Bài giảng Tiết 59: Điều chế hiđro – phản ứng thế

Ngày soạn:
Ngày giảng:
Tiết 50
ĐIỀU CHẾ HIĐRO – PHẢN ỨNG THẾ
1. MỤC TIÊU
Học xong bài này học sinh nắm được:
1.1. Kiến thức
 - Cách điều chế H2 trong phòng thí nghiệm và, cách thu khí hidro bằng cách đẩy nước và đẩy không khí.
 - Phản ứng thế là phản ứng hóa học mà trong đó nguyên tử đơn chất thay thế nguyên tử của một nguyên tố khác trong phân tử hợp chất.
1.2. Kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, hình ảnh  rút ra được nhận xét về phương pháp điều chế và cách thu khí hidro. Hoạt động của bình kíp đơn giản.
- Viết được PTHH điều chế hidro từ kim loại (Zn, Fe) và dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng)
- Nhận biết phản ứng thế trong các PTHH cụ thể.
- Tính thể tích khí hidro điều chế được ở đktc.
- Kĩ năng học tập theo phương pháp bàn tay nặn bột.
1.3. Thái độ
- Giải thích được một số hiện tượng thường gặp trong cuộc sống, tạo hứng thú với môn học.
- Giáo dục tính cẩn thận, trình bày khoa học. 
- Tạo hứng thú say mê môn họccho học sinh.
- Có ý thức vận dụng kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống.
2. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN – HỌC SINH
2.1. Giáo viên
Thiết bị cho mỗi nhóm:
Hóa chất
Dụng cụ
-Axit : dung dịch HCl, dung dịch H2SO4 (l)
- Giá thí nghiệm, 4 ống nghiệm, diêm, đèn cồn.
-Kim loại: Zn hoặc Fe hoặc Al
- Chậu thuỷ tinh, ống dẫn, ống vuốt nhọn.
- Bảng phụ, bút dạ.
- Giáo án.
- Máy chiếu.
2.2. Học sinh
- Chuẩn bị bài trước khi tới lớp.
3. PHƯƠNG PHÁP
- Phương pháp bàn tay nặng bột: Sử dụng thí nghiệm, quan sát và nghiên cứu tài liệu.
- Phương pháp khác: Luyện tập.
4. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG
4.1. Ổn định lớp (1’)
- Kiểm tra sĩ số:
- Chuẩn bị kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh.
4.2. Kiểm tra bài cũ (3’)
- Nêu ứng dụng của hiđro trong đời sống?
4.3. Bài mới
 - Tiến trình bài dạy:
Tg
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
Nội dung
2’
Hoạt động 1: Tình huống xuất phát và đặt vấn đề
- Gv: Ta đã biết hiđro có thể kết hợp được với đơn chất oxi, với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại, hiđro có nhiều ứng dụng. Vậy làm thế nào để điều chế khí hiđro, trong phòng thí nghiệm người ta dùng hóa chất nào, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài học hôm nay.
- Hs lắng nghe.
I. ĐIỀU CHẾ KHÍ HIĐRO
1. Trong phòng thí nghiệm
2’
Hoạt động 2: Hình thành câu hỏi của học sinh
 - Làm thế nào để điều chế khí hiđro trong phòng thí nghiệm, sau khi điều chế, khí hiđrô được thu bằng cách nào? 
- GV chú ý một số dụng cụ và hóa chất đã sử dụng để điều chế khí hiđrô trong bài tính chất hóa học của hiđrô.
- Giáo viên chốt lại câu hỏi nghiên cứu của học sinh:
Học sinh thảo luận theo nhóm xây dựng câu hỏi nghiên cứu từ gợi ý của giáo viên.
 Câu hỏi nghiên cứu của học sinh có thể là:
- Dùng hóa chất nào để điều chế khí hiđrô trong phòng thí nghiệm?
- Có thể thu khí hiđrô bằng mấy cách?
Hoặc:
- Có thể dùng kim loại Zn (hoặc Fe, Al) cho tác dụng với dung dịch axit HCl, hoặc axit H2SO4 để điều chế khí hđrô được không?
- Có thể thu khi hiđrô bằng hai cách đẩy nước và đẩy không khí không?
5’
Hoạt động 3: Xây dựng giả thuyết và thiết kế phương án thực nghiệm
- GV giúp học sinh xây dựng giả thuyết nghiên cứu (ứng với mỗi câu hỏi nghiên cứu có một giả thuyết nghiên cứu). Yêu cầu học sinh xây dựng phương án thực nghiệm kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu. GV gợi ý học sinh lập bảng như sau:
- GV chú ý: Thông thường giả thuyết nghiên cứu chính là câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu nhưng chưa được kiểm định.
- Xây dựng giả thuyết nghiên cứu, phương án thực nghiệm kiểm chứng giả thuyết nghiên cứu.
CÂU HỎI NGHIÊN CỨU
GIẢ THUYẾT NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG ÁN THỰC NGHIỆM
1- Có thể dùng kim loại Zn (hoặc Fe, Al) cho tác dụng với dung dịch axit HCl, hoặc axit H2SO4 để điều chế khí hiđrô được không?
- Trong phòng thí nghiệm dùng kim loại Zn (hoặc Fe, Al) cho tác dụng với dung dịch axit HCl, hoặc axit H2SO4 để điều chế khí hiđrô
 Cho vào ống nghiệm vài viên Zn sau đó cho thêm 5-6ml dung dịch HCl vào ống nghiệm, quan sát hiện tượng. 
 Đốt dòng khí sinh ra ở đầu ống dẫn.
 Lấy một giọt dung dịch thu được đưa lên lam kính đun trên ngọn lữa đèn cồn.
2- Có thể thu khi hiđrô bằng hai cách đẩy nước và đẩy không khí không?
- Thu khí hiđrô bằng hai cách đẩy nước và đẩy không khí
 Dẫn luồn khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược và ống nghiệm úp ngược trong chậu nước.
- GV: Yêu cầu học sinh báo cáo giả thuyết nghiên cứu và phương án thực nghiệm của nhóm, các nhóm khác nhận xét.
- GV chuẩn hóa nội dung, yêu cầu các nhóm tiến hành thực hiện thí nghiệm tìm tòi, nghiên cứu chứng minh giả thuyết.
- Báo cáo giả thuyết nghiên cứu theo nhóm, nhận xét.
- Lắng nghe à Tiến hành thí nghiệm tìm tòi, nghiên cứu chứng minh giả thuyết.
10’
Hoạt đông 4: Tiến hành thực nghiệm tìm tòi - nghiên cứu
- GV cung cấp dụng cụ và hóa chất để nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm tìm tòi nghiên cứu. Chú ý hướng dẫn học sinh tiến hành thực hiện thành công an toàn các thí nghiệm theo nhóm và cả lớp (chú ý nhóm yếu).
- GV chú ý học sinh các thao tác thí nghiệm, cách quan sát hiện tượng, giải thích và ghi kết quả thí nghiệm.
- Số liệu thu thập được điền vào bảng sau:
- Nhận dụng cụ và hóa chất theo nhóm để tiến hành thí nghiệm nghiên cứu.
THÍ NGHIỆM
CÁCH TIẾN HÀNH
HIỆN TƯỢNG – GIẢI THÍCH 
(VIẾT PTHH)
1- Điều chế khí hiđrô
 Cho vào ống nghiệm vài viên Zn sau đó cho thêm 5-6ml dung dịch HCl vào ống nghiệm, quan sát hiện tượng.
->Đốt dòng khí thoát ra trên đầu ống thủy tinh vuốt nhọn.
- Lấy một giọt dung dịch thu được đưa lên lam kính đun trên ngọn lửa đèn cồn.
 - Có hiện tượng sũi bọt khí, bọt khí thoát ra khỏi mặt chất lỏng đi ra ngoài.
->Đốt khí thoát ra, khí cháy với ngọn lửa xanh mờ. Đó là khí hidro.
- Đun sôi dung dịch nước bay hơi thu được chất rắn màu trắng -> đó là kẽm clorau (ZnCl2)
Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2
2- Thu khí hiđrô
 Dẫn luồn khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược và ống nghiệm úp ngược trong chậu nước.
 Dẫn luồng khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược -> đốt ở miệng ống nghiệm. -> Thu khí hiđrô bằng cách đẩy không khí
 Giải thích: khí hiđrô nhẹ hơn không khí (d = 2/29)
 Dẫn luồng khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược trong chậu nước -> khí hiđrô dẩy nước ra khỏi ống nghiệm.
 Giải thích: khí hiđrô không tan trong nước.
5’
Hoạt động 5: Kết luận và hợp thức hóa kiến thức
- Từ kết quả thực nghiệm học sinh đã quan sát được, GV cho HS so sánh kết quả thu được với giả thuyết nghiên cứu.
- GV hướng dẫn học sinh rút ra kiến thức mới sau khi dự đoán đã được kiểm chứng.
- GV chú ý: Ngoài Zn và dung dịch HCl ta đã tiến hành thực hiện thí nghiệm, một số kim loại khác như Al, Fe, Mg ... cũng tác dụng với dung dịch HCl hoặc H2SO4 loãng để điều chế khí hiđro.
 Có thể thống kê qua bảng sau:
- Hs so sánh kết quả thu được với giả thuyết nghiên cứu.
- Rút ra kiến thức mới.
- Lắng nghe.
THÍ NGHIỆM
CÁCH TIẾN HÀNH
HIỆN TƯỢNG – GIẢI THÍCH (VIẾT PTHH)
1- Điều chế khí hiđrô
 Cho vào ống nghiệm vài viên Zn sau đó cho thêm 5-6ml dung dịch HCl vào ống nghiệm, quan sát hiện tượng.
->Đốt dòng khí thoát ra trên đầu ống thủy tinh vuốt nhọn.
 Lấy một giọt dung dịch thu được đưa lên lam kính đun trên ngọn lửa đèn cồn.
 - Có hiện tượng sủi bọt khí, bọt khí thoát ra khỏi mặt chất lỏng đi ra ngoài.
->Đốt khí thoát ra, khí cháy với ngọn lửa xanh mờ. Đó là khí hidro
- Đun sôi dung dịch nước bay hơi thu được chất rắn màu trắng -> đó là kẽm clorau (ZnCl2)
Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2
2- Thu khí hiđrô
 Dẫn luồn khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược và ống nghiệm úp ngược trong chậu nước.
 Dẫn luồng khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược -> đốt ở miệng ống nghiệm. -> Thu khi hiđrô bằng cách đẩy không khí
 Giải thích: khí hiđrô nhẹ hơn không khí (d = 2/29)
 Dẫn luồng khí sinh ra vào ống nghiệm úp ngược trong chậu nước -> khí hiđrô đẩy nước ra khỏi ống nghiệm.
 Giải thích: khí hiđrô không tan trong nước.
Kết luận chung
- Trong phòng thí nghiệm dùng kim loại Zn (hoặc Fe, Al) cho tác dụng với dung dịch axit HCl, hoặc axit H2SO4 để điều chế khí hiđrô.
Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2
- Thu khí hiđrô bằng hai cách đẩy nước và đẩy không khí.
8’
Hoạt động 6: Phản ứng thế là gì?
-Yêu cầu HS quan sát phản ứng:
Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
(đ.chất)(h.ch (h.chất) (đ.chất) 
àNhận xét: phân loại các chất tham gia và sản phẩm tạo thành trong phản ứng ?
+Nguyên tử Zn đã thay thấy nguyên tử nào trong axit HCl để tạo thành muối ZnCl2 ?
-Dùng máy chiếu để biểu diễn:
Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
 àPhản ứng này được gọi là phản ứng thế.
-Yêu cầu HS nhận xét phản ứng:
2Al + 3H2SO4 àAl2(SO4)3 +3H2
(đ.chất) (h.chất) (h.chất) (đ.chất) 
àYêu cầu HS rút ra định nghĩa phản ứng thế ?
Bài tập 1: Trong những phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng thế ? Hãy giải thích sự lựa chọn đó ?
a. 2Mg + O2 2MgO
b.KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 
c. Fe + CuCl2 à FeCl2 + Cu
d. Mg(OH)2 MgO + H2O
-HS quan sát phương trình phản ứng và nhận xét:
+Zn và H2 là đơn chất.
+ZnCl2 và HCl là hợp chất.
+HS so sánh chất tham gia và sản phẩm để trả lời: nguyên tử Zn đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất HCl. 
-Nhận xét:
Nguyên tử Al đã thay thế nguyên tử H trong hợp chất H2SO4.
Kết luận: Phản ứng thế là phản ứng hóa học giữa đơn chất và hợp chất, trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của 1 nguyên tố trong hợp chất.
-Trao đổi nhóm (2’).
Phản ứng thế là: c vì nguyên tử của đơn chất (Fe) đã thay thế nguyên tử của 1 nguyên tố trong hợp chất (CuCl2).
II. PHẢN ỨNG THẾ
- Định nghĩa: Phản ứng thế là phản ứng hóa học giữa đơn chất và hợp chất, trong đó nguyên tử của đơn chất thay thế nguyên tử của 1 nguyên tố trong hợp chất.
Ví dụ: 
 Zn + 2 HCl à ZnCl2 + H2 
4.4. Luyện tập – Củng cố (5’)
to
Bài 1. Lập phương trình hóa học của các sơ đồ phản ứng cho sau đây và cho biết phản ứng nào dùng để điều chế hidro trong phòng thí nghiệm và phản ứng nào thuộc loại phản ứng thế?
Zn + H2SO4 à ZnSO4 + H2
KMnO4 à K2MnO4 + MnO2 + O2
Fe + CuCl2 à FeCl2 + Cu
2Al + 3H2SO4 à Al2(SO4)3 + 3H2
Bài 2. Cho 22,4 gam sắt tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit sunfuric loãng dư. 
a. Viết PTHH
b. Tính thể tích khí hidro thu được ở điều kiện tiêu chuẩn?
Bài 3. Tổng hợp kiến thức bài học bằng sơ đồ tư duy.
4.5. Dặn dò – Hướng dẫn về nhà (4’)
	- Học bài điều chế Hidro- phản ứng thế
 	- Làm BT 1,3,4,5 tr/117
 	- Ôn tập kiến thức cần nhớ trong bài sau
 	- Xem trước bài tập trong bài luyện tập 6.
* Hướng dẫn về nhà:Bài tập 5/117
5. RÚT KINH NGHIỆM