Giáo án Hóa học lớp 10 - Bài 30: Lưu huỳnh

Bài 30: LƯU HUỲNH I. MỤC TIÊU: 1.Kiến thức: Học sinh biết được: - Vị trí, cấu hình electron lớp electron ngoài cùng của nguyên tử lưu huỳnh. - Tính chất vật lí: Hai dạng thù hình phổ biến (tà phương, đơn tà) của lưu huỳnh và ứng dụng quan trọng. - Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh. Học sinh hiểu được: - Lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá (tác dụng với kim loại, với hiđro), vừa có tính khử (tác dụng với oxi, chất oxi hoá mạnh). - Tầm quan trọng của lưu huỳnh trong cuộc sống. 2.Kĩ năng: - Dự đoán tính chất, kiểm tra, kết luận được về tính chất hoá học của lưu huỳnh. - Quan sát thí nghiệm, hình ảnh... rút ra được nhận xét về tính chất hoá học của lưu huỳnh. - Viết phương trình hóa học chứng minh tính chất hoá học của lưu huỳnh. - Tính khối lượng lưu huỳnh, hợp chất của lưu huỳnh tham gia và tạo thành trong phản ứng. - Rèn luyện học sinh kỹ năng quan sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lý của lưu huỳnh 3.Thái độ: - Hứng thú trong học tập môn hóa học cùng với đó áp dụng các ứng dụng quan trọng của lưu huỳnh vào đời sống hằng ngày. II. TRỌNG TÂM : - Lưu huỳnh vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử (Tính chất hóa học của lưu huỳnh) III.PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY: IV. CHUẨN BỊ: V. TIẾN TRÌNH 1.Ổn định lớp: 2.Kiểm tra bài cũ: 1. O3 I2 2. So sánh tính chất hóa học của oxi và ozon? Lấy ví dụ minh họa. (Oxi và ozon đều có tính oxi hóa mạnh nhưng tính oxi hóa của ozon mạnh hơn oxi. Oxi và ozon đều tác dụng được với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), tác dụng được với nhiều phi kim (trừ halogen) và tác dụng được với nhiều hợp chất có tính khử. Ở điều kiện thường, oxi không oxi hóa được bạc, nhưng ozon oxi hóa bạc thành bạc oxit: 2 Ag + O3 → Ag2O + O2 Oxi không tác dụng được với dung dịch KI nhưng ozon có tác dụng: 2 KI + H2O + O3 → 2 KOH + O2 + I2 ) HOẠT ĐỘNG CỦA GV HOẠT ĐỘNG CỦA HS I. VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, cho biết vị trí của nguyên tố lưu huỳnh? Viết cấu hình e nguyên tử của S? Cho biết nguyên tử nguyên tố lưu huỳnh có bao nhiêu e lớp ngoài cùng, có bao nhiêu e độc thân? - Vị trí của nguyên tố S: + Z = 16 + Chu kì 3 + Nhóm VI A - Cấu hình e : 1s22s22p63s23p4 + Có 6 e ở lớp ngoài cùng + Có 2 e độc thân II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh Yêu cầu HS nhắc lại khái niệm "dạng thù hình", lấy ví dụ đã học. GV treo hình vẽ cấu tạo tinh thể và tính chất vật lí của 2 dạng thù hình của lưu huỳnh. Yêu cầu HS quan sát và so sánh về khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ bền của 2 dạng thù hình của S? GV cung cấp: Các dạng thù hình của S không tan trong nước nhưng tan nhiều trong benzen, dầu hỏa. GV yêu cầu HS rút ra kết luận về cấu tạo tinh thể, tính chất vật lý và tính chất hóa học của 2 dạng thù hình của S? Dạng thù hình là những đơn chất khác nhau của 1 nguyên tố hóa học. Ví dụ: O2 và O3. HS quan sát và rút ra nhận xét: - Khối lượng riêng: Sα > Sβ - Nhiệt độ nóng chảy: Sα < Sβ - Nhiệt độ bền : Sα < Sβ HS lắng nghe và ghi chép. Kết luận: Hai dạng thù hình của S có cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí khác nhau nhưng tính chất hóa học giống nhau. 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí Xem SGK và cho biết: Nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào đến tính chất vật lí của S? GV treo bảng biểu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lý của S và yêu cầu HS điền vào bảng: Nhiệt độ Trạng thái Màu sắc Cấu tạo phân tử GV yêu cầu HS rút ra kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí của lưu huỳnh? GV cung cấp: Để đơn giản, người ta dùng kí hiệu S trong các phản ứng hóa học. HS xem SGK và trả lời câu hỏi. HS nghiên cứu và điền vào bảng như sau: Nhiệt độ Trạng thái Màu sắc Cấu tạo phân tử < 1130C Rắn Vàng Vòng S8 1190C Lỏng linh động Vàng Vòng S8 1870C Lỏng quánh nhớt Nâu đỏ Chuỗi S8 → Sn 4450C Hơi Vàng Chuỗi Sn → Snhỏ 14000C Hơi Vàng Chuỗi S2 17000C Hơi Vàng Nguyên tử S Nhiệt độ có ảnh hưởng nhiều đến 1 số tính chất vật lí của S như trạng thái tồn tại, màu sắc, cấu tạo phân tử. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC GV chia lớp thành 4 nhóm, thảo luận theo các yêu cầu sau: + Hoàn thành phương trình hóa học? + Xác định số oxi hóa của các nguyên tố? + Xác định vai trò của S đơn chất trong các phản ứng? Nhóm 1: Fe + S → Al + S → Nhóm 2: Hg + S → H2 + S → Nhóm 3: F2 + S → O2 + S → Nhóm 4: HNO3(đặc) + S H2SO4(đặc) + S GV yêu cầu HS rút ra kết luận: Trong các phản ứng trên thì S thể hiện tính chất gì? Giải thích? S có những số oxi hóa nào? Kết luận về tính chất hóa học của S? 1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại tạo ra muối sunfua và với hiđro tạo ra khí hiđrosunfua, S thể hiện tính oxi hóa. 2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng với một số phi kim mạnh hơn, S thể hiện tính khử. 3. Lưu huỳnh tác dụng với các axit có tính oxi hóa Lưu huỳnh tác dụng được với các axit có tính oxi hóa, S thể hiện tính khử. Kết luận: S vừa thể hiện tính oxi hóa (tác dụng với kim loại và hiđro) vừa thể hiện tính khử (tác dụng với phi kim mạnh hơn và axit có tính oxi hóa). Giải thích: - S có 6 e ở lớp ngoài cùng, nó giống như O, dễ dàng nhận 2 e để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Độ âm điện của S là 2,58. Do đó S thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với các chất khử (kim loại, hiđro). - Mặt khác, S thuộc chu kì 3 nên lớp ngoài cùng có thêm phân lớp 3d trống. Trong các phản ứng, S có thể ở trạng thái kích thích và có thể có 4, 6 e độc thân và S dễ dàng cho 4 hoặc 6 e. Do đó S thể hiện tính khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa (phi kim mạnh hơn, một số axit). - S có các số oxi hóa: -2, 0, +4, +6 Kết luận: - S vừa thể hiện tính khử, vừa thể hiện tính oxi hóa. - S có các số oxi hóa: -2, 0, +4, +6 IV. ỨNG DỤNG CỦA LƯU HUỲNH Nghiên cứu SGK và cho biết: ứng dụng của lưu huỳnh? GV bổ sung: S còn là 1 nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống, S là thành phần của phân bón cho công nghiệp... Ngoài ra, S cùng với C, KNO3 với tỉ lệ thích hợp được dùng để sản xuất ra thuốc súng đen. Phương trình phản ứng: S + 3C + 2KNO3 → K2S + 3CO2 + N2 Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp: - 90% lượng lưu huỳnh khai tác được dùng để sản xuất H2SO4. - 10% lượng lưu huỳnh còn lại được dùng để: + Lưu hóa cao su; + Sản xuất diêm, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, diệt nấm... HS nghe và ghi thêm. V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ SẢN XUẤT LƯU HUỲNH Nghiên cứu SGK và cho biết trạng thái tự nhiên của S? Sản xuất lưu huỳnh như thế nào? GV bổ sung: S còn tồn tại ở dạng hợp chất, do đó người ta còn sản xuất lưu huỳnh từ các hợp chất chứa S như H2S, SO2 bằng cách: Đốt H2S trong điều kiện thiếu oxi. Dùng H2S để khử SO2. Yêu cầu HS viết phương trình hóa học? GV cung cấp: bằng phương pháp sản xuất S từ H2S và SO2 mà người ta đã thu hồi được khoảng trên 90% lượng S có trong các khí thải độc hại SO2 và H2S. HS nghiên cứu SGK dưới sự hướng dẫn của GV và tổng hợp: Trạng thái tự nhiên của S: Dạng đơn chất: ở các mỏ lưu huỳnh, các mỏ chủ yếu tập trung gần các miệng núi lửa, suối nước nóng Dạng hợp chất: muối sunfat, muối sunfua Khai thác lưu huỳnh từ các mỏ lưu huỳnh: người ta dùng thiết bị đặc biệt để nén nước siêu nóng (1700C) vào mỏ làm lưu huỳnh nóng chảy và đẩy lên mặt đất. Sau đó lưu huỳnh được tách ra khỏi các tạp chất. 2 H2S + O2(thiếu) 2 H2O + 2 S 2 H2S + SO2 → 2 H2O + 3 S HS lắng nghe. CỦNG CỐ BÀI HỌC - GV tóm tắt lại bài học. - Yêu cầu HS làm các bài tập 1, 2, 4 trong SGK. - Nhắc HS về nhà: + Làm các bài tập còn lại trong SGK. + Ôn lại kiến thức bài "Lưu huỳnh". + Xem qua kiến thức bài "Hiđro sunfua – lưu huỳnh đioxit – lưu huỳnh trioxit". - HS lưu ý để về nhà ôn tập. - HS làm bài tập: 1. Đáp án là D. 2. Đáp án là B. 3. Đáp án là mZnS = 0,679g, mZn(dư) = 0,195g.