Giáo án và PPT Hoá học 11 chân trời 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:

Sulfuric acid là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất, được mệnh danh là gì của các ngành công nghiệp?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Sulfuric acid

HS thảo luận trả lời câu hỏi: 

• Quan sát hình 7.1 (hoặc mẫu vật thật) nhận xét màu, trạng thái của sulfuric acid  ở điều kiện thường và cho biết tại sao sulfuric acid lại không bay hơi ?
• Quan sát hình 7.2 mô tả cấu tạo phân tử của H₂SO₄

• Quan sát hình 7.3, nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có).

• Nêu một số ứng dụng của  H₂SO₄
• Quan sát hình 7.5 Mô tả cách pha loãng sulfuric acid. Giải thích.
• Hãy giải thích vì sao ở giai đoạn tạo ra SO₃ người ta phải chọn điều kiện phản ứng ở nhiệt độ cao 450^oC – 500^oC.

Sản phẩm dự kiến:

* Tìm hiểu tính chất vật lí của sulfuric acid

• Sulfuric acid là chất lỏng sánh như dầu, không màu
• Tan vô hạn trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt.
• Sulfuric acid lại không bay hơi do khối lượng riêng của nó nặng gần gấp hai lần nước.

* Tìm hiểu cấu tạo phân tử, tính chất hóa học và ứng dụng của sulfuric acid

- Phân tử H₂SO₄ có 2 liên kết H - O, 2 liên kết S - O, 2 liên kết S = O liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị phân cực

- Hiện tượng và viết phương trình hóa học:

+ Hiện tượng: ở ống nghiệm (a) có kết tủa trắng

+ PTHH: Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → 2H₂O + BaSO₄↓

+ Hiện tượng: ở ống nghiệm (b)  sủi bọt khí 

 H₂SO₄ + Na₂CO₃ → H₂O + Na₂SO₄ + CO₂ ↑

- Ứng dụng: Sulfuric acid được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu mỏ...

* Tìm hiểu cách bảo quản sử dụng và nguyên tắc xử lý sơ bộ khi bị bỏng acid

- Cách pha loãng sulfuric acid:

+ Bước 1: Cho nước tinh khiết vào cốc thí nghiệm. Cho sulfuric acid vào một cốc khác. Tï lệ thể tích acid/nước phụ thuộc vào độ loäng của dung dịch.

+ Bước 2: Đặt chiếc đũa thuỷ tinh đứng thẳng, rét từ từ H₂SO₄ dọc theo thân đũa. Sau đó khuấy đều cho tới khi tan hết.

=>Giải thích: H₂SO₄ tan trong nước và tỏa lượng nhiệt rất lớn. H₂SO₄ cũng rất háo nước, khi đổ H₂SO₄ vào nước sẽ bắn các giọt dung dịch với nhiệt độ cao gảy bỏng acid rất nguy hiểm. Do đó, bắt buộc phải rớt từ từ H₂SO₄ vào nước, tuyệt đối không được làm ngược lại.

* Tìm hiểu quy trình sản xuất sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc 

- Chọn điều kiện phản ứng ở nhiệt độ cao 450^oC – 500^oC vì: Tăng nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, làm giảm hiệu suất phản ứng. Nhưng nếu nhiệt độ quá thấp thì phản ứng khó xảy ra. Do đó, người ta chọn điều kiện phản ứng ở nhiệt độ 450^oC – 500^oC, xúc tác Vanadium oxide (V₂O₅) để tối ưu hoá hiệu suất phản ứng.

Hoạt động 2: Muối sulfate

Gv yêu cầu HS trao đổi theo nhóm: 

• Nêu ứng dụng trong đời sống sản xuất một số muối sulfate mà em biết.
• Quan sát hình 7.6, trình bày cách nhận biết ion SO₄^{2 -}, nêu hiện tượng xảy ra, viết phương trình hóa học.

Sản phẩm dự kiến:

- Ngoài các muối trong SGK có thể mở rộng:

+ Sodium sulfate (Na₂SO₄) được sử dụng trong sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa, các sản phẩm dệt may, giấy, bột giấy và thuỷ tỉnh.

+ Copper(II) sulfate (CuSO₄) được sử dụng trong nông nghiệp để diệt nấm, làm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, làm chất tổng hợp hữu cơ, chất phân tích trong phòng thí nghiệm,...

+ Zinc sulfate (ZnSO₄) được sử dụng trong sản xuất thức ăn gia súc, phân bón vi lượng, sản xuất mực in, thuốc nhuộm, thuốc khử trùng,...

+ Aluminium sulfate (Al₂(SO₄)₃) được sử dụng để lọc tẩy chất cặn bẩn công nghiệp, chất gắn màu trong ngành công nghiệp dệt nhuộm và in ấn, chất chống thâm hiệu quả.

+Potassium sulfate (K₂SO₄) thường được sử dụng phổ biến làm phân bón,...

- Để nhận biết ion SO₄^2- ta sử dụng các dung dịch muối của barium (Ba²⁺), ví dụ như BaCl₂, Ba(NO₃)₂… hoặc Barium hydroxide Ba(OH)₂. 

+ Hiện tượng: Phản ứng sẽ cho kết tủa trắng không tan trong nước và acid mạnh. 

+Tổng quát: SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄(↓ trắng)

+Phương trình hóa học minh họa:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄(↓ trắng) + 2NaCl

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Cách pha loãng H₂SO₄ đặc an toàn là

A. Rót từ từ acid vào nước và khuấy đều

B. Rót nhanh acid vào nước và khuấy đều

C. Rót từ từ nước vào acid và khuấy đều

D. Rót nhanh nước vào acid và khuấy đều

Câu 2: Để nhận biết sự có mặt của ion sulfate trong dung dịch, người ta thường dùng

A. Dung dịch chứa ion Ba²⁺

B. Thuốc thử duy nhất là Ba(OH)₂

C. Quỳ tím

D. Dung dịch muối Mg²⁺

Câu 3: Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng?

A. Al

B. Mg

C. Na

D. Cu

Sản phẩm dự kiến:

Câu 1: A

Câu 2: A

Câu 3: D

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

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

Câu 1: Viết phương trình hóa học khi cho dung dịch H₂SO₄ đặc tác dụng với KBr, C. Cho biết sản phẩm khử duy nhất là SO₂.

Câu 2: Hãy cho biết giai đoạn nào trong quá trình sản xuất H₂SO₄ là có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường. Giải thích.