Tiết 67: LƯU HUỲNH I. Mục tiêu bài học : 1. Kiến thức : HS biết: + Cấu tạo tinh thể gồm hai dạng S α và S β + Tính chất hóa học cơ bản của lưu huỳnh + Trong các hợp chất lưu huỳnh có số oxi hóa -2, +4, +6. + Một số ứng dụng và phương pháp sản xuất lưu huỳnh. + Ứng dụng và sản xuất lưu huỳnh. HS hiểu: + Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh. + Tính chất hóa học: lưu huỳnh vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa. HS vận dụng: + Viết được phương trình chứng minh tính chất oxi hóa, tính khử của lưu huỳnh. + Giải thích một số hiện tượng vật lí, hóa học liên quan đến lưu huỳnh. 2. Kỹ năng: - Quan sát, phân tích, tổng hợp và dự đoán tính chất để giải thích các hiện tượng thí nghiệm. - Lập phương trình hóa học, đặc biệt là phương trình của phản ứng oxi hóa khử, xác định chất khử, chất oxi hóa. - Dựa vào độ âm điện và cấu hình electron dự đoán tính chất hóa học của lưu huỳnh. - So sánh tính chất hóa học của oxi và lưu huỳnh 3. Thái độ: Giáo dục ý thức sai mê học tập môn hoá học Ý thức bảo vệ môi trường chống gây ô nhiểm nguồn nước và ô nhiểm không khí. II. Trọng tâm: - Tính chất vật lí, hóa học của lưu huỳnh. III. Phương pháp dạy hoc - Thuyết trình - Đàm thoại nêu vấn đề - Phương pháp nghiên cứu IV. Chuẩn bị của thầy và trò: 1. HS - Đọc bài Lưu huỳnh. - Đọc bài khai thác lưu huỳnh trong lòng đất. - Ôn kiến thức về độ âm điện, cấu hình electron, tính chất hóa học của phi kim, tính chất hóa học của oxi. 2. GV : - Tranh mô tả cấu trúc tinh thể S α và S β . - Mô hình cấu trúc phân tử S 8 . - Hóa chất: S, Cu. - Dụng cụ: ống nghiệm, đèn cồn. III.Các hoạt động dạy học : 1. Bước 1: Ổn định lớp. 2. Bước 2: Kiểm tra bài cũ (5’) Câu hỏi: Nhận biết các bình mất nhãn sau: a, O 2 , O 3 b, H 2 O, H 2 O 2 Viết pthh? Gọi 2HS làm 2 câu. Trả lời: a, O 3 dùng dd KI và hồ tinh bột ® dd màu xanh O 3 + 2 KI + H 2 O =I 2 + 2KOH + O 2 O 2 dùng tàn đóm=tàn đóm cháy sáng C + O 2 ® CO 2 b, H 2 O 2 dùng dd KI và hồ tinh bột ® dd màu xanh H 2 O 2 + 2KI ® I 2 + 2KOH hoặc dd KMnO 4 trong H 2 SO 4 ® mất màu tím của dd KMnO 4 5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 ® 2MnSO 4 + 5O 2 + K 2 SO 4 + 8H 2 O H 2 O không làm mất màu KMnO 4 3. Bước 3: Giảng bài mới Vào bài: Bài trước chúng ta đã nghiên cứu nguyên tố oxi, đóng vai trò quan trọng đối với sự sống. Hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu một nguyên tố khác trong nhóm oxi đó là nguyên tố lưu huỳnh, nó đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung I. Tính chất vật lí của lưu huỳnh Hoạt động 1:(5’) 1.Hai dạng thù hình của lưu huỳnh. - Giới thiệu bảng tính chất vật lí và cấu tạo tinh thể hai dạng thù hình của lưu huỳnh (S α và S β ). Nhậm xét: - Tính bền - Nhiệt độ nóng chảy - Khối lượng riêng - Cấu tạo -Lưu huỳnh tà phương S α -Lưu huỳnh đơn tà S β + S β bền hơn S α + Khối lượng riêng của S β nhỏ hơn S α + Nhiệt độ nóng chảy S β lớn hơn S α +Các tinh thể S α và S β đều cấu tạo từ các vòng S 8 I. Tính chất vật lí của lưu huỳnh 1.Hai dạng thù hình của lưu huỳnh. -Lưu huỳnh tà phương S α -Lưu huỳnh đơn tà S β + S β bền hơn S α + S S d d b a < + o o t t ncS ncS b a > +Các tinh thể S α và S β đều cấu tạo từ các vòng S 8 Hoạt động 2:(5’) 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh - Thí nghiệm: đun nóng ống nghiệm đựng lưu huỳnh trên ngọn lửa đèn cồn. ® NX sự biến đổi trạng thái, màu sắc và độ linh động của lưu huỳnh theo nhiệt độ? (ghi vào phiếu học tập) Giải thích? - Hướng dẫn HS dựa vào sơ đồ biến đổi S 8 thành S n để giải thích hiện tượng. - Để đơn giản dùng kí hiệu S mà không dùng S 8 trong các phản ứng hóa học. - Quan sát - Hiên tượng: S chuyển từ dạng rắn, màu vàng sang dạng lỏng, màu vàng rồi sang dạng quánh nhớt, màu nâu đỏ. - Giải thích <113 o C: rắn, vàng,S 8 mạch vòng tinh thể S α hoặc S β 119 o C: lỏng,vàng, S 8 mạch vòng linh động 187 o C: quánh, nhớt, nâu đỏ, vòng S 8 ® chuỗi S 8 ® S n 445 o C: hơi, da cam, S 6, S 4 1440 o C: hơi, da cam, S 2 1700 o C: hơi, da cam, S 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh <113 o C: rắn, vàng,S 8 mạch vòng tinh thể S α hoặc S β 119 o C: lỏng,vàng, S 8 mạch vòng linh động 187 o C: quánh, nhớt, nâu đỏ, vòng S 8 ® chuỗi S 8 ® S n 445 o C: hơi, da cam, S 6, S 4 1440 o C: hơi, da cam, S 2 1700 o C: hơi, da cam, S II. Tính chất hóa học của lưu huỳnh Hoạt động 3:(5’) - Viết cấu hình electron? - Cấu hình electron S: II. Tính chất hóa học của lưu huỳnh - Cấu hình electron S: Biểu diễn dạng obitan của electron lớp ngoài cùng? - NX về lớp vỏ electron ở trạng thái cơ bản và kích thích? – Dựa vào cấu hình electron và độ âm điện của lưu huỳnh ® dự doán tính chất hóa học? - KL: + Số oxi hóa của lưu huỳnh trong các hợp chất là -2, +4, +6. + Lưu huỳnh vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ở trạng thái cơ bản nguyên tử S có 2 electron độc thân, ở trạng thái kích thích nguyên tử S có 4 hoặc 6 electron độc thân. Þ + Trong hợp chất với những nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn, nguyên tố S có số oxi hóa -2. + Trong hợp chất với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, nguyên tố S có số oxi hóa +4, +6. + Lưu huỳnh đơn chất số oxi hóa 0 trung gian giữa -2 và +6 nên khi tham gia phản ứng hóa học, S vừa thể hiện tính oxi hóa và tính khử. Tính oxi hóa: phản ứng với hiđro, kim loại. Tính khử: phản ứng với clo, oxi, flo, hợp chất oxi hóa. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 2 S - ¬¾¾ 0 S ¾¾® 4 6 ,S S + + Tính oxi hóa Tính khử Hoạt động 4:(9’) 1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro - Thí nghiệm Cu tác dụng với S: làm sạch sợi dây đồng, cuộn thành hình lò xo. Cho S vào ống nghiêm, đun nóng S thành hơi. Khi hơi có màu nâu đậm lên độ cao 2cm thì đưa nhanh lò xo đồng vào giữa phần hơi đó - Nhận xét? Viết pthh? - Quan sát - Hiên tương: lò xo Cu đỏ rực - S tác dụng với Cu ở nhiệt độ cao - pthh: 0 Cu + 0 S o t ¾¾® 2 2 Cu S + - 0 2 H + 0 S o t ¾¾® +1 -2 2 H S 0 Hg + 0 S ® 2 2 Hg S + - - Số oxi hóa của S giảm 1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro 0 Cu + 0 S o t ¾¾® 2 2 Cu S + - Đồng(II)sunfua 0 2 H + 0 S o t ¾¾® +1 -2 2 H S Hiđro sunfua Khí H 2 S tan trong nước tạo axit sunfuhiđric 0 Hg + 0 S ® 2 2 Hg S + - - Viết pthh của S với Hg và với H 2 ? Xác định số oxi hóa và vai trò của các nguyên tố trong các hợp chất? - S tác dụng với Hg ở nhiệt độ thường, phản ứng này dùng để thu hồi Hg - Đọc tên sản phẩm. - Hiđro sunfua tan trong nước tạo axit sunfuhiđric Þ KL: S tác dụng với nhiều kim loại và hiđro ở nhiệt độ cao, sản phẩm là muối sunfua hoặc hiđrosunfua. S thể hiện tính oxi hóa. từ 0 ® -2, lưu huỳnh là chất oxi hóa Thủy ngân(II) sunfua 0 S ® 2 S - :tính oxi hóa Hoạt động 5:(5’) 2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim - Viết pthh của lưu huỳnh với oxi và flo. Nhận xét? - S thể hiện tính khử - Dựa vào phản ứng giữa S và O 2 so sánh tính OXH của S với O 2 ? - Khẳng định trong phân nhóm đi từ trên xuống tính OXH giảm dần ∗KL: S vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử 3. Lưu huỳnh tác dụng với hợp chất -Lưu huỳnh tác dụng với hợp chất có tính OXH như HNO 3 , H 2 SO 4 đặc . -Viết pthh của lưu huỳnh 0 S + 0 2 O o t ¾¾® 4 2 2 S O + - 0 S + 0 F o t thuong ¾¾ ¾® 6 1 6 S F + - - Số oxi hóa của lưu huỳnh tăng từ 0 ® +4 hay +6, lưu huỳnh thể hiện tính khử - Tính OXH của O 2 > S 0 +6 +4 S + 2H 2 SO 4d ® 3SO 2 + 2H 2 O 2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim 0 S + 0 2 O o t ¾¾® 4 2 2 S O + - [K] [O] lưu huỳnh đioxit 0 S + 0 F o t thuong ¾¾ ¾® 6 1 6 S F + - Sunfu hexaflorua 0 S ® 4 6 ,S S + + : tính khử ® Tính OXH của O 2 > S 3. Lưu huỳnh tác dụng với hợp chất 0 +6 +4 S + 2H 2 SO 4d ® 3SO 2 + 2H 2 O với H 2 SO 4 đặc, xác định số OXH của các nguyên tố? Hoạt động 6:(8’) III. Ứng dụng của lưu huỳnh - Tìm hiểu sgk kết hợp với thực tiễn, rút ra ứng dụng quan trọng của lưu huỳnh? - Bổ sung IV. Sản xuất lưu huỳnh Giống với oxi trong tự nhiên lưu huỳnh tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất cho nên có 2 phương pháp điều chế lưu huỳnh 1. Khai thác lưu huỳnh Giới thiệu phương pháp Frasch - Khai thác S tự do trong lòng đất - Dùng thiết bị nén nước siêu nóng (170 o C) vào mỏ lưu huỳnh để đẩy lưu huỳnh nóng chảy lên mặt đất. 2. Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất - Viết 2 pthh điều chế S từ H 2 S, SO 2 , O 2 - Nhận xét số oxi hóa của S trong hợp chất? Nguyên tắc điều chế S bằng phương pháp hóa học? - Bổ sung: phương pháp này thu hồi trên 90% lưu huỳnh có trong khí độc hại SO 2 , H 2 S ® có ý nghĩa bảo vệ môi trường, chống ô nhiễm không khí - 90% lượng lưu huỳnh dùng để sản xuất H 2 SO 4 - Còn lại để lưu hóa cao su, chế tạo diêm, sản xuất chất tẩy trắng, chất dẻo, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, chất diệt nấm . - Pthh 2H 2 S + O 2 ® 2S + 2H 2 O (thiếu O 2 ) 2H 2 S + SO 2 ® 3S + 2H 2 O - Số oxi hóa của S trong các hợp chất là -2, +4, +6 - Nguyên tắc: + Oxi hóa hợp chất lưu huỳnh có số oxi hóa -2 thành lưu huỳnh đơn chất + Khử hợp chất lưu III. Ứng dụng của lưu huỳnh -90% sản xuất H 2 SO 4 -Lưu hóa cao su, chế tạo diêm, sản xuất chất tẩy trắng, chất dẻo, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, chất diệt nấm . IV. Sản xuất lưu huỳnh 1. Khai thác lưu huỳnh Phương pháp Frasch 2. Sản xuất lưu huỳnh từ hợp chất Nguyên tắc: 2 0 4 6 0 , S S S S S - + + ® ® 2H 2 S + O 2 ® 2S + 2H 2 O (thiếu O 2 ) 2H 2 S + SO 2 ® 3S + 2H 2 O huỳnh có số oxi hóa +4,+6 thành lưu huỳnh đơn chất Hoạt động 7: Củng cố (4’) Bài tập 1. Viết công thức phân tử lưu huỳnh ở các nhiệt độ sau: a, 100 o C b, 119 o C c, 500 o C d, 190 o C 2. Viết pthh khi cho S tác dụng với Al, HNO 3 loãng. Xác định số oxi hóa của các nguyên tố? 3. Bằng pthh chứng minh tính oxi hóa của oxi mạnh hơn lưu huỳnh Trả lời 1.a, S 8 b, S 8 c, S 3 ,S 4 ,S 5 ,S 6 ,S 7 d,S n 2. o Al + 0 S o t ¾¾® 3 2 2 3 Al S + - 0 +5 +6 +2 S + 2HNO 3 ® H 2 SO 4 + 2NO 3. 2H 2 S + O 2 ® 3S + 2H 2 O S + O 2 ® SO 2 4. Bước 4: Hướng dẫn học bài và ra bài tập về nhà - Đọc bài hiđro sunfua. - Làm bài tập sgk và sách bài tập. PHIẾU HỌC TẬP t 0 ( 0 C) Trạng thái Màu sắc Cấu tạo <113 119 187 445 1440 1700 Trả lời: t 0 ( 0 C) Trạng thái Màu sắc Cấu tạo <113 Rắn Vàng S 8 119 Lỏng,linh động Vàng S 8 187 Lỏng, quánh nhớt Nâu đỏ S n 445 1440 1700 Hơi Da cam S 6 , S 4 S 2 S . 8 trong các phản ứng hóa học. - Quan sát - Hiên tượng: S chuyển từ dạng rắn, màu vàng sang dạng lỏng, màu vàng rồi sang dạng quánh nhớt, màu nâu đỏ. -. dd màu xanh O 3 + 2 KI + H 2 O =I 2 + 2KOH + O 2 O 2 dùng tàn đóm=tàn đóm cháy sáng C + O 2 ® CO 2 b, H 2 O 2 dùng dd KI và hồ tinh bột ® dd màu xanh H 2