Giáo án và PPT Hoá học 11 cánh diều Bài 7: Sulfuric acid và muối sulfate

BÀI 7: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV yêu cầu HS thảo luận và trả lời:

Nhãn dán trên chai đựng dung dịch sulfuric acid thường có hình như Hình 7.1. Giải thích ý nghĩa của hình và nguyên nhân gây nên hiện tượng được mô tả trong hình.

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

I. SUNFURIC ACID

Hoạt động 1: Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Phân tử H₂SO₄ có cấu tạo như thế nào?

• Em hãy nêu tính chất vật lí của phân tử H₂SO₄

Sản phẩm dự kiến:

- Sulfuric acid là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi. 

- Dung dịch sulfuric acid đặc có khả năng hút ẩm nên thường được dùng để làm khô hóa chất.

- Sulfuric acid tan tốt trong nước; quá trình hòa tan tỏa ra một lượng nhiệt lớn.

Hoạt động 2: Tính chất hóa học 

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Em hãy mô tả hiện tượng trong thí nghiệm 1. Viết phương trình hoá học minh hoạ và xác định vai trò của mỗi chất phản ứng,

• Em hãy nêu các tính chất của sulfuric acid.

• Số oxi hóa lớn nhất cua sulfur trong các hợp chất là +6. Vậy H₂SO₄ có khả năng thể hiện tính khử không? Giải thích.

• Em hãy cho biết tính oxi hoá mạnh của sulfuric acid, viết phương trình hoá học khi cho dung dịch sulfuric acid đặc tắc dụng với S và KBr.

• Em hãy mô tả hiện tượng trong thí nghiệm 2. Giải thích và viết phương trình hoá học.

Sản phẩm dự kiến:

Thí nghiệm 1. Tính oxi hóa của dung dịch sulfuric acid loãng và dung dịch sulfuric acid đặc 

Hiện tượng:

- Ống nghiệm 1: Không thấy xuất hiện hiện tượng gì

- Ống nghiệm 2: Mảnh đồng tan dần, có khí không màu thoát ra, sau phản ứng thu được dung dịch có màu xanh

Phương trình hóa học:

• H₂SO₄ đóng vai trò là chất oxi hóa

• Cu đóng vai trò là chất khử 

* Tính chất hóa học của dung dịch sulfuric acid

 Dung dịch sulfuric acid loãng có các tính chất chung của một acid:

- Đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với những kim loại hoạt động trong dãy hoạt động hóa học

- Tác dụng với oxide base và base

- Tác dụng với nhiều muối

Trong hợp chất H₂SO₄, sulfur có số oxi hóa là +6, đây là số oxi hóa cao nhất của sulfur do đó H₂SO₄ không thể hiện tính khử

* Tính chất hóa học của dung dịch sulfuric acid đặc

Tính oxi hóa mạnh

 Dung dịch sulfuric acid đặc có tính oxi hóa rất mạnh; oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ vàng, platinum); nhiều phi kim và hợp chất

Ví dụ:

Tính háo nước

Thí nghiệm 2. Tính háo nước và tính oxi hóa của dung dịch sulfuric acid đặc 

- Hiện tượng: Đường kính hoặc bột gạo hay bột mì dần dần hóa than, có hiện tượng sủi bọt đẩy C trào ra ngoài cốc

- Giải thích: Các hợp chất dạng C_n(H₂O)_m bị than hóa do phản ứng tạo ra carbon. Một phần carbon sẽ tiếp tục bị oxi hóa bởi acid tạo thành khí, đẩy C trào ra ngoài

- Phương trình hóa học:

C_n(H₂O)_m(s) nC(s) + mH₂O(l)

C(s) + 2H₂SO₄(aq) CO₂(g) + 2SO₂(g) + 2H₂O(l)

Họat động 3: Bảo quản và xử lí bỏng sulfuric acid

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Em hãy nêu cách bảo quản sulfuric acid.

Nêu nguyên tắc đảm bảo an toàn khi sử dụng sulfuric acid.

Khi bị bỏng sulfuric acid, cần sơ cứu như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

- Bảo quản ở nơi ít có nguy cơ bị va chạm, xa nguồn nhiệt và các hóa chất khác. 

- Khi sử dụng với sulfuric acid, sử dụng các dụng cụ bảo hộ như áo bảo hộ, kính bảo hộ, găng tay chống thấm,... 

- Sơ cứu khi bị bỏng bởi sulfuric acid: 

+ Rửa sạch vết bỏng dưới vòi nước sạch trong ít nhất 20 phút

+ Tuyệt đối không chườm đá lạnh, không xoa vết bỏng bằng các loại kem, gel, dầu,...      

Hoạt động 4: Ứng dụng và sản xuất sulfuric acid

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Em hãy trình bày về ứng dụng của sulfuric acid.

• Viết các phương trình thể hiện các giai đoạn trong quá trình sản xuất sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc

• ‘Nhờ có chất xúc tác nên phản ứng giữa SO₂ và O₂ ưu tiên diễn ra theo chiều thuận’’. Phát biểu trên là đúng hay sai? Giải thích.

Sản phẩm dự kiến:

- Ứng dụng:

+ Sản xuất phân bón như ammonium, sulfate, calcium dihydrogenphosphate (Ca(H₂PO₄)₂),...

+ Sản xuất chất tẩy rửa, sơn, phẩm màu, thuốc trừ sâu, giấy, chế hóa dầu mỏ,...

- Sản xuất sulfuric acid bằng phương pháp tiếp xúc:

- Phát biểu trên là sai. Do chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, do đó chất xúc tác không làm cân bằng 

II. MUỐI SULFATE 

Hoạt động 1: Một số muối sulfate

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Thế nào là muối sulfate?

• Em hãy liệt kê một số muối sulfate phổ biến và các ứng dụng của chúng trong cuộc sống.

Sản phẩm dự kiến:

- Muối sulfate là hợp chất có chứa ion sulfate ()

- Một số muối sulfate phổ biến cùng các ứng dụng của chúng trong cuộc sống:

+ Ammonium sulfate ((NH₄)₂SO₄): dùng làm phân bón cung cấp đạm cho đất

+ Magnesium sulfate (MgSO₄): làm phân bón; thuốc cung cấp magnesium cho cơ thể; chất hút ẩm, chất hút mồ hôi tay của vận động viên thể dục dụng cụ,...

+ Calcium sulfate dihydrate (CaSO₄.2H₂O): Thành phần chính của thạch nung cao, vật liệu xây dựng, nặn đúc tượng và khuôn đúc, bó chỉnh hình trong y học; chất phụ gia; hạn chế hiện tượng nhão của bột trong làm bánh; giữ nước bên trong các loại mứt;...

+ Barium sulfate (BaSO₄): Sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như sơn, mực in, lớp phủ, men, sản xuất các loại giấy trắng chất lượng cao; thành phần chính của thuốc cản quang trong chụp X-quang

Hoạt động 2: Nhận biết ion  trong dung dịch

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

Làm thế nào để nhận biết ion  trong dung dịch?

Sản phẩm dự kiến:

 Để nhận biết sự có mặt của ion sulfate () trong dung dịch, người ta thường sử dụng dung dịch muối của Ba²⁺, làm xuất hiện kết tủa màu trắng của barium sulfate:

Ba²⁺(aq) + (aq) BaSO₄(s)

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Cho các chất: KBr, S, SiO₂, P, Na₃PO₄, FeO, Cu và Fe₂O₃. Trong các chất đã cho, số chất có thể bị oxi hóa bởi dung dịch axit H₂SO₄ đặc, nóng là

A. 4

B. 5

C. 6    

D. 7

Câu 2: Dung dịch axit sunfuaric để trong không khí sẽ: 

A. Có vẩn đục màu vàng

B. Chuyển sang đen

C. Có bọt khí thoát ra

D. Không có hiện tượng gì

Câu 3: Hòa tan hết 0,2 mol FeO bằng dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng (dư), thu được khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất). Hấp thụ hoàn toàn khí SO₂ sinh ra ở trên vào dung dịch chứa 0,13 mol KOH, thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

A. 15,80     

B. 14,66

C. 15,60     

D. 13,14

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: B

Câu 2: A

Câu 3: D

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ loãng, thu được 1,4874 lít hydrogen (ở đkc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là?

Câu 2: Cho hỗn hợp A gồm Al, Zn, Mg. Đem oxi hóa hoàn toàn 28,6 gam A bằng oxygen dư thu được 44,6 gam hỗn hợp oxide B. Hòa tan hết B trong dung dịch H₂SO₄ thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D được hỗn hợp muối khan có khối lượng là bao nhiêu?