Giáo án Hóa học 8 Tiết 49 + 50: Điều chế hiđro - Phản ứng thế

TUẦN 26 Ngày soạn: Ngày dạy : TIẾT 49: ĐIỀU CHẾ HIĐRO - PHẢN ỨNG THẾ ( giáo án chi tiết) *Những kiến thức học sinh đã biết có liên quan tới bài học: Tính chất của hiđro I. Mục tiêu: 1/ Kiến thức: Biết được: + Phương pháp điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp, cách thu khí hiđro bằng cách đẩy nước và đẩy không khí 2/ Kĩ năng + Quan sát thí nghiệm, hình ảnh... rút ra được nhận xét về phương pháp điều chế và cách thu khí hiđro. Hoạt động của bình Kíp đơn giản. + Viết được PTHH điều chế hiđro từ kim loại (Zn, Fe) và dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) . Nhận biết phản ứng thế trong các PTHH cụ thể + Tính được thể tích khí hiđro điều chế được ở đkc 3/Thái độ: Yêu thích khoa học 4, Định hướng phát triển năng lực + Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học :biết cách đọc tên các chất, + Năng lực tính toán hóa học : biết sử dụng các công thức tính số mol, V, để tính toán + Năng lực thực hành thí nghiệm biết mô tả thí nghiệm, sử dụng dụng cụ và hóa chất để làm thí nghiệm, biết quan sát hiện tượng xảy ra trong các thí nghiệm, giải thích được các hiện tượng điều chế khí hidro II. Chuẩn bị: 1/ Đồ dùng dạy học: GV: Chuẩn bị thí nghiệm điều chế và thu khí hiđro Dụng cụ : Giá sắt , ống nghiệm có nhánh , ống dẫn , ống vuốt nhọn , Đèn cồn , Chậu thuỷ tinh, ống nghiệm hoặc lọ nút nhám Hoá Chất : Zn ,Dung dịch HCl 2/ Phương pháp: Đàm thoại , hoạt động nhóm, thực hành thí nghiệm III. Các hoạt động dạy và học: Nội dung Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh I. Điều chế khí hiđro 1. Trong phòng thí nghiệm . Nguyên liệu : Một số kim loại : Zn , Al Dung dịch HCl , H2SO4 . Phương pháp : Cho một số kim loại tác dụng với một số dung dịch axit Zn + 2HCl ZnCl2 + H2­ Thu khí hiđro : - Bằng cách đẩy không khí. - Bằng cách đẩy nước. II. Phản ứng thế . Định nghĩa (SGK) Ví dụ: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Cu +2AgNO3 Cu(NO3)2+ 2Ag Hoạt động 1: Ổn định tổ chức lớp Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ Yêu cầu 3 hs lên bảng Hs1 : Trình bày tính chất hóa học của hiđro? Hs2 : Nêu các ứng dụng của hiđro? Hs3: Nêu các tính chất vật lí của hiđrô? Gv tổ chức cho hs nhận xét. Vào bài: Hiđro có rất nhiều ứng dụng, vậy làm thế nào để điều chế được khí hiđro dùng trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Phản ứng điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm được gọi là gì? Bài học hôm nay sẽ giúp các em trả lời phần nào thắc mắc đó? Gv ghi bảng: TIẾT 50 – BÀI 33: ĐIỀU CHẾ KHÍ HIĐRO- PHẢN ỨNG THẾ. Đầu tiên chúng ta cùng nghiên cứu phần I. Điều chế khí hiđro Hoạt động 3: Điều chế khí hiđro Gv: Để điều chế một lượng nhỏ khí hiđro, người ta tiến hành điều chế khí hiđro trong PTN Gv: Ở tiết học trước cô đã yêu cầu các em về nhà nghiên cứu thông tin trong SGK và SBT cũng như tài liệu tham khảo, cô đã giao nhiệm vụ cho các em về nhà chuẩn bị trước 3 câu hỏi, nhưng mỗi nhóm chỉ báo cáo trước lớp một câu hỏi đã được thống nhất. Cô mời các nhóm lần lượt cử đại diện đứng trước lên báo cáo. GV: Sau khi nghe các em trình bày cô thấy các em đã về nhà chuẩn bị bài rất tốt, để biểu dương xin mời các em hãy thưởng cho mình một tràng vỗ tay thật lớn. Bây giờ các nhóm lấy dụng cụ hóa chất để làm thí nghiệm. Chúng ta hãy vận dụng các bước để làm thí nghiệm sao cho vừa hiệu quả vừa an toàn. Cô phát cho mỗi nhóm một phiếu ghi kết quả làm thí nghiệm. - Gv đi từng bàn xem hs làm thí nghiệm và uốn nắn. Yêu cầu các em thu dọn nếu làm xong. Gv tổ chức cho hs báo cáo kết quả làm thí nghiệm. Gv: Em hãy suy nghĩ và cho biết: - Có thể bỏ đi một bước nào đó trong quá trình làm thí nghiệm hay không? Vì sao? Gv: Mời ý kiến nhận xét của nhóm khác? Gv: Quả thật các em thật thông minh khi làm việc và suy nghĩ rất logic như vậy, cô rất hoan nghênh tinh thần tự học của các em. GV: Chất rắn màu trắng đó là ZnCl2, ngoài ra không có sản phẩm nào khác nữa. Như vậy từ kim loại Zn và axit HCl các em đã điều chế được khí hiđro. Mời một em lên bảng viết PTHH minh họa. Nếu cô thay kim loại Zn bằng kim loại khác như Al, Fe, Mg... Thay axit HCl bằng axit H2SO4 loãng thì sản phẩm thu được cũng là khí H2 và muối. Gọi hs lên bảng pthh Fe + HCl Fe + H2SO4 Al + H2SO4 gv: Khi sắt phản ứng vơi dd axit HCl hoặc H2SO4 loãng sắt chỉ thể hiện hóa trị II. Cô đồng ý với hóa chất và phương pháp mà các em nhóm 1 đã chuẩn bị cô chỉ bổ sung thêm: Đề điều chế khí hiđro trong PTN ta có thể cho một số kim loại tác dụng với một số axit loãng như cô vừa nêu. Gv: Khi dùng ống nghiệm ta chỉ có thể điều chế được một lượng rất nhỏ khí hiđro. Để điều chế H2 với lượng lớn hơn ta có thể dùng dụng cụ như hình 5.5 SGK, dùng bình Kíp như hình 5.7 (tr116 SGK) hoặc dùng bình Kíp đơn giản như cô đã bố trí trên bàn. Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ điều chế khí hiđro như hình 5.5 và 5.7 các em sẽ tìm hiểu sau. Bây giờ cô hướng dẫn các em tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của bình kíp đơn giản. Muốn thu khí oxi ta đã dùng những cách nào? GV: Ta có thể áp dụng cách thu khí này đối với thu khí hidro không? Vì sao ? Gv: Đối với cách thu khí hiđro bằng phương pháp đẩy không khí các em đã làm trong quá trình thí nghiệm, bây giờ cô chỉ làm thí nghiệm thu khí hiđro bằng cách đẩy nước? Các em hãy quan sát hiện tượng xảy ra và nêu nhận xét? - Vậy muốn biết hiđro đã đầy ống nghiệm thu bằng phương pháp đẩy nước hay chưa chúng ta làm gì? - Trong 2 cách thu khí theo em cách nào thu khí hiđro tốt hơn? Gv: Như vậy các em vừa tìm hiểu xong hóa chất, phương pháp điều chế và cách thu khí hiđro trong phòng thí nghiệm. Hoạt động cuối: Vận dụng đánh giá- dặn dò GV: Gọi HS Nhắc lại nội dung chính của bài học Điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm 3 hs lên bảng làm . Hs nhóm 1: Nội dung câu hỏi mà chúng em chuẩn bị là: + Nêu dụng cụ, hóa chất, phương pháp điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm? Đại diện nhóm 1 trả lời( Em nhờ cô giáo ghi lên bảng cho các bạn dễ theo dõi). + Dụng cụ: Ống nghiệm, , nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua, que đóm, đèn cồn, diêm ( bật lửa), tấm kính đồng hồ, ống hút. + Hóa chất: Kim loại Zn, dung dịch axit clohđric HCl. + Phương pháp: Cho kim loại tiếp xúc với axit. Hs nhóm 2: Em xin đọc câu hỏi mà nhóm em đã chuẩn bị là: Em hãy nêu các bước tiến hành làm thí nghiệm điều chế khí hiđro trong PTN? Mời bạn ... lên dính phần trả lời lên bảng. Hs nhóm 2 đọc các bước: Qua nghiên cứu thông tin nhóm 2 xin đề xuất 4 bước tiến hành làm thí nghiệm là: ( hs đọc) Bước1: Cho một vài mảnh Zn vào ống nghiệm và rót vào ống nghiệm dung dịch axit HCl . Nhận xét hiện tượng. + Bước 2: Đậy ống nghiệm bằng nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua. Đưa que đóm còn tàn đỏ vào đầu ống dẫn khí. Nhận xét + Bước 3: Đưa que đóm đang cháy vào đầu ống dẫn khí. Nhận xét. + Bước 4: Nhỏ một giọt dung dịch lên mặt kính và đem cô cạn. Nêu hiện tượng. Hs nhóm 3: Câu hỏi mà nhóm 3 đã chuẩn bị là: Để tránh hiện tượng nổ khi đốt khí hiđro, trước khi đốt chúng ta cần làm gì? Nêu cách làm? Em xin đại diện cho nhóm 3 trả lời: Để tránh hiện tượng nổ khi đốt khí hiđro, trước khi đốt chúng ta cần thử độ tính khiết của khí hiđro. Bằng cách: Cách 1: Thu khí hiđro vào ống nghiệm nhỏ và đốt ở miệng ống nghiệm . Nếu hiđro là tinh khiết thì chỉ nghe thấy tiếng nổ nhỏ, nếu hiđro có lẫn oxi ( hoặc không khí) tiếng nổ mạnh. Cách 2: Chờ cho khí hiđro thoát ra khỏi thiết bị khoảng một thời gian để cuốn hết không khí ra khỏi ống nghiệm, sau đó mới đốt. Hs nhóm 3: Nhóm 3 đồng ý với câu trả lời của nhóm 1 và nhóm 2, nhưng chúng em bổ sung cho nhóm 2: Để đảm bảo an toàn trong quá trình làm thí nghiệm, trước khi thức hiện bước 2 chúng ta lên để cho khí thoát ra khỏi thiết bị trong khoảng một thời gian. Xin hỏi các bạn nhóm 1 và 2 có đồng ý không? Hs nhóm 1 và 2 : Chúng mình đồng ý. - Hs các nhóm làm thí nghiệm. Hs báo cáo kết quả thí nghiệm: - Bước 1: Có chất khí không màu, không mùi thoát ra khỏi chất lỏng, mảnh kẽm tan dần. - Bước 2: Khí thoát ra không làm cho que đóm còn tàn đỏ bùng cháy. - Bước 3: Khí thoát ra cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt. - Bước 4: Trên mặt đĩa kính đồng hồ sạch xuất hiện chất rắn màu trắng. - Hs: Thưa cô: Không thể bỏ đi một bước nào ạ. Vì: Làm thí nghiệm theo bước 1 ta chứng tỏ được axit khi tiếp xúc với Zn đã xảy ra phản ứng hóa học và sinh ra sản phẩm là chất khí. Làm thí nghiệm ở bước 2 ta chứng tỏ được khí thoát ra không phải là khí oxi vì nó không làm cho que đóm còn tàn đỏ bùng cháy. Làm thí nghiệm ở bước 3 ta chứng tỏ được khí thoát ra là khí hiđro, vì theo tính chất hóa học của hiđro, hiđro cháy trong không khí do tác dụng với oxi và cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt. Làm thí nghiệm ở bước 4 giúp ta chứng tỏ được rằng, khi axit HCl tác dụng với Zn ngoài sinh ra sản phẩm là khí hiđro, còn sinh ra sản phẩm khác nữa. - HS nhóm khác: Chúng em thấy bạn giải thích rất hợp lí chúng em đồng ý với giải thích đó. Em xin hỏi cô: Chất rắn màu trắng thu được sau khi cô cạn một giọt chất lỏng là chất nào ạ? HS: Viết phương trình phản ứng : Zn + 2HCl ZnCl2 + H2­ HS: Khí oxi đều có thể thu bằng cách đẩy không khí và đẩy nước ( vì oxi nặng hơn không khí và rất ít tan trong nước ) HS: Để thu khí hiđro ta cũng có thể áp dụng hai cách : Bằng cách đẩy không khí và bằng cách đẩy nước, nhưng có điểm khác vì khí hiđro nhẹ hơn không khí nên ta đặt ngược bình thu miệng hướng xuống phía dưới còn thu khí oxi ta đặt đứng bình thu vì oxi nặng hơn không khí. - Hs: Nước trong ống nghiệm thu bị đẩy hết ra ngoài. Hiđro đã chiếm chỗ của nước khi nước bị đẩy hết ra ngoài cũng là lúc hiđro đã đầy ống nghiệm thu. - hs: Chúng ta đưa que đóm đang cháy lại gần miệng ống nghiệm thu nếu khí đầy sẽ cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt. - HS: Thu khí bằng phương pháp đẩy nước tốt hơn vì ta biết được khi nào khí hiđro đầy và an toàn hơn mặt khác khí hiđro thu được sẽ tinh khiết hơn. Hs: Nhắc lại nội dung chính của bài Ngày soạn: Ngày dạy : . TIẾT 50 bài 33: ĐIỀU CHẾ HIĐRO - PHẢN ỨNG THẾ *Những kiến thức học sinh đã biết có liên quan tới bài học: Tính chất của hiđro I. Mục tiêu: 1/ Kiến thức: + Phản ứng thế là phản ứng trong đó nguyên tử đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong phân tử hợp chất. 2/ Kĩ năng + Viết được PTHH điều chế hiđro từ kim loại (Zn, Fe) và dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) . Nhận biết phản ứng thế trong các PTHH cụ thể + Tính được thể tích khí hiđro điều chế được ở đkc 3/Thái độ: Yêu thích khoa học 4, Định hướng phát triển năng lực + Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học :biết cách đọc tên các chất, + Năng lực tính toán hóa học : biết sử dụng các công thức tính số mol, V, để tính toán II. Chuẩn bị: 1/ Đồ dùng dạy học: GV: Chuẩn bị thí nghiệm điều chế và thu khí hiđro Dụng cụ : Giá sắt , ống nghiệm có nhánh , ống dẫn , ống vuốt nhọn , Đèn cồn , Chậu thuỷ tinh, ống nghiệm hoặc lọ nút nhám Hoá Chất : Zn ,Dung dịch HCl 2/ Phương pháp: Đàm thoại , hoạt động nhóm, thực hành thí nghiệm III. Các hoạt động dạy và học: Nội dung Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh II. Phản ứng thế . Định nghĩa (SGK) Ví dụ: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Cu +2AgNO3 Cu(NO3)2+ 2Ag Bài tập 2 : n= 1,3/65= 0,2 mol ; n = 0,5 mol PTHH: Zn + 2HCl à ZnCl + H 1mol 2 mol 1 mol 0,2mol 0,4 mol 0,2 mol Từ phương trình (1) ta có dd HCl dư khối lượng dd HCl dư là: mHCl = (0,5-0,4). 36,5 = 3,65(g) b. Theo PT (1) ta có n= 0,2 mol suy ra VH2 = 0,2. 22,4 = 4,48 (lit) Hoạt động 1: Ổn định tổ chức lớp Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ Yêu cầu 3 hs lên bảng Viết được PTHH điều chế hiđro từ kim loại (Zn, Fe) và dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) Hoạt động 1:Đ ặt vấn đề Chúng ta đã biết viết phương trình điều chế khí hidro, các phản ứng hóa học của khí hido với dd axit HCl, HSO là phản ứng thế, Bài học hôm nay sẽ giúp các em hiểu thề nào là phản úng thế. Phân biệt phản ứng thề với các phản ứng khác Hoạt động 2: Phản ứng thế . GV: Nhận xét các phản ứng ở phần điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm. Các nguyên tử của đơn chất Al, Fe , Zn đã thay thế nguyên tử nào của hợp chất axit ? GV có thể dùng phấn màu để giúp HS nhận xét . Các phản ứng hóa học trên gọi là phản ứng thế. Vậy phản ứng thế là phản ứng hóa học như thế nào? GV: Yêu cầu HS làm bài tập 2 : Bài tập 1 : Cân bằng các phương trình hóa học sau và cho biết mỗi phản ứng thuộc loại nào . a, P + O2 P2O5 b, CuO +H2Cu+ H2O c, KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 d, Fe + CuCl2 à Cu +FeCl2 e, Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 GV: Như vậy không chỉ có phản ứng điều chế khí hiđro trong PTN là phản ứng thế phản ứng khác cũng có thể là phản ứng thế nếu thỏa mãn điều kiện của phản ứng thế. Bài tập 2 : Cho 13 g kim loại kẽm (Zn) phản với 0,5mol dung dịch axit HCl . a. Chất nào dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam b. Tính thể tích khí hiđro thu đượng ở đktc. Gv: Em hãy cho biết bài tập 2 thuộc loại toán nào? Vì sao? Gv: Em hãy nêu các bước làm loại toán này. Giải: GV: Gọi HS lên bảng , chấm vở của HS khác . Gv gọi hs lên bảng thực hiện theo từng bước. Hoạt động cuối: Vận dụng, đánh giá, dặn dò GV: Gọi HS Nhắc lại nội dung chính của bài học Điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp Định nghĩa phản ứng thế ? GV: Cho các HS làm bài tập 3 Bài tập về nhà : 1,2,3,4,5SGK tr. 116 3 hs lên bảng làm . HS: NGuyên tử của các đơn chất Zn , Fe , Al thay thế nguyên tử hiđro trong hợp chất axit HS: Nêu định nghĩa HS: Làm bài tập vào vở . HS: a, P + O2 P2O5 b, CuO +H2Cu+ H2O c, KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 d, Fe + CuCl2 à Cu +FeCl2 e, Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Trong đó : a, d Là phảnứng hoá hợp c, Là phản ứng phân huỷ d, Là phản ứng hoá hợp . b, e Là phản ứng thế Bài tập 2: Hs: Bài toán chất dư chất hết. Hs: Các bước làm: Bước 1: Viết PTHH Bước 2: Chuyển đổi khối lượng hoặc thể tích chất khí ở đktc ra mol. Bước 3: Xét tỉ lệ số mol bài ra và theo phương trình của hai chất tham gia phản ứngà Xác định được chất dư, chất hết. Bước 4: Tính số mol của các chất theo PTHH và trả lời yêu cầu bài toán. n= 1,3/65= 0,2 mol ; n = 0,5 mol PTHH: Zn + 2HCl à ZnCl + H 1mol 2 mol 1 mol 0,2mol 0,4 mol 0,2 mol Từ phương trình (1) ta có dd HCl dư khối lượng dd HCl dư là: mHCl = (0,5-0,4). 36,5 = 3,65(g) b. Theo PT (1) ta có n= 0,2 mol suy ra VH2 = 0,2. 22,4 = 4,48 (lit)