Giáo án Hóa học Lớp 10 - Bài 22: Clo - Phạm Thanh Kì

Bài 22: CLO I. MỤC TIÊU. HS biết các tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, nguyên tắc điều chế clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. HS hiểu được tính chất hoá học cơ bản của clo là phi kim mạnh, có tính oxi hoá mạnh (tác dụng với kim loại, hiđro), đặc biệt trong phản ứng với nước, clo vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử. Dự đoán, kiểm tra và kết luận về tính chất hoá học của clo, rút ra nhận xét về phản ứng điều chế clo. Viết phương trình phản ứng minh hoạ và tính toán theo phương trình phản ứng. Giáo dục cho hs ý thức bảo vệ môi trường. II. CHUẨN BỊ. GV: Phóng to hình 5.3 và 5.4 SGK. Hoá chất dụng cụ thí nghiệm: Điều chế bình đựng khí clo (5 bình) 1 con châu chấu Kim loại Na, Fe Nước cất; cánh hoa hồng Giấy quì, đèn cồn Chậu thuỷ tinh. HS: Ôn lại tính chất của halogen và kĩ năng xác định số oxi hoá của các nguyên tố trong phản ứng oxi hoá khử. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HĐ của GV HĐ của HS Hoạt động 1: (kiểm tra bài cũ) (3 phút) GV: Nêu câu hỏi: Tại sao trong các hợp chất thì F chỉ có số oxi hoá -1 mà Cl, Br, I ngoài số oxi hoá -1 còn có số oxi hoá +1, +3, +5, +7? Nêu tính chất hoá học cơ bản của các nguyên tố halogen và giải thích sự biến đổi tính chất đó khi xét từ F I? Hoạt động 2: (5 phút) I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ GV: Cho hs quan sát bình đựng khí clo và nhận xét về trạng thái, màu sắc. GV: Mở nắp, vẩy nhẹ cho hs ngửi mùi và nhận xét. HS: Nguyên tử halogen có 7e lớp ngoài cùng nên có khả năng nhận thêm 1e số oxi hoá -1. Khả năng này duy nhất đối với F vì nó có độ âm điện lớn nhất và không có phân lớp d. Các nguyên tố còn lại do cấu hình có phân lớp d nên khi bị kích thích sẽ tạo ra 1, 3, 5, 7e với số oxi hoá là +1, +3, +5, +7. Tính chất hoá học cơ bản của halogen là tính oxi hoá và giảm từ F I vì độ âm điện giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần. HS: là chất khí, màu vàng lục. HS: Mùi xốc. GV: Cho con châu chấu vào bình đựng khí clo và đậy nút bình lại, yêu cầu hs theo dỏi trạng thái sức khoẻ của nó. GV: Làm thí nghiệm khí clo khô tan trong nước cho hs quan sát và nhận xét. GV: Khí clo tan nhiều trong dung môi hữu cơ như: rượu, benzen, hexan, tetraclometan, GV: Vào sáng sớm, nếu mở vòi nước sẽ thấy mùi clo. GV: Tính tỉ khối của clo so với không khí? II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC Hoạt động 3: (3 phút) HS: Khí clo độc. HS: Khí clo tan một phần trong nước và nước clo có màu vàng nhạt. HS: ® khí clo nặng hơn không khí. GV: Viết cấu hình e của nguyên tử Cl ® dự đoán tính chất hoá học của clo? GV: Vì clo có tính oxi hoá mạnh nên clo phản ứng với kim loại, hiđro và các hợp chất khác. Hoạt động 4: (5 phút) 1. Tác dụng với kim loại HS: 1s22s22p63s23p5 lớp ngoài cùng có 7e. clo có tính oxi hoá mạnh. Cl + 1e ® Cl- GV: Đốt cháy Na, Fe trong khí Cl2 cho hs quan sát, nhận xét và viết phương trình phản ứng, xác định số oxi hoá của clo trong 2 phản ứng trên. GV: Fe bị oxi hoá ® Fe có số oxi hoá +3 ® clo có tính oxi hoá mạnh. GV: Nung một dây Cu nóng đỏ cho vào bình đựng khí Cl2, để nguội bình, cho nước vào để hoà tan sản phẩm. Cho hs quan sát, nhận xét và viết phương trình phản ứng, xác định số oxi hoá của clo trong 2 phản ứng trên. GV: Các hợp chất NaCl, FeCl3, CuCl2 là hợp chất cộng hoá trị hay ion? Tại sao? GV kết luận: Khí clo oxi hoá trực tiếp hầu hết các kim loại tạo muối clorua (kim loại HS: Nhận xét: Na cháy trong khí clo với ngọn lửa sáng chói tạo ra muối natri clorua. 0 0 +1 -1 2Na + Cl2 ® 2NaCl 0 0 +3 -1 Fe nung đỏ cháy trong khí clo tạo thành khói màu nâu đỏ là những hạt sắt (III) clorua. Fe + Cl2 ® 2FeCl3 0 0 +2 -1 HS: Dây Cu cháy trong khí clo tạo khói trắng, khi cho nước vào tạo dd màu xanh của ion Cu2+. Cu + Cl2 CuCl2 HS: Là hợp chất ion vì clo là một phi kim mạnh khi kết hợp với kim loại tạo thành hợp chất ion. HS: Ghi kết luận. có số oxi hoá cao nhất). Phản ứng xảy ra ở điều kiện thường, nhiệt độ không cao lắm, tốc độ nhanh, toả nhiều nhiệt. Hoạt động 5: (5 phút) 1. Tác dụng với hiđro. GV thí nghiệm: Đốt H2 trong không khí và trong bình đựng khí Cl2. Cho nước vào bình rối thử bằng quì tím thấy chuyển sang màu hồng. Hãy giải thích hiện tượng, viết phương trình phản ứng và xác định số oxi hoá? GV: Có nhận xét gì về vai trò của Cl2 trong các phản ứng với kim loại và H2? Hoạt động 6: (5 phút) 1. Tác dụng với nước. HS: Thảo luận: 0 0 +1 -1 Do Cl2 phản ứng với H2 tạo hiđro clorua, cho nước vào hiđro clorua tan tạo dd axit clohiđric làm cho quì tím chuyển sang màu hồng. Phương trình: H2 + Cl2 2HCl HS: Trong phản ứng với kim loại và H2 Cl2 thể hiện tính oxi hoá mạnh. GV: Cl2 phản ứng với nước tạo HCl và HClO. Hãy xác định số oxi hoá của Cl2 và cho biết vai trò của Cl2 trong phản ứng trên? GV: Axit HClO là axit yếu (yếu hơn H2CO3) nhưng có tính oxi hoá mạnh. 0 -1 +1 HS: Cl2 + H2O HCl + HClO Trong phân tử Cl2 có 1 nguyên tử Cl bị +1 oxi hoá thành Cl và một nguyên tử Cl bị -1 khử thành Cl ® Cl2 vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử. GV: Tại sao phản ứng giữa Cl2 với H2O lại thuận nghịch? GV: Vì sao nước Cl2, khí Cl2 ẩm lại có tính tẩy màu trong khi khí Cl2 khô không có tính chất này? GV làm thí nghiệm: Cho giấy quì tím ẩm vào bình đựng khí Cl2 hoặc cánh hoa hồng. Hãy quam sát hiện tượng và nhận xét? Hoạt động 7: (3 phút) III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN GV: Cho hs đọc SGK. GV: Trong tự nhiên clo tồn tại ở dạng đơn chất hay hợp chất? Tại sao? GV: Hãy kể tên một số hợp chất chứa clo mà em được biết? GV: Trong tự nhiên clo có mấy đồng vị, HS: Do HClO là chất oxi hoá mạnh sẽ oxi hoá HCl thành Cl2. HS: Vì Cl2 phản ứng với H2O tạo HClO có tính oxi hoá mạnh. HS: Giấy quì tím mất màu hay cánh hoa hồng nhạt màu dần. ® Cl2 ẩm có tính tẩy màu. HS: Đọc SGK. HS: Do hoạt động hoá học mạnh nên clo chủ yếu chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. HS: Muối NaCl có trong nước biển và muối mỏ. Ngoài ra còn có trong: Chất khoáng cacnalit KCl.MgCl2.6H2O Axit clohiđric có trong dịch dạ dày của người và động vật. HS: Có 2 đồng vị, nguyên tử khối trung bình nguyên tử khối trung bình của clo? Hoạt động 8: (2 phút) IV. ỨNG DỤNG là 35,5 GV: Khí clo để làm gì trong đời sống và trong sản xuất công nghiệp? V. ĐIỀU CHẾ Hoạt động 9: (5 phút) 1. Trong phòng thí nghiệm HS: Dùng để diệt trùng nước sinh hoạt, hoà tan một lượng nhỏ clo để diệt các vi khuẩn gây bệnh. Trong công nghiệp dùng để sản xuất chất tẩy trắng, sát trùng như nước gia-ven, clorua vôi, GV: Cho axit clohiđric đặc (HCl) tác dụng với chất oxi hoá mạnh như: mangan đioxit rắn (MnO2) và kalipemanganat rắn (KMnO4) GV: Cho hs viết phương trình hoá học. GV: Dựa vào mô hình thí nghiệm điều chế Cl2 cho hs thảo luận: Muốn thu khí clo tinh khiết có thể bỏ bình đựng dd NaCl được không? Nếu thay đổi vị trí 2 bình chứa dd NaCl và H2SO4 đặc thì có thu được khí Cl2 tinh khiết không? GV: Bình đựng NaCl gọi là bình rửa khí, bình đựng H2SO4 đặc gọi là bình làm khô. HS: Viết phương trình: MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + H2O KMnO4 + HCl ® 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O HS: Thảo luận: Không vì H2SO4 đặc không giữ được khí HCl. Nếu thay đổi vị trí của 2 bình thì khí clo còn lẫn hơi nước. Hoạt động 10: (5 phút) 1. Sản xuất clo trong công nghiệp GV: Giới thiệu mô hình điều chế Cl2 bằng phương pháp điện phân muối ăn trong dd có màng ngăn. Viết phương trình phản ứng điện phân. Tại sao phải dùng màng ngăn? Tại sao phải dùng phương pháp này để điều chế trong công nghiệp. Hoạt động 11: (5 phút) CỦNG CỐ – BÀI TẬP VỀ NHÀ GV: Cho hs làm bài tập 1, 2, 3, 4 SGK. Bài tập về nhà: 5, 6, 7 SGK. HS: Thảo luận: đpdd cmn 2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2+ H2 Tránh phản ứng tạo nước gia-ven. Vì NaCl là nguyên liệu có sẵn, rẻ tiền, điều chế Cl2 lượng lớn và sản phẩm có NaOH, H2 củng là hoá chất quan trọng trong công nghiệp. HS: làm bài tập 1, 2, 3, 4 SGK.