có tính oxi hóa mạnh hơn oxi. ozon? HĐ7: Tìm hiểu ứng dụng của ozon Mục tiêu: - Học sinh kể tên được ứng dụng của ozon trong đời sống. - Nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ tầng ozon. 5 phút - GV: Yêu cầu HS nêu các ứng dụng - HS trả lời những thông của ozon trong cuộc sống? tin đã tìm hiểu trước. - GV mở rộng: Trao đổi, tìm hiểu về tầng ozon, vai trò của tầng ozon, lỗ thủng tầng ozon, và cách bảo vệ tầng ozon. - GV: Ozon nếu có hàm lượng lớn trong không khí tầng thấp lại không IV. ỨNG DỤNG - Trong CN: tẩy trắng, tinh bột, dầu ăn… - Trong y học: chữa sâu răng. - Trong cuộc sống: diệt khuẩn, sát trùng nguồn nước. tốt, mà còn là chất gây ô nhiễm, vì nó kết hợp với các oxit nitơ gây ra hiện tượng mù quang hóa, gây đau cơ bắp, đau mũi, đau họng, khó thở… 9 HĐ8: Củng cố, nhắc nhở Mục tiêu: - Học sinh vận dụng và luyện tập kiến thức về oxi và ozon. 15 - GV: Củng cố lại kiến thức cho HS. - HS lắng nghe và làm bài phút - GV: Hướng dẫn HS làm bài tập tập. trong phiếu bài tập. - GV: Dặn dò học sinh chuẩn bị, đọc trước bài Lưu huỳnh. + 90% HS tích cực tham gia hoạt động ôn tập cuối giờ. 4. Hướng dẫn bài về nhà: - GV yêu cầu HS về nhà hoàn thành phiếu bài tập. 10