Giáo án Hóa học Lớp 10 - Bài 45: Hợp chất có oxi của lưu huỳnh (Chương trình nâng cao)

BÀI 45: HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA LƯU HUỲNH
TIẾT 72: AXIT SUNFURIC
(Chương trình nâng cao)
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Kiến thức:
- Học sinh biết:
+ Cấu tạo phân tử của H2SO4 .
+ Tính chất vật lý, tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng và đặc.
- Học sinh hiểu:
+ Nguyên nhân gây nên tính chất hóa học của axit H2SO4 dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử và số oxi hóa của S trong phân tử H2SO4.
+ Nguyên nhân của sự khác nhau về tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng và đặc.
2. Kỹ năng:
- Dựa vào đặc điểm cấu tạo để suy ra tính chất hóa học của axit H2SO4.
- Dựa vào số oxi hóa của S trong H2SO4 để dự đoán tính chất (tính oxi hóa mạnh) của H2SO4 đặc.
- Viết PTHH minh họa tính chất của axit H2SO4.
- Làm các bài tập liên quan đến điều chế và tính chất của axit H2SO4.
3. Thái độ:
- Học sinh có thái độ nghiêm túc trong học tập.
- Học sinh có niềm say mê với môn hóa cũng như các môn khoa học thực nghiệm.
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Chuẩn bị của giáo viên:
- Chuẩn bị giáo án và sách giáo khoa. Thí nghiệm biểu diễn tính chất hóa học của axit H2SO4 loãng và đặc . 
- Nghiên cứu tài liệu, thiết kế kế hoạch dạy học và phiếu học tập cho học sinh.
2. Chuẩn bị của học sinh:
- HS chuẩn bị bài mới.
III. PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY
- Phương pháp đàm thoại, nêu vấn đề.
IV. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 
1. Ổn định tổ chức: 
2. Kiểm tra bài cũ: 
3. Đặt vấn đề: 
 Axit sunfuric là một hợp chất rất quan trọng có oxi của lưu huỳnh. Đây được xem là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất. Vậy tại sao axit sunfuric lại đóng vai trò quan trọng như vậy, ngoài những ứng dụng quan trọng đó, nó có gây hại gì không? Những điều này liên quan gì đến tính chất lý – hóa của axit sunfuric. Hôm nay chúng ta cùng nhau nghiên cứu tiếp bài 45: Hợp chất có oxi của lưu huỳnh, III: Axit sunfuric.
4. Nội dung bài mới:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung ghi bảng
Hoạt động 1: ( 3 phút) Cấu tạo phân tử 
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và viết CTCT của H2SO4 theo quy tắc bát tử. 
- GV gợi ý và yêu cầu HS nhận xét các loại liên kết hóa học trong phân tử H2SO4
- Số oxi hóa của S trong H2SO4?
H – O O
 S
H – O O
- Liên kết CHT phân cực: S – O và O – H.
- Liên kết cho nhận: S → O.
- Số oxi hóa của S trong H2SO4 là +6.
III. Axit Sunfuric 
Cấu tạo phân tử
CTPT : H2SO4
Công thức cấu tạo:
H – O O
 S
H – O O
- Liên kết CHT phân cực: 
S – O và O – H.
- Liên kết cho nhận: S → O.
- S có số oxi hóa cực đại là +6 trong hợp chất H2SO4.
Hoạt động 2: ( 4 phút ) Tính chất vật lý 
- GV cho HS quan sát lọ đựng H2SO4 nguyên chất, nghiên cứu SGK và nêu tính chất vật lý của H2SO4.
- GV cho HS biết: Ở nhiệt độ thường H2SO4 ở thể lỏng, không bay hơi và có độ nhớt cao do có liên kết hiđro giữa các phân tử.
- GV hỏi HS: Nhờ tính chất gì mà H2SO4 dùng để điều chế các axit dễ bay hơi như: HCl, HNO3, H2S
- GV lưu ý cho HS: H2SO4 đậm đặc nhất có nồng độ 98%, khi tan trong nước tạo thành các hiđrat và tỏa nhiệt mạnh nên phải hết sức cẩn thận trong việc pha loãng axit H2SO4 vì chỉ vài giọt H2SO4 rơi vào da có thể gây bỏng nặng.
- GV cho HS xem thí nghiệm hòa tan axit H2SO4 đặc vào nước, HS quan sát và nhận xét nhiệt độ trước và sau khi pha loãng? Rút ra nguyên tắc pha loãng axit H2SO4 để tránh không gây nguy hiểm.
- GV lưu ý cho HS: Nếu làm ngược lại thì nước bị sôi đột ngột kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh và gây bỏng nặng.
- Do dễ hút ẩm nên H2SO4 đặc được dùng làm khô khí ẩm. Vậy có phải tất cả các khí ẩm đều có thể được làm khô bằng H2SO4 không? H2SO4 đặc và loãng có tính chất hóa học gì giống và khác nhau? Vì sao? Chúng ta cùng nhau đi nghiên cứu phần 3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC.
- HS quan sat , trả lời
- HS lắng nghe.
Hs trả lời : do H2SO4 không bay hơi . 
- HS quan sát, lắng nghe và nhận xét.
- HS lắng nghe.
- HS lắng nghe và xác định mục tiêu tiếp theo của bài học.
2. Tính chất vật lý
- Là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước.
- Tan vô hạn trong nước, khi tan tỏa nhiều nhiệt.
Chú ý : 
Nguyên tắc pha loãng axit H2SO4:
Rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh, tuyệt đối không làm ngược lại.
Hoạt động 3: ( 15 phút) Tính chất hóa học
a. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng.
GV : yêu cầu HS nhắc lại tính chất hóa học của H2SO4 loãng , viết pthh minh họa 
( HS đã học ở lớp 9) 
GV bổ sung , từ đó GV kết luận cho HS biết tính chất của axit H2SO4 loãng do H+ gây ra.
- GV lưu ý cho HS: Axit + Kim loại → muối ( kim loại thể hiện hóa trị thấp) + H2
b. Tính chất của axit sunfuric đặc.
- GV: Số oxi hóa của S trong H2SO4 là tối đa (+6) nên H2SO4 thể hiện tính oxi hóa mạnh. Nhưng số oxi hóa +6 của S, phân tử khá bền nên H2SO4 chỉ thể hiện tính oxi hóa khi đặc và nhất là khi đặc nóng 
=> Từ đó GV kết luận cho HS biết tính chất của axit H2SO4 đặc do S+6 gây ra.
- GV cho HS biết axit sunfuric đặc nóng có tính oxi hóa mạnh, nó oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim như C, S, P
- GV chiếu thí nghiệm Cu tác dụng với axit H2SO4 đặc nóng và dẫn khí sinh ra qua dung dịch KMnO4. Yêu cầu HS quan sát thí nghiệm, nhận xét hiện tượng xảy ra và viết PTHH.
- Tương tự GV hướng dẫn học sinh viết phương trình phản ứng của axit H2SO4 tác dụng với Fe.
- GV lưu ý cho HS:
+ H2SO4 đặc oxi hóa nhiều kim loại kể cả kim loại yếu (trừ Pt, Au) → muối( kim loại có hóa trị cao nhất) + sản phẩm khử S+6 + H2O.
+ H2SO4 đặc, nguội làm một số kim loại như Fe, Al, Cr bị thụ động.
- GV lấy ví dụ axit H2SO4 tác dụng với S và yêu cầu HS viết PTPƯ.
- GV lấy ví dụ axit H2SO4 tác dụng với hợp chất HI và yêu cầu HS viết PTPƯ.
=> Lợi dụng tính thụ động của axit H2SO4 đặc, nguội này người ta dùng những thùng bằng sắt để đựng và chuyên chở axit H2SO4 đặc, nguội.
- Ngoài tính oxi hóa mạnh, axit H2SO4 đặc còn tính chất gì nữa không chúng ta cùng nhau nghiên cứu thí nghiệm sau. Từ đó HS nhận xét hiện tượng và viết PTPƯ xảy ra:
+ Nhỏ vài giọt H2SO4 đặc vào tinh thể CuSO4.5H2O (màu xanh).
+ Nhỏ vài giọt H2SO4 đặc vào tờ giấy (cacbohiđrat).
- Từ các thí nghiệm trên rút ra kết luận.
- GV lưu ý: Da thịt khi tiếp xúc với H2SO4 đặc sẽ bị bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.
Hs trả lời 
 HS lắng nghe và ghi chép.
HS lắng nghe và ghi chép.
- HS lắng nghe và ghi chép.
- HS quan sát thí nghiệm, nhận xét hiện tượng và viết PTHH xảy ra:
+ Hiện tượng: Dung dịch có màu xanh lam, có khí thoát ra và làm mất màu dung dịch KMnO4.
- HS lắng nghe và ghi chép.
- HS viết PTPƯ.
- HS viết PTPƯ.
- HS lắng nghe.
- HS: Nhận xét hiện tượng: Tinh thể CuSO4.5H2O màu xanh chuyển dần sang khan, màu trắng.
+ PTPƯ
CuSO4.5H2O 
CuSO4 + 5H2O
- HS: Nhận xét hiện tượng: Tờ giấy chỗ có H2SO4 nhỏ vào bị đen và thủng.
+ PTPƯ
Cn(H2O)m nC + mH2O
- HS lắng nghe và ghi chép.
3. Tính chất hóa học
a. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng.
Dung dịch axit sunfuric loãng có đầy đủ những tính chất của axit:
- Đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với kim loại hoạt động ( trước H) → muối sunfat và giải phóng khí H2.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑
* Lưu ý: Axit + Kim loại → muối (kim loại có hóa trị thấp )+ H2
- Tác dụng với bazơ và oxit bazơ → muối sunfat và nước.
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
- Tác dụng với muối → muối mới và axit mới.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
b. Tính chất của axit sunfuric đặc.
Ngoài tính axit mạnh , H2SO4 đặc có : 
* Tính oxi hóa mạnh.
+Tác dụng với kim loại( trừ Au, Pt)
+ 
6H2O
* Lưu ý: 
- H2SO4 đặc oxi hóa nhiều kim loại (trừ Pt, Au) → muối( kim loại có hóa trị cao nhất) + sản phẩm khử của S+6 + H2O.
- H2SO4 đặc, nguội làm một số kim loại như Fe, Al, Cr bị thụ động.
+ Tác dụng với phi kim
- Tác dụng với hợp chất (một số hợp chất khử mạnh như: HI, H2S)
+ 4H2O
* Tính háo nước.
CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O
Cn(H2O)m nC + mH2O
Kết luận: 
 H2SO4 đặc chiếm nước kết tinh của các muối hiđrat (muối ngậm nước) hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước) trong nhiều hợp chất.
Hoạt động 4 :( 3 phút) Ứng dụng 
GV : yêu cầu hs tìm hiểu SGK và liên hệ thực tế , GV có thể cho HS xem clip ngắn về ứng dụng của H2SO4 trong công nghiệp , từ đó HS tóm tắt ứng dụng của axit sunfuric . 
Hs thực hiện 
4.Ứng dụng 
Là hóa chất hàng đầu trong nhiều ngành sản xuất : sản xuất phân bón , thuốc trừ sâu , dược phẩm , tơ sợi ...
Hoạt động 5:( 7 phút) Sản xuất axit sunfuric 
GV: sử dụng tranh vẽ sơ đồ sản xuất axit H2SO4 trong công nghiệp và giới thiệu phương pháp tiếp xúc 
GV yêu cầu HS viết pthh của phản ứng xảy ra trong các công đoạn và trả lời các câu hỏi sau : 
Công đoạn 1: có thể chọn nguyên liệu nào ? tại sao ? 
Công đoạn 2 : điều kiện của phản ứng ? 
Công đoạn 3 : để hấp thụ SO3 bằng H2SO4 đặc , áp dụng nguyên tắc nào? Tại sao ? 
Hs quan sát , trả lời câu hỏi và viết các pthh . 
5.Sản xuất axit sunfuric 
Trong công nghiệp bằng phương pháp tiếp xúc gồm 3 công đoạn chính :
(1)Sản xuất SO2 : tùy vào nguyên liệu 
quặng pyrit hay lưu huỳnh 
4FeS2 + 11O22Fe2O3+ 8SO2
S + O2 SO2 
(2)Sản xuất SO3 :
2SO2 + O2 «2SO3 
t0: 450- 5000C
xúc tác :V2O5
(3)Sản xuất H2SO4 :
- Dùng H2SO4 đặc 98% hấp thụ SO3 theo nguyên tắc ngược dòng ( để tăng diện tích tiếp xúc ) tạo ra oleum 
H2SO4.SO3 .Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum sẽ được H2SO4 đặc . 
H2SO4 + nSO3 ®H2SO4.nSO3(oleum)
H2SO4.nSO3 + nH2O®( n+1)H2SO4
Hoạt động 6: ( 8 phút) Muối sunfat và nhận biệt ion sunfat 
GV : yêu cầu hs phân loại muối sunfat .
GV :hướng dẫn hs sử dụng bảng tính tan để biết tính tan của muối sunfat .
GV : hướng dẫn hs làm thí nghiệm : 
(1)Nhỏ dd H2SO4 vào dd BaCl2 
(2) Nhỏ dd Na2SO4 vào dd Ba(OH)2
Hs quan sát hiện tượng và kết luận về thuốc thử để nhận biết ion SO42- . 
Hs thực hiện 
6.Muối sunfat và nhận biệt ion sunfat
a)Muối sunfat là muối của axit sunuric , có 2 loại :
- Muối trung hòa( muối sunfat ) chứa ion SO42- :Na2SO4 , CuSO4 ....
+đa số tan trong nước . 
+BaSO4 , PbSO4 không tan ;
+ CaSO4 ,Ag2SO4 ít tan .
- Muối axit ( muối hidrosunfat ) chứa ion HSO4- : NaHSO4 , Mg(HSO4)2...
b) Nhận biết ion sunfat ( SO42-): 
Thuốc thử: dd muối Bari hay dd bari hidroxit .
Hiện tượng : có kết tủa trắng BaSO4 tạo thành không tan trong axit hoặc kiềm 
VD : 
H2SO4 + BaCl2 ®BaSO4¯+ 2HCl
Na2SO4+ Ba(OH)2 ®BaSO4¯+ 2NaOH
 Hoạt động 7 :( 5 phút) Củng cố - dặn dò 
GV : yêu cầu hs làm các bài tập sau : 
1)Viết pthh thực hiện chuỗi biến hóa sau 
2)Trình bày phương pháp hóa học phân biệt các dung dịch sau : H2SO4 , Na2SO4 , CuSO4 , NaCl .Viết các pthh của các phản ứng xảy ra . 
Dặn dò : về nhà làm bài tập trong SGK :
2,3,5,6,9,10 trang 186-187 / SNC . 
Chuẩn bị bài mới : Luyện tập chương 6 
Hs thực hiện 
Bài 1: 
FeS2 1
 SO2SO3H2SO4
 S 2
(1) 4FeS2 + 11O22Fe2O3+ 8SO2
(2)S + O2 SO2
(3) 2SO2 + O2 «2SO3 
(4)SO3 + H2O ®H2SO4 
Bài 2 : 
-Dùng quỳ tím nhận biết được H2SO4 : quỳ tím hóa đỏ .
-Dùng dd NaOH nhận biết được CuSO4 : có kết tủa xanh Cu(OH)2 tạo thành . 
CuSO4+2NaOH® Cu(OH)2¯+Na2SO4
-Dùng dd BaCl2 nhân biệt Na2SO4 : có kết tủa trắng BaSO4 tạo thành 
Na2SO4 + BaCl2®BaSO4¯+ 2NaCl 
Còn lại là NaCl .