Giáo án môn Hóa học 12 - Chuyên đề: Đơn chất halogen

CHUYÊN ĐỀ: ĐƠN CHẤT HALOGEN (4t)
I. Nội dung chuyên đề
- Cấu tạo nguyên tử và phân tử của các Hal
- Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của các hal
- Tính chất hóa học của các hal
- Ứng dụng và phương pháp điều chế các hal
II. Tổ chức dạy học chuyên đề
1. Mục tiêu
+ Kiến thức
HS nêu được:
- Đặc điểm cấu tạo lớp e ngoài cùng của nguyên tử và cấu tạo phân tử của đơn chất hal
- Tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng của các hal
- Phương pháp điều chế các hal trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp
HS giải thích được:
- Các nguyên tố hal có tính oxi hóa mạnh
- Tính oxi hóa giảm dần từ Flo đến Iot
- Flo chỉ thể hiện tính oxi hóa
- Clo, Brom, Iot còn thể hiện tính khử
+ Kĩ năng
- Dự đoán, kiểm tra và kết luận được tính chất cơ bản của hal
- Quan sát các thí nghiệm hoặc hình ảnh thí nghiệm rút ra nhận xét về tính chất của các hal
- Viết các pthh minh họa tính chất hóa học và điều chế hal
- So sánh tính chất của các hal. Viết pthh chứng minh
- Vận dụng kiến thức giải các bài tập nhận biết và điều chế đơn chất hal, giải một số bài tập thực tiễn, bài tập tính toán
- Vận dụng kiến thức giải thích được một số hiện tượng trong thực tiễn
+Thái độ
- Giáo dục đức tính cẩn thận chính xác khi sử dụng hóa chất, tiến hành thí nghiệm
- Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường
+ Định hướng các năng lực hình thành
- Năng lực giải quyết các vấn đề
- Năng lực hợp tác
- Năng lực tính toán hóa học
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
- Năng lực thực hành hóa học
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống
2. Phương pháp
- Phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề
- Phương pháp dạy học hợp tác
- Phương pháp trực quan
- Phương pháp đàm thoại 
- Phương pháp dạy học theo dự án
- Phương pháp sử dụng câu hỏi bài tập
3. Chuẩn bị của GV và HS
+ Chuẩn bị của giáo viên
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, dụng cụ hóa chất để học sinh tiến hành thí nghiệm theo nhóm
- Hóa chất: bình khí Clo, nước Clo, nước cất, dây Fe, dây Cu, I2, dd KI, dd KBr, nước Brom, hồ tinh bột, benzen
- Dụng cụ: đèn cồn, kẹp gỗ, diêm tiêu, bình tia, bìa các tông, giấy màu, giá sắt, giá ống nghiệm, bông, chén sứ, chậu thủy tinh, ống nhỏ giọt
- Các thí nghiệm:
	Clo tác dụng với Al, Fe, Cu
	Clo tác dụng với H2
	Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm
	Brom tác dụng với Al
	So sánh mức độ hoạt động của các hal
	Sự thăng hoa của Iot
	Iot tác dụng với Al
- Mô phỏng sơ đồ sản xuất NaOH và khí Clo, H2 trong công nghiệp
- Các hình ảnh về trạng thái tự nhiên, ứng dụng của hal; bệnh nhân mắc bệnh bướu cổ, cách phòng bệnh bướu cổ, cách sử dụng các sản phẩm có chứa Iot hiệu quả nhất
- Các hình ảnh và sơ đồ xử lí nước bằng khí Clo của các nhà máy nước
- Máy tính và máy chiếu
+Chuẩn bị của học sinh
- Ôn lại các phản ứng của Cl2 trong chương trình THCS
- Đọc trước nội dung của chuyên đề trong SGK
- Tìm kiếm kiến thức liên quan đến chuyên đề
- Tìm kiếm các hiện tượng thực tế liên quan đến các nguyên tố hal
4. Các hoạt động dạy học
Hoạt động 1: Cấu tạo nguyên tử và phân tử của hal
+ Giáo viên yêu cầu học sinh quan sát bảng tuần hoàn và cho biết:
- Nhóm hal gồm những nguyên tố nào?
- Chúng thuộc nhóm nào, ở vị trí nào trong các chu kì?
+ Giáo viên nhận xét và bổ sung về nguyên tố Atatin không gặp trong tự nhiên, nó được điều chế nhân tạo nên xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ.
+ Giáo viên yêu cầu học sinh:
- Dựa vào số thứ tự của các nguyên tố hal để viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hal và nhận xét đặc điểm lớp electron ngoài cùng của chúng
- Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của các nguyên tố hal 
+ GV nêu vấn đề vì sao các nguyên tử của nguyên tố hal không tồn tại ở dạng nguyên tử riêng rẽ mà lại liên kết với nhau tạo thành phân tử X2?
+ GV yêu cầu học sinh:
- Viết sơ đồ hình thành phân tử X2?
- Nhận xét về đặc điểm liên kết của phân tử X2 và dự đoán tính chất hóa học đặc trưng và khả năng phản ứng hóa học của các hal. Sau đó GV có thể chiếu bảng năng lượng liên kết X – X trong các phân tử hal giúp HS nhớ lâu hơn
F2
Cl2
Br2
I2
Năng lượng liên kết X-X (kJ/mol)
Hoạt động 2: Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên của các hal
+ GV chiếu bảng 11 trong SGK kết hợp với các hình ảnh về các nguyên tố hal do GV cung cấp, yêu cầu học sinh rút ra nhận xét về:
- Tính chất vật lí: trạng thái, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khi đi từ flo tới iot.
- Sự biến đổi bán kính nguyên tử khi đi từ flo tới iot
- Sự biến đổi về độ âm điện khi đi từ flo tới iot
+ GV yêu cầu học sinh nghiên cứu SGK và cho biết tính tan của các hal
+ GV bổ sung: độc tính và cách sử dụng các hal và đặc biệt cách xử lí khi bị bỏng Brom
+ GV yêu cầu học sinh quan sát movie thí nghiệm về “sự thăng hoa của iot” từ đó nêu hiện tượng và rút ra khái niệm về sự thăng hoa( Kiến thức liên môn)
Tính chất
Flo
Clo
Brom
Iot
Trạng thái
Khí
Khí
Lỏng
Rắn
Màu sắc
Lục nhạt
Vàng lục
Nâu đỏ
Đen tím
Hoạt động 3: Tính chất hóa học của các nguyên tố hal
+ GV yêu cầu học sinh xác định số oxi hóa các nguyên tố hal trong hợp chất và rút ra kết luận
 - Flo chỉ có số oxi hóa duy nhất -1( Yêu cầu giải thích)
- Các nguyên tố còn lại gồm các số oxi hóa: -1, +1, +3, +5, +7
( Tùy thuộc đối tượng học sinh có thể yêu cầu giải thích hoặc không)
+ GV yêu cầu học sinh nhắc lại sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố trong nhóm VIIA (Nhóm hal)
+ GV chia học sinh thành 6 nhóm từ nhóm 1 đến nhóm 6. 
+ GV Cho học sinh dựa vào kiến thức đã biết về Clo rồi điền các thông in vào bảng phụ mục Clo.(Cả 6 nhóm cùng thực hiện)
KẾT QUẢ BẢNG PHỤ LẦN 01
Tính chất
Flo
Clo
Brom
Iot
Tác dụng với kim loại
3Cl2 + 2 Fe à 2FeCl3
Tác dụng với H2
Cl2 + H2 à 2HCl
Tác dụng với hợp chất
Cl2 + H2O à HCl + HClO
Cl2 + 2NaOH à NaCl + NaClO + H2O
+ GV nhận xét, tổng hợp kết quả của học sinh, khắc sâu kiến thức của Clo, từ kiến thức của Clo yêu cầu học sinh dự đoán tính chất đặc trưng của các nguyên tố Flo, Brom, Iot rồi điền vào bảng phụ.
KẾT QUẢ BẢNG PHỤ LẦN 02
Tính chất
Flo
Clo
Brom
Iot
Tác dụng với kim loại
3F2 + 2Fe à 2FeF3
3Cl2 + 2Fe à 2FeCl3
3Br2 + 2Fe à 2FeBr3
I2 + 2Fe à FeI2
Tác dụng với H2
F2 + H2 à 2HF
Cl2 + H2 à 2HCl
Br2 + H2 à 2HBr
I2 + H2 2HI
Tác dụng với hợp chất
F2 + H2O à HF + O2
Cl2 + H2O HCl + HClO
Cl2 + 2NaOH à NaCl + NaClO + H2O
Cl2 + KBr à KCl + Br2
Cl2 + 2FeCl2 à 2FeCl3
Cl2 + H2S(k) à2HCl +S
4Cl2 + H2S + 4H2O à 8HCl + H2SO4
Br2 + H2O HBr + HBrO
Br2 + SO2 + 2H2O à H2SO4 + 2HBr
Br2 + 2NaI à2NaBr + I2 
I2 + H2O HI + HIO
Phản ứng màu với hồ tinh bột
+ GV tổng hợp kiến thức của học sinh từ các bảng phụ
+ GV giao nhiệm vụ cho các nhóm nghiên cứu bảng phụ kết hợp SGK và bổ xung điều kiện và khả năng phản ứng của các nguyên tố hal:
- Nhóm 1,2 nghiên cứu và so sánh phản ứng của các hal với kim loại
- Nhóm 3,4 nghiên cứu và so sánh phản ứng của các hal với H2 
- Nhóm 5,6 nghiên cứu và so sánh phản ứng của các hal với hợp chất
+ GV nhận xét tổng hợp kiến thức: tính chất chung, tính chất riêng biệt của từng hal
Thí nghiệm kiểm chứng: Tùy thuộc vào đk của trường có thể tiến hành một số thí nghiệm
+ GV làm thí nghiệm của Fe với Clo cho HS quan sát
+ GV chiếu cho học sinh của 6 nhóm quan sát video thí nghiệm của các hal với H2 có thể cho HS làm thí nghiệm Cl2 với H2
..
Hoạt động 4: Ứng dụng và điều chế
GV tổ chức dạy học theo dự án: GV chia lớp thành 4 nhóm, giao cho mỗi nhóm tìm hiểu về ứng dụng và pp điều chế (bằng hình ảnh) một hal cụ thể (có kèm theo PTHH) sau đó cho các nhóm báo cáo sản phẩm, GV tổng kết
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4
ứng dụng và pp điều chế flo
ứng dụng và pp điều chế Clo
ứng dụng và pp điều chế brom
ứng dụng và pp điều chế iot
5. Bảng mô tả các yêu cầu
NỘI DUNG
LOẠI CÂU HỎI/BÀI TẬP
NHẬN BIẾT
THÔNG HIỂU
VẬN DỤNG
VẬN DỤNG CAO
Đơn chất halogen
Câu hỏi/bài tập định tính
- Nêu được vị trí nhóm halogen trong bảng tuần hoàn; sự biến đổi độ âm điện, bán kính nguyên tử
- Nêu được tính chất hóa học, sự biến đổi tính chất hóa học của các đơn chất Hal
- Nêu được tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên, ứng dụng, phương pháp điều chế các Hal trong PTN, trong CN
- viết được cấu hình lớp e ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố halogen
- Viết được PTPƯ chứng minh tính chất hóa học cơ bản cua Hal là tính oxi hóa mạnh. Clo, brom, iot còn thể hiện tính khử
- Viết được phương trình điều chế các Hal trong PTN và trong CN
- Dự đoán TCHH của Hal
- Viết được PTHH chứng minh tính oxi hóa mạnh các Hal, quy luật biến đổi tính chất của các nguyên tố trong nhóm
- Dự đoán, kiểm tra và kết luận được về tính chất hóa học cở bản của các nguyên tố Hal
- Phát hiện được một số hiện tượng trong thực tiễn và sử dụng kiến thức hóa học để giải thích
Bài tập định lượng
- Tính thể tích khí clo ở đktc tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng
- Tính khối lượng brom, iot tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng
- Giải được các bài tập liên quan đến thực tiễn
- Giải được bài toán liên quan đến nồng độ dung dịch, hiệu suất phản ứng, phản ứng các chất có dư
6. Hệ thống câu hỏi/bài tập kiểm tra đánh giá trong quá trình dạy học chuyên đề
1. Mức độ nhận biết:
Câu 1. Cho các phản ứng sau:
1. Cl2 	+ H2O à HOCl + HCl
2. Cl2	+ 2NaOH à NaCl + NaClO +	H2O
3. 3Cl2 + 6KOH à KClO3 + 5KCl +	3H2O
4. 4Cl2 + H2S + 4H2O à 	H2SO4 + 8HCl
5. Cl2	+ 2KI	à 2KCl + I2
Các phản ứng trong đó Cl2 vừa đóng vai trò chất khử vừa đóng vai trò chất oxi hóa là:
A. 1, 2, 3	B. 1, 2, 4	C. 1,3,4	D. 1,2,4,5
Câu 2. Cho phản ứng sau:
2F2 +	2NaOH à 2NaF + OF2 +	 H2O
Trong phản ứng trên F2 đóng vai trò gì?
Câu 3. Dung dịch nào sau đây có phản ứng màu với tinh bột:
A. Dd KI	B. Dd HI	C. Dd I2	D. KIO3 
	D. Cả A, B, C đều đúng 
2. Mức độ thông hiểu
Câu 4.
Để điều chế khí Cl2 trong phòng thí nghiệm người ta thực hiện theo sơ đồ sau:
Dd HCl đặc
Chất rắn X
dd Y
dd Z
Bông tẩm dd T
Hãy xác định các chất X, Y, Z, T và cho biết vai trò của chúng trong thí nghiệm trên
Câu 5. Để điều chế Cl2 trong PTN người ta dùng phản ứng sau:
	MnO2 + 4HCl à MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Mệnh đề nào sau đây không đúng
A. MnO2 đóng vai trò chất oxi hóa
B. HCl vừa đóng vai trò chất khử vừa đóng vai trò môi trường cho pư
C. Trong pư trên MnO2 bị khử
D. Tỉ lệ số pt HCl đóng vai trò chất khử/số pt HCl đóng vai trò môi trường là 2/1
Câu 6. Để điều chế Cl2 trong PTN người ta oxi hóa hợp chất nào sau đây?
A. MnO2	B. KMnO4	C. KClO3	D. HCl
Câu 7. Khả năng phản ứng của các halogen với H2 như thế nào? Hãy giải thích 
3. Mức độ vận dụng
Câu 8. Trong PTN có các hóa chất natri clorua, mangan đioxit, dd natri hiđroxit, axit sunfuric đặc ta có thể điều chế được nước Javen không? Viết các PTHH.
Câu 9. Cho các chất sau: NaCl, HCl, Cl2, Br2, I2, KClO3, FeCl2, FeCl3. Hãy xây dựng sơ đồ phản ứng chứa đầy đủ các chất trên.
Câu 10. Cho 2 mảnh giấy màu ((1) để khô, (2) tẩm ướt) vào 2 ống nghiệm chứa đầy khí Cl2. Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích hiện tượng.
Câu 11. Sục 13,44 lit khí Cl2(đktc) vào 500ml dung dịch KOH aM đun nóng thu được dung dịch X gồm KClO3 và 37,25g KCl. Tìm a và tính khối lượng KClO3. Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn.
4. Mức độ vận dụng cao
Câu 12. Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm người ta dùng chất oxi hóa như KClO3, MnO2, KmnO4, KCr2O7 tác dụng với dung dịch HCl đặc:
a. Nêu số mol các chất oxi hóa như nhau thì chất nào sẽ cho nhiều Clo nhất.
b. Nếu khối lượng các chất oxi hóa như nhau thì chất nào cho nhiều Clo nhất, ít Clo nhất.
Câu 13. Cho 11,2 (lít) H2 tác dụng với 8,98(l) Cl2 có ánh sáng thu được hỗn hợp X. Tách lấy sản phẩm rồi hòa tan vào 973,72(g) nước thu được dung dịch Y. Lấy 50g Y cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thấy xuất hiện 5,166(g) kết tủa. Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp HCl. 
Câu 14. Trong các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt thì khâu cuối cùng là khử trùng nước. Một trong các phương pháp khử trùng nước đang được dùng phổ biến ở nước ta là dùng clo. Lượng clo được bơm vào nước trong bể tiếp xúc theo tỉ lệ 5 gam/m3. Nếu dân số Ninh Bình là 1 triệu người, mỗi người dùng 200 lit nước máy/ngày thì các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt cần dùng bao nhiêu Kg clo mỗi ngày cho việc sử lý nước. Có nên sử lý nước bằng clo với hàm lượng cao hơn không?