Phương pháp dạy bài dòng điện trong chất điện phân lớp 11 bằng tích hợp liên môn và vận dụng thực tiễn

I Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài: Mục tiêu giáo dục xã hội đặt yêu cầu cấp thiết cần phải giải phải đào tạo người phát triển toàn diện Vấn đề đặt với nhà trường làm để học sinh làm chủ, chiếm lĩnh kiến thức, tích cực, chủ động, sáng tạo, có kĩ giải vấn đề nảy sinh sống Đó thực thách thức lớn ngành giáo dục nói chung, nhà trường, giáo viên nói riêng Giáo viên không mang kiến thức đến cho học sinh mà cần dạy cho học sinh cách tìm kiếm, chiếm lĩnh kiến thức để đảm bảo cho việc tự học suốt đời [1] “Trong thực tiễn dạy học nay, GV quen với lối dạy học đồng loạt với nhiệm vụ học tập tính phân hóa, ý đến lực học tập đối tượng HS” [11] Vì vậy, việc đổi phương pháp dạy học, kết hợp liên môn vận dụng thực tiễn điều trở nên thiết hết Xuất phát từ thực tiễn Trường THPT Sầm Sơn trường đóng địa bàn Thành phố Sầm Sơn, đa số gia đình em học sinh tham gia ngành nghề du lịch, dịch vụ đánh bắt cá Việc học trường Đại Học, Cao Đẳng trường việc làm Đó lí mà em hứng thú học tập, ảnh hưởng đến trình kết học tập em Trong trình dạy học nhiều năm nhận thấy “Dòng điện chất điện phân” học có tổng hợp nhiều kiến thức khó môn Hóa học, môn Vật lí, môn Toán dạy theo phương pháp truyền thống cách truyền thụ môn học độc lập, kết nối chặt chẽ kiến thức môn với hiệu học tập không cao, khả vận dụng thực tiễn em nhiều hạn chế Vì vậy, Tôi xây dựng phương pháp dạy “DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” lớp 11 theo hướng tích hợp liên môn liên hệ thực tiễn đem lại hiệu thuyết phục mà trình bày sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP DẠY BÀI “ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – LỚP 11 BẰNG TÍCH HỢP LIÊN MÔN VÀ VẬN DỤNG THỰC TIỄN Vì học dài nên tổ chức buổi học theo dự án 1.2 Mục đích nghiên cứu: Nâng cao chất lượng hiệu dạy học, tạo hứng thú, niềm say mê học tập môn Vật lí, giúp cho HS ngày phát triển toàn diện 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Môn Vật lí lớp 11 chương trình chuẩn BÀI 14 DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong đề tài này, Tôi sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: + Tham khảo tài liệu, sách giáo khoa, báo, mạng intenet + Phân tích, tổng hợp khái quát hóa nguồn tài liệu để xây dựng sở lí thuyết nội dung sáng kiến kinh nghiệm - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: + Phương pháp quan sát + Phương pháp thực nghiệm sư phạm hai lớp: + Lớp thực nghiệm: 11A3 + Lớp đối chứng: 11A1 - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm: 2.1.1 Nội dung tổng quát: Sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực để dạy học tích hợp liên môn vận dụng thực tiễn cho chủ đề kiến thức đạt kết tốt cần đặt câu hỏi sau: a - Xác định kiến thức nào? Mục tiêu kiến thức mà học sinh cần đạt gì? để lựa chọn phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực phù hợp b - Phần kiến thức có liên quan đến môn học (liên môn)? c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn không? Kinh nghiệm giảng dạy tư theo hướng cấu trúc lên lớp thông thường gồm bước sau: (1) Tổ chức lớp (2) Kiểm tra cũ (3) Tổ chức hoạt động học tập (bài mới) Hoạt động 1: Giới thiệu Hoạt động 2, 3, : Bài (4) Củng cố, tổng kết học (5) Hướng dẫn học bài, giao nhiệm vụ nhà Phần nội dụng cụ thể áp dụng cho tiết học, học, buổi học hay dự án nói chung bước (3) đến bước (5), bước (2) kết hợp trình giảng dạy phần chuẩn bị cho học trước tuần (hoặc lâu tùy theo học) Tùy theo điều kiện mặt mà áp dụng phương pháp – kĩ thuật dạy học tương ứng cho “DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” 2.1.2 Nội dung cụ thể: Hoạt động chuẩn bị cho mới: a - Kĩ thuật học theo dự án: GV giao dự án cho nhóm theo chủ đề trước học tuần (hoặc lâu tùy theo học), nhóm chuẩn bị để thuyết trình học Phương pháp đặt giải vấn đề [1] b - Phần kết hợp liên môn để hoàn thiện dự án c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn để hoàn thiện dự án Bước 3: Tổ chức hoạt động học tập (bài mới) * Hoạt động 1: Giới thiệu a - Đây phần dẫn dắt để giới thiệu mới, tên dạy, GV sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1] Cụ thể GV HS đưa hình ảnh, tình có vấn đề, sau đặt câu hỏi, hướng học sinh cần suy nghĩ để tìm đáp án trình học hết học b - Phần kết hợp liên môn để giải c - Phần nêu tượng thực tiễn diễn để nêu tình có vấn đề cần giải * Hoạt động 2: Bài + HĐ2.1 Nếu mục tiêu muốn học sinh tổng quát toàn học từ bắt đầu học cuối tiết học bao gồm: Những điều em biết, điều muốn biết, điều liên quan đến học giáo viên sẽ: a - Sử dụng kĩ thuật dạy học “KWL” [1], kết hợp với kĩ thuật GV sử dụng phương pháp dạy học hợp tác [1], PP đặt giải vấn đề [1] - Vị trí sử dụng: GV sử dụng phần bắt đầu giao phiếu “KWL” cho nhóm tiến hành b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành phiếu c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn + HĐ2.2 Nếu mục tiêu muốn học sinh lĩnh hội kiến thức mới: HĐ2.2.1 Kiến thức lí thuyết có phần kiến thức cũ nhắc đến a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp dạy học hợp tác [1], phương pháp đàm thoại, hoạt động nhóm, dạy học theo dự án [1] Cụ thể GV yêu cầu nhóm học tập trình bày phần kiến thức biết giao nhiệm vụ trước đó, để làm sở tiếp nhận kiến thức - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1] Các nhóm lại lắng nghe nhóm yêu cầu trình bày đưa nhận xét b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn HĐ2.2.2 Kiến thức lí thuyết phần kiến thức cũ nhắc đến a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp đàm thoại - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn HĐ2.2.3 Kiến thức có thực hành thí nghiệm có phần kiến thức cũ nhắc đến a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp dạy học hợp tác [1], phương pháp đàm thoại, thuyết trình, vấn đáp, phương pháp thực hành thí nghiệm, phương pháp trực quan, sử dụng đa phương tiện Cụ thể GV yêu cầu nhóm học tập trình bày phần kiến thức biết giao nhiệm vụ trước đó, để làm sở tiếp nhận kiến thức - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], kĩ thuật hoạt động góc [1] Các nhóm lại lắng nghe nhóm yêu cầu trình bày đưa nhận xét b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn HĐ2.2.4 Kiến thức có thực hành thí nghiệm phần kiến thức cũ nhắc đến a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp dạy học hợp tác [1], phương pháp đàm thoại, thuyết trình, vấn đáp, phương pháp thực hành thí nghiệm, phương pháp trực quan, sử dụng đa phương tiện - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], kĩ thuật học theo góc [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn HĐ2.2.5 Kiến thức có phần nội dung ứng dụng, có lợi tác hại tượng đó, vật đó… a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học hợp tác [1] - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], kĩ thuật khăn phủ bàn [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn HĐ2.2.6 Kiến thức có phần vận dụng công thức để giải tập tính toán a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp đàm thoại, phương pháp hợp tác [1], phương pháp học theo hợp đồng [1] - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], kĩ thuật hoạt động góc [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn * Lưu ý: Các mục HĐ2.1, HĐ2.2, HĐ2.2.1, dạy hoạt động tương ứng HĐ 3, 4, 5, 6, Bước 4: Củng cố, tổng kết học a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp đàm thoại GV nhắc nội dung tóm tắt học đặt câu hỏi, tổ chức trò chơi có thưởng - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], sơ đồ tư [1], kĩ thuật dạy học “KWL” [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn * Bước 5: Hướng dẫn học bài, giao nhiệm vụ nhà (kết hợp dạy) a - Sử dụng phương pháp đặt giải vấn đề [1], phương pháp đàm thoại, phương pháp học theo dự án [1] - Kĩ thuật lắng nghe phản hồi tích cực [1], kĩ thuật đặt câu hỏi [1], sơ đồ tư [1] b - Phần em kết hợp liên môn để hoàn thành học c - Phần kiến thức liên hệ thực tiễn Tóm lại: Khi sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực người giáo viên phải quan tâm tới việc phát huy tính tích cực tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện thói quen khả tự học, tinh thần hợp tác, kĩ vận dụng kiến thức vào tình khác học tập thực tiễn; tác động đến tư tưởng tình cảm đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS [11] Do đó, tùy vào kiến thức, mục tiêu dạy học, đối tượng HS dạy, điều kiện phương tiện dạy học nhà trường mà GV linh hoạt lựa chọn phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực cho phù hợp, kiến thức mà cần phương pháp, kĩ thuật dạy học kết hợp nhiều phương pháp nhiều kĩ thuật dạy học để giải kiến thức đó, đưa kết hợp liên môn đưa kiến thức vào vận dụng thực tiễn cho phù hợp với phần kiến thức Với kết hợp HS trung tâm, em chủ động tìm hiểu kiến thức GV giao nhiệm vụ trước học mới, em trực tiếp làm thí nghiệm (nếu có) để nhận biết rõ chất vấn đề từ đến kết luận kiến thức học được, em trình bày trước tập thể, ứng dụng CNTT linh hoạt giúp cho tiết học nhẹ nhàng đạt kết cao 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Khi chưa áp dụng SKKN vào dạy DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN học sinh học cách thụ động, em thấy kiến thức em học từ trước nên có nhàm chán, có nhiều phần kiến thức khó, em chưa kết nối kiến thức em học môn học với nhau, chưa biết vận dụng vào đời sống thực tiễn nên em hứng thú học tập hứng thú học tập không cao nên hiệu mục tiêu học không đạt mong muốn Để phắc phục thực trạng để góp phần thực mục tiêu giáo dục Tôi xây dựng “PHƯƠNG PHÁP DẠY BÀI DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN LỚP 11 BẰNG TÍCH HỢP LIÊN MÔN VÀ THỰC TIỄN” 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề: 2.3.1 Chuẩn bị Giáo viên Học sinh: a Học sinh: Giáo viên giao nhiệm vụ trước: dạy học theo dự án - Nghiên cứu kĩ nội dung học, chuẩn bị kiến thức hai môn Vật lí Hóa học lớp 10 (Phản ứng ôxi hóa – khử - Chương IV) Hóa học lớp 11 (Thuyết điện li – Chương I) có liên quan, tham khảo tài liệu, mạng internet Chuẩn bị giấy A3, A0, A4, thước, bút - Trước ngày học khoảng tuần GV tiếp tục giao nhiệm vụ cho HS * Dựa vào kiến thức Hóa Học lớp 10 Hóa học lớp 11 học kì I, chuẩn bị nội dung sau: Nhóm 1: Chuẩn bị nội dung hình ảnh minh họa (1) Tìm hình ảnh mạ kim loại đồng hồ mạ vàng, trang sức mạ bạc, (2) Clip mạ kim loại? Nhóm 2: Nghiên cứu nội dung phiếu học tập số 1: Trả lời câu hỏi sau - Tìm kiếm Video hình ảnh chứng minh dung dịch muối dẫn điện? - Nội dung thuyết điện li ? Viết phương trình điện li - Giải thích điện li theo định luật Cu – lông? - Số điện tích ion xác định nào? - Chất điện phân gì? Nhóm 3: Nghiên cứu nội dung phiếu học tập số Trả lời câu hỏi sau - Bản chất dòng điện chất điện phân gì? - So sánh khả dẫn điện kim loại dung dịch chất điện phân? - Hiện tượng điện phân gì? Nhóm 4: Nghiên cứu nội dung phiếu học tập số Trả lời câu sau - Hiện tượng dương cực tan gì? Đặc điểm? - Bản chất điện phân dung dịch H2SO4 điện phân chất nào? Nhóm 5: Nghiên cứu nội dung phiếu học tập số Trả lời câu hỏi sau - Phát biểu nội dung viết biểu thức Định luật Fa-ra-đây thứ thứ hai? phương pháp bảo toàn e - Trả lời câu hỏi C2 C3 sgk? Nhóm 6: Nghiên cứu nội dung phiếu học tập số Trả lời câu sau - Nêu số ứng dụng tượng điện phân? Có hình ảnh kèm theo - Tác hại tượng điện phân thực tế? GV gợi ý cho em không chuẩn bị nội dung kiến thức mà nhiệm vụ cụ thể mình, nhóm cần tìm hiểu chuẩn bị trước nội dung nhóm khác để góp ý bổ sung học b Giáo viên: - Máy tính, máy chiếu, loa, bút trình chiếu, phiếu học tập - Hóa chất: CuSO4, H2SO4, H2O cất, chìa khóa kim loại - Dụng cụ: Bình điện phân dung dịch, đũa thủy tinh, cốc, bóng đèn - Sách giáo khoa vật lý 11 bản, sách giáo khoa hóa học 10, 11 sách giáo viên hóa học 10, 11, vật lí 11, tài liệu tham khảo - Các nguồn thông tin mạng internet, tài liệu dòng điện chất điện phân - Clip thí nghiệm điện phân - Giáo án powerpoin, có chèn số hình ảnh: nhà bác học Fa-ra-đây, ứng dụng điện phân, tổ chức trò chơi phiên bản“ AI LÀ TRIỆU PHÚ” 2.3.2 Cách tổ chức dạy học: Bước 1: Tổ chức lớp Bước 2: Kiểm tra cũ (không kiểm tra, kết hợp trình giảng bài) Bước 3: Tổ chức hoạt động học tập (bài mới) Hoạt động 1: Giới thiệu mới: - Đặt vấn đề: GV yêu cầu đại diện nhóm trình bày: trình chiếu hình ảnh trang sức mạ bạc, đồng hồ mạ vàng, đồng tinh chế clip mạ kim loại Một số hình ảnh HS thu thập sử dụng báo cáo Đồng hồ mạ vàng Trang sức mạ bạc Sau GV giới thiệu ứng dụng điện phân GV đưa câu hỏi nêu vấn đề: Vậy điện phân gì? Bản chất dòng điện chất điện phân gì? Xảy trình điện phân? Các ứng dụng tác hại điện phân? Chúng ta tìm hiểu dự án “Dòng điện chất điện phân” Hoạt động 2: Bài - GV chia lớp thành nhóm học sinh (mỗi nhóm có nhóm trưởng thư kí) phát phiếu học tập “KWL” cho nhóm gồm có cột: Nhóm Lớp K W L GV yêu cầu HS kẻ bảng vào giấy A0, hoàn thành cột K L Cột (K): HS viết biết liên quan đến nội dung dự án Cột (W): Những kiến thức em HS muốn biết dự án Cột (L): Cột HS để trống kết thúc buổi học hoàn thành - HS thảo luận hoàn thành cột K, W (GV gợi ý HS bám vào nội dung trọng tâm dự án) Một nhóm báo cáo nhóm khác nhận xét, bổ sung - GV: Bắt đầu dạy học dự án Hoạt động 3: Tìm hiểu thuyết điện li * Đặt vấn đề: GV yêu cầu nhóm trình chiếu clip chứng minh tính dẫn điện muối, số hình ảnh clip để thêm sinh động cho buổi học - Sau GV hướng dẫn nhóm tiến hành thí nghiệm chứng minh tính dẫn điện chất điện li, GV chuẩn bị sẵn thí nghiệm đặt vị trí nhóm: Ban đầu với nước cất sau thay dung dịch NaCl, NaOH, CuSO4, H2SO4 (HS nhận biết kể tên dụng cụ thí nghiệm gồm: nguồn điện chiều 12V, ampe kế nhạy, khóa K, bóng đèn, bình điện phân) - HS: Nhóm trưởng nhóm đạo bạn nhóm sau: bạn tiến hành thí nghiệm, thư kí ghi chép thông tin, số liệu, kết luận, thành viên khác nhóm quan sát tượng HS trình làm thí nghiệm, thành viên nhóm chia kinh nghiệm, hợp tác để giải nhiệm vụ giao - GV yêu cầu: HS nhóm trả lời câu hỏi sau câu hỏi nhiệm vụ cho nhóm trước đó: Ban đầu cho nước cất vào kim điện kế bóng đèn nào? Điều chứng tỏ gì? Cho thêm muối ăn, hay thay dung dịch axit, bazơ kim điện kế bóng đèn nào? Điều chứng tỏ gì? - Tiến hành thí nghiệm nhóm trả lời được: + Nước cất không dẫn điện (bóng đèn không sáng, kim điện kế không bị lệch) + Dung dịch NaCl, NaOH, CuSO4, H2SO4 dẫn điện (bóng đèn sáng, kim điện kế bị lệch nhiều) - GV đàm thoại hướng dẫn nhóm cần thiết (gợi ý HS tham khảo thêm sách giáo khoa) giúp nhóm hoàn thành nhiệm vụ giao trước đặc biệt nhóm trình bày báo cáo * Vận dụng kiến thức liên môn: môn Hóa học điện li, chất điện phân, viết phương trình điện li Nhóm 2: Báo cáo kết nhiệm vụ giao Kiến thức cần trình bày nhóm -Thuyết điện li: Trong dung dịch, hợp chất hóa học axít, bazơ muối bị phân li (một phần toàn bộ) thành nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) tích điện gọi ion; ion chuyển động tự dung dịch trở thành hạt tải điện - Phương trình điện li: NaCl → Na+ + Cl(1) CuSO4 → Cu2+ + SO42(2) + + 2NaOH → Na + OH (3) H2SO4 → 2H + SO4 (4) NH4Cl → NH4+ + Cl(5) - Các ion dương âm vốn tồn sẵn phân tử axit, bazơ muối Chúng liên kết với lực hút Cu-lông Khi tan vào nước dung môi khác, lực hút Cu-lông yếu đi, liên kết trở nên lỏng lẻo Một số phân tử chuyển động nhiệt mạnh tách thành ion tự - Điện tích ion trùng với hóa trị nguyên tố, nhóm nguyên tố - Chất điện phân dung dịch chất nóng chảy Hình ảnh nhóm trình bày báo cáo Ion+ H2O Ion- Phân tử chất tan Mô hình ảnh thuyết điện li * Câu hỏi vận dụng liên hệ thực tiễn: [6] Tính dẫn điện thay đổi hòa tan vào nước đường glyxêrin (Tính dẫn điện phân tử đường glyxêrin hòa tan vào nước không thay đổi gì, chúng trung hòa) [6] Nếu ta dùng đũa tre, xẻ rãnh cách chừng 5mm kẹp vào lưỡi dao cạo râu, cho lưỡi dao không chạm vào Nối lưỡi dao đoạn dây điện, nhúng ngập lưỡi dao vào cốc nước giếng thông thường cắm đầu dây vào ổ cắm điện Sau thời gian tượng xảy ra? (Trong nước giếng có tạp chất, đặc biệt muối hòa tan, xảy phân li, tạo thành dòng điện nước, dòng điện gây tác dụng nhiệt, làm nước nóng sôi được) [10] Chất điện phân cho pin Lithium Theo nhà khoa học phòng thí nghiệm quốc gia tây bắc Thái Bình Dương (PNNL) thuộc lượng Hoa Kỳ chất điện phân có khả loại bỏ hoàn toàn sợi dendrite - loại sợi dẫn điện mỏng thường hình thành bên pin Lithium khiến cell pin giảm tuổi thọ tác nhân gây cháy nổ Hình ảnh hiển vi cho thấy chất điện phân thông thường tạo điều kiện cho sợi dendrite phát triển (hình a) chất điện phân PNNL khiến Lithium hình thành dạng nốt nhỏ, không gây đoản mạch (hình b) Hoạt động 4: Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân * Đặt vấn đề: Từ thí nghiệm tiến hành GV nêu: chất dòng điện chất điện phân gì? có giống với chất dòng điện kim loại hay không, tiếp tục tìm hiểu Nhóm 3: Báo cáo kết nhiệm vụ giao Kiến thức cần trình bày nhóm - Dòng điện lòng chất điện phân dòng ion dương ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược - Ion dương chạy phía catôt nên gọi cation, ion âm chạy phía anôt gọi anion - Dòng điện chất điện phân không tải điện lượng mà tải vật chất (theo nghĩa hẹp) theo Tới điện cực có electron tiếp, lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng điện phân Một số kết nhiệm vụ nhóm sử dụng hướng dẫn thêm GV 10 - GV vào kết trình bày em: kết luận kim loại dẫn điện tốt chất điện phân Đồng thời GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C1 trang 81 vật lí 11 Hoạt động 5: Tìm hiểu tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan * Đặt vấn đề: Tùy theo chất hóa học chất làm điện cực, mà trình trao đổi điện tích ion điện cực kèm theo phản ứng hóa học phụ, làm cho tượng điện phân trở nên phức tạp thêm Sau tìm hiểu số tượng điện phân Nếu tiến hành thí nghiệm dung dịch muối CuSO4 có điện cực âm kim loại Cu tượng xảy ra? Chúng ta tìm hiểu - GV yêu cầu nhóm tiến hành thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO 4, anot Cu, catot giữ graphit Sau nhóm tiếp tục tiến hành thí nghiệm thay dung dịch CuSO4 dung dịch H2SO4, điện cực làm graphit Hiện tượng xảy ra? Các nhóm tiến hành đại diện nhóm báo cáo * Vận dụng kiến thức liên môn: môn Hóa học giải thích điện li phản ứng oxi hóa – khử xảy bình điện phân hai điện cực Nhóm 4: Báo cáo kết nhiệm vụ giao Kiến thức cần trình bày nhóm Hiện tượng dương cực tan - Anot tan hết, catot có kim loại Cu màu đỏ bám vào Ở anot (+): Nguyên tử Cu bị oxi hóa thành ion Cu2+ vào dung dịch: Cu (r) → Cu2+ (dd) + 2e Anot bị hòa tan 2+ Ở catot ( –): ion Cu bi khử thành Cu bám bề mặt catôt: Cu2+ (dd) + 2e → Cu(r) Phương trình điện phân: 11 Cu(r) + Cu2+(dd) Cu2+ (dd) + Cu (r) Anot Catot Kết quả: Cu từ anôt di chuyển sang catot, nồng độ dung dịch CuSO4 không thay đổi Đó tượng dương cực tan - Chú ý: Nếu phản ứng theo chiều thu lượng phản ứng diễn theo chiều ngược lại tỏa lượng, nên tổng cộng lại điện không bị tiêu hao trình phân tích chất mà bị tiêu hao tỏa nhiệt Bình điện phân không khác điện trở tuân theo định luật ôm Do tượng dương cực tan suất phản điện Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực làm graphit (hoặc inôc) * Sơ đồ điện phân: K (-) ← H2SO4, H2O → A (+) H+, H2O H2O, SO422H+ + 2e → H2 2H2O → O2 + H+ + 4e * Phương trình điện phân : 2H2O → 2H2 + O2 * Kết luận: Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực làm graphit (hoặc inoc) chất điện phân nước Chỉ có nước bị phân tách thành hiđrô ôxi Hiđrô bay catôt, ôxi bay anôt - Chú ý: Năng lượng dùng để thực việc phân tách lấy từ lượng dòng điện, nên tỉ lệ với điện lượng chạy qua bình điện phân Ta viết W = ξP It, ξP suất phản điện bình điện phân, giá trị phụ thuộc vào chất điện cực chất điện phân, đo vôn, bình điện phân có suất phản điện ξP khác * Câu hỏi vận dụng liên hệ thực tiễn: [10] Kết Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực làm graphit (hoặc inôc) thu có nước bị phân tách thành H O2 Phương pháp điện phân nước thu Oxi ứng dụng tạo Oxi cho thủy thủ sống tàu ngầm [6] Tiếp tục kiện phần mục mục Câu hỏi vận dụng liên hệ thực tiễn, Thuyết điện li Câu hỏi tiếp: Có nên dùng nước để uống hay pha trà không? Vì sao? (Nước ngày uống có chất muối khoáng, có tác dụng tốt cho tiêu hóa Nếu đun nước theo kiểu iôn tới hai kim loại bám vào không trở lại dung dịch nữa, nghĩa nước trở nên nghèo chất hòa tan uống vào không giúp cho tiêu hóa Nói chung không nên uống nước theo kiểu này) 12 * Chú ý: Yêu cầu nhóm làm dự án: Tìm hiểu về: + Dự án 1: Điện phân chất điện li nóng chảy + Dự án 2: Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ So sánh đặc điểm điện phân chất điện li nóng chảy điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực trơ với điện phân dung dịch CuSO4 với anot đồng (anot tan) (hiện tượng dương cực tan) Điện phân dung dịch H 2SO4 với điện cực làm graphit (hoặc inôc) Các nhóm trình bày kiểm tra cũ lần sau Hoạt động 6: Tìm hiểu định luật Fa-ra-đây * Đặt vấn đề: Khi tượng điện phân xảy có kim loại bám vào điện cực có khí bay lên điện cực, để xác định khối lượng đó, tìm hiểu định luật Fa-ra-đây * Vận dụng kiến thức liên môn: môn Toán để biến đổi công thức toán học, đổi đơn vị, tính thể tích hình học, Môn Hóa học tính số mol, thể tích khí ĐKTC, Nhóm 5: Báo cáo kết nhiệm vụ giao Kiến thức cần trình bày nhóm Định luật Fa-ra-đây thứ m = k.q (1) Trong đó: + m: khối lượng vật chất giải phóng điện cực (kg) + q: điện lượng chạy qua bình điện phân (C) + k: đương lượng điện hóa Định luật Fa-ra-đây thứ hai k= A F n (2) Trong đó: + F = 96500 C/mol + A: Khối lượng mol nguyên tử nguyên tố tạo nên ion + n: hóa trị nguyên tố tạo nên ion A It F n It * Từ (3) : CT tính số mol electron trao đổi: ne = F * Chú ý: Từ (1) (2) ta có: m= (3) (4) * Định luật bảo toàn e: ne nhường = ne nhận - GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C2 C3 trang 83 sách giáo khoa vật lí 11 * Câu hỏi vận dụng liên hệ thực tiễn: GV phát phiếu học tập: Trình chiếu máy chiếu: GV kí hợp đồng cho học sinh hoàn thành câu hỏi khoảng thời gian định Em xong nhanh xác thưởng Câu hỏi vận dụng: 13 Một bình điện phân chứa dung dịch AgNO3 có điện trở 2,5Ω Hai điện cực làm graphit, hiệu điện đặt vào hai điện cực bình 10V a Viết sơ đồ điện phân b Tính khối lượng m bạc bám vào catôt sau 16 phút giây Cho khối lượng nguyên tử bạc 108 c Tính thể tích khí O2 thoát ĐKTC ? - GV đàm thoại, hướng dẫn HS làm bài, gợi ý HS công thức vận dụng - HS: gọi HS lên trình bày ý câu hỏi, HS khác quan sát nhận xét - GV nhận xét, HS hoàn thành phiếu học tập - HS: Lắng nghe thực yêu cầu GV Giải: a K(-): Ag+ + e → Ag A(+): 2H2O → O2+ 4H+ + e b.- Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân: I= U 10 = = 4A R 2,5 - Khối lượng bạc bám vào catôt thời gian 16phút 5giây m= A 108 It = 4.965 = 4,32 g F n 96500 Hoặc dựa vào công thức (4): ne = 965 /96500 = 0,04 mol = nAg mAg = 0,04 108 = 4,32 g c Cách 1: dựa vào công thức (3) tính khối lượng O2 m = 32 965 /96500 = 0,32g; n = 0,32/32 = 0,01 mol V = 0,01 22,4 = 0,224 lit Cách 2: Theo câu a, mol e = 0,04 mol Suy mol O2 = 0,04/4 = 0,01 mol Hay V = 0,224 lit Hoạt động 7: Tìm hiểu ứng dụng điện phân * Đặt vấn đề: - GV gọi HS lên bảng với giáo viên làm thí nghiệm mạ chìa khóa: - HS nêu lắp hệ thống điện phân để mạ đồng chìa khóa sau tiến hành thí nghiệm (làm rõ sở mạ điện điện phân với anot tan) - Cả lớp quan sát kết luận phương pháp mạ điện - GV yêu cầu nhóm tiến hành thí nghiệm, nhóm tiến hành mạ chìa khóa Gọi học sinh nhắc lại nguyên tắc mạ điện cách lắp thí nghiệm - GV HS làm thí nghiệm mạ chìa khóa thành công 14 * Vận dụng kiến thức liên môn: kiến thức công nghệ công nghiệp kĩ thuật ứng dụng, Trong luyện nhôm, Quặng nhôm phổ biến bôxit giàu nhôm Al 2O3, nhiệt nóng chảy Al2O3 cao, tc = 20500C nên điều chế Al cần pha thêm vào quặng nhôm lượng quặng cryôlit Na3AlF6 để giảm nhiệt độ 9500C, tạo lớp bảo vệ không cho Al nóng chảy phản ứng với oxi làm tăng độ dẫn điện Để tăng vẻ đẹp chống gỉ cho đồ dùng thường ngày kim loại người ta thường mạ lên chúng lớp kim loại trơ *Nhóm trình bày ứng dụng điện phân Kiến thức cần trình bày nhóm Luyện nhôm: Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào tượng luyện nhôm nóng chảy Mạ điện: Công nghệ mạ thường dùng công nghệ điện phân Điều chế số phi kim (có hình ảnh HS thu thập phần phụ lục) Điều chế số hợp chất (có hình ảnh HS thu thập phần phụ lục) Tinh chế số kim loại (có hình ảnh HS thu thập phần phụ lục) Xử lí nước thải (có hình ảnh HS thu thập phần phụ lục) Một số hình ảnh từ kết nhiệm vụ nhóm sử dụng Cơ chế luyện nhôm Hình ảnh mạ điện * Câu hỏi vận dụng liên hệ thực tiễn: [3] Trong thực tế giá thành nhôm lại cao bể điện phân có điện cực than, dòng điện chạy qua khoảng 104 A lượng điện tỏa bể điện phân giữ cho hỗn hợp quặng luôn nóng chảy, công nghệ luyện nhôm tiêu thụ điện lớn Để cho vật cần mạ bóng, đẹp, bền, chống gỉ cần ý: Có thêm chất phụ gia 15 - Dòng điện qua bể chọn cách thích hợp để đảm bảo chất lượng lớp mạ - Khi mạ vật dụng phức tạp, cần phải quay vật lúc mạ để lớp mạ [10] Muốn mạ bạc cho cốc thép, ta dùng bình điện phân có dung dịch muối có kim loại bạc cực Anot bạc [10] Để lấy bạc khỏi cốc bị hỏng gắn cốc hỏng vào cực Anot, bình điện phân dung dịch muối bạc Hoạt động 8: Tìm hiểu tác hại tượng điện phân * Đặt vấn đề: Vậy tượng điện phân có tác hại không? - GV tổ chức nhóm học tập theo kĩ thuật khăn phủ bàn: Nhóm trưởng phát cho thành viên nhóm mảnh giấy nhỏ để thành viên ghi ý kiến cá nhân, sau đính vào phần xung quanh khăn phủ bàn giấy A0 - Các nhóm thảo luận, nhóm sau thống ý kiến, đính ý kiến thống vào khăn phủ bàn, ý kiến trùng chồng lên - GV gọi HS trả lời - Các HS khác tham gia phản hồi góp ý kiến, giáo viên nhận xét, kết luận cách trình chiếu số hình ảnh tác hại điện phân cách phòng tránh GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi C4 trang 84 sách giáo khoa vật lí 11 * Vận dụng kiến thức liên môn: bảo vệ môi trường để vận dụng phần tác hại Nhóm trình bày ứng dụng điện phân Kiến thức cần trình bày nhóm Đánh cá điện hủy hoại môi trường sống Khi ngập lụt phải cắt điện để tránh điện giật hủy hoại môi trường sống Hoạt động 9: Củng cố thực tiễn thông qua tập: Thời gian: phút Điền vào cột L phiếu kĩ thuật “KWL” vừa học được, đối chiếu với điều biết điều muốn biết để đánh giá kết học tập tiến Một nhóm lên bảng trình bày Các nhóm khác đánh giá GV yêu cầu HS nhà thiết lập sơ đồ tư “Dòng điện chất điện phân” HS trả lời nhanh số câu hỏi củng cố: Câu 1: [3] Trong mạ điện vật cần mạ bóng, đẹp, bền, chống gỉ cần ý điểm nào? Câu 2: [6] Vì người ta thường xuyên kiểm tra đổ nước thêm cho acquy xe máy, xe ôtô? ĐÁP ÁN: 16 Câu 1: HS cần đạt được: Có thêm chất phụ gia, dòng điện qua bể chọn cách thích hợp để đảm bảo chất lượng lớp mạ, cần phải quay vật lúc mạ để lớp mạ Câu 2: HS cần đạt được: Khi nạp điện cho acquy, nước bị phân tích thành hiđro ôxi, axit không đổi, nồng độ dung dịch tăng dần Khi hiđro ôxi giải phóng, lượng nước giảm dần, dung dịch trở nên đậm đặc có hại cho acquy mà cực lại không nhúng ngập hết dung dịch, khả chứa điện giảm Tổ chức chơi trò chơi phiên “AI LÀ TRIỆU PHÚ” thư kí theo dõi ghi chép điểm cho nhóm, nhóm có bảng trắng bút để ghi đáp án Ban đầu nhóm có 10 điểm, câu cộng điểm, sai câu bị trừ điểm Thời gian phút cho câu Nhóm có điểm cao nhóm chiến thắng thưởng hộp bút Câu hỏi trò chơi: Câu 1: Trong chất sau, chất chất điện phân A Nước nguyên chất B NaCl C HNO3 D Ca(OH)2 Câu 2: Dòng điện chất điện phân dòng chuyển rời có hướng A chất tan dung dịch B ion dương dung dịch C ion dương ion âm tác dụng điện trường dung dịch D ion dương âm theo chiều điện trường dung dịch Câu 3: Kết cuối trình điện phân dung dịch CuSO với điện cực Cu A thay đổi bình điện phân B anôt bị ăn mòn C đồng bám vào catôt D đồng chạy từ anôt sang catôt Câu 4: Gọi F số Fa-ra-đây, tìm công thức A m = A It F n B m = A nIt F C m = F nIt A A n D m = F It Câu 5: Phát biểu sau không nói cách mạ huy chương bạc? A Dùng muối AgNO3 B Đặt huy chương anốt catốt C Dùng anốt bạc D Dùng huy chương làm catốt ĐÁP ÁN Câu Đáp án A C D A B 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 17 Sau thực sáng kiến kinh nghiệm lớp Tôi thấy rõ hiệu mà đem lại học sinh đồng nghiệp trường ghi nhận học tập a Đối với Học sinh, hoạt động giáo dục: - Các em cảm thấy hứng thú nhiều tiết học Các em chủ động chiếm lĩnh kiến thức, vừa hệ thống hóa, ôn tập lại kiến thức học, kết hợp môn học khác cách vui vẻ, thoải mái Các em có tiết học hào hứng hiệu - Các em hình thành nhiều kỹ làm việc nhóm; tự nghiên cứu; hệ thống hóa kiến thức vận dụng vào thực tiễn Các em cảm thấy kiến thức học gần gũi xung quang sống; biết vận dụng vào đời sống hàng ngày: biết tạo mạch điện đơn giản, mạ vật đơn giản - Kết cho thấy lớp thực nghiệm có kết phần trăm HS lớp thực nghiệm đạt điểm yếu thấp lớp đối chứng, điểm giỏi lại cao lớp đối chứng b Đối với thân giáo viên: - Bản thân Tôi thấy vận dụng nhiều phương pháp giảng dạy tiết học, buổi học, dự án cách hiệu - Vận dụng nhiều phần kiến thức khác nhau, nhiều môn học khác cách có hiệu tìm kiếm tư liệu vận dụng thực tiễn tốt c Đối với đồng nghiệp nhà trường: - Nhiều đồng nghiệp sau sử dụng thấy có nhiều hiệu rõ rệt so với trước dạy theo phương pháp truyền thống - Nhà trường có đội ngũ giáo viên vững mạnh, học sinh có kết học tập cao, đáp ứng với thay đổi xã hội, đem lại chất lượng giáo dục cao tương lai d Kết thực nghiệm: Tôi tiến hành nghiện cứu thực nghiệm sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP DẠY BÀI “ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – LỚP 11 BẰNG TÍCH HỢP LIÊN MÔN VÀ VẬN DỤNG THỰC TIỄN lớp 11A1 11A3 trường THPT Sầm Sơn, đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức học sinh lớp thông qua kiểm tra 15 phút Lớp 11A3 học DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN phương pháp theo sáng kiến kinh nghiệm Lớp 11A1 học theo phương pháp cũ, truyền thống Tiến hành kiểm tra 15 phút sau học Đề bài: I Câu hỏi trắc nghiệm ( điểm) Câu 1: Kim loại sau điều chế phương pháp điện phân dung dịch A Al B Na C K D Cu Câu 2: Hạt mang điện tự chất điện phân A electron ion dương B electron, ion dương ion âm C ion dương ion âm D electron ion âm 18 Câu 3: Bản chất tượng dương cực tan A cực dương bình điện phân bị tăng nhiệt độ tới mức nóng chảy B cực dương bình điện phân bị mài mòn học C cực dương bình điện phân bị tác dụng hóa học tạo thành chất điện phân tan vào dung dịch D cực dương bình điện phân bị bay Câu 4: Hiện tượng điện phân không ứng dụng để A điều chế phi kim B sơn tĩnh điện C mạ điện D luyện nhôm Câu 5: Điện phân dung dịch H2SO4 với điện cực platin, ta thu khí Hidro catốt khí oxi anốt Dòng điện qua bình điện phân I = (A) Tính thể tích khí hidro điều kiện tiêu chuẩn, biết thời gian dòng điện chạy 48 phút 15 giây A 1680 cm3 B 1860 cm3 C 1560 cm3 D 1740 cm3 II Câu hỏi tự luận (5 điểm) Câu 1(2,5 điểm): Viết sơ đồ phương trình điện phân dung dịch AgNO với anot Ag, catot graphit Câu 2(2,5 điểm): [6] Đồng “điện phân” sản phẩm trình tinh chế phương pháp điện phân Từ mẫu quặng đồng khai thác được, người ta làm để có đồng “điện phân”? ĐÁP ÁN: Loại 1: Câu hỏi trắc nghiệm Câu Đáp án D C C B A Loại 2: Câu hỏi tự luận Câu 1: K(-) : Ag + + e → Ag A(+): Ag → Ag+ + e PTĐP: Ag (A)+ Ag+ → Ag (K) + Ag + Câu 2: HS cần đạt được: + Khi nấu quặng đồng thường chứa hỗn hợp CuS Cu 2S Để có đồng nguyên chất người ta dùng đồng có chứa hỗn hợp (gọi đồng bẩn) làm cực dương, dung dịch điện phân CuSO4 Khi có tượng dương cực tan, đồng nguyên chất giải phóng từ anôt (cực dương) chuyển sang catôt (cực âm) Đồng tinh chế gọi đồng điện phân Kết quả: Xử lí số liệu thống kê Điểm/ sĩ số Điểm Điểm Điểm Điểm Điểm lớp 5 11A3 51 12 15 0% 5,88% 9,8% 23,53% 29,42% 11A1 47 10 11 12 4,26% 12,76% 21,28% 23,40% 25,54% Điểm 11 21,57% 12,76% Điểm 10 9,8% 0% 19 Hình 1: Biểu đồ so sánh kết kiểm tra 15 phút lớp 11A3 11A1 Từ kết kiểm tra cho thấy hiệu rõ rệt việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm vào dạy DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN – LỚP 11 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận: - Sử dụng phương pháp – kĩ thuật dạy học tích cực theo chủ đề tích hợp vận dụng kiến thức liên môn để giải tình thực tiễn làm cho buổi học trở nên tự nhiên, thoải mái, không khô cứng, bớt căng thẳng, đẩy mạnh việc thực dạy học theo phương châm “học đôi với hành”; đổi hình thức, phương pháp học, phương pháp kiểm tra, đánh giá kết học tập học sinh - Tôi tin rằng, sáng kiến kinh nghiệm Tôi nêu bạn đồng nghiệp tham khảo, áp dụng phù hợp vào trình giảng dạy đem lại hiệu cao, nêu phần lí chọn đề tài việc học DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN dễ dàng hấp dẫn 3.2 Kiến nghị - Cá nhân cần phải bồi dưỡng nâng cao trình độ nghiệp vụ - Tôi mong đơn vị, Sở GD&ĐT tổ chức buổi tập huấn đổi phương pháp giảng dạy, Trường sở cần chuẩn bị thêm trang thiết bị GV linh hoạt trình lựa chọn phương pháp – kĩ thuật dạy học đa dạng - Mặc dù có nhiều tâm huyết để nghiên cứu, xây dựng nên, góp ý giúp đỡ bạn đồng nghiệp trường để hoàn thiện sáng kiến kinh nghiệp nhiều thiếu sót điểm chưa phù hợp tình giáo dục khác nên mong bạn đồng nghiệp đơn vị khác góp ý phát triển để sáng kiến kinh nghiệm hoàn thiện áp dụng rộng rãi trường Xin Chân thành cảm ơn! 20 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hoá, ngày 20 tháng năm 2017 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Lê Thị Hà 21 ... tiêu giáo dục Tôi xây dựng “PHƯƠNG PHÁP DẠY BÀI DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN LỚP 11 BẰNG TÍCH HỢP LIÊN MÔN VÀ THỰC TIỄN” 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề: 2.3.1... LIÊN MÔN VÀ VẬN DỤNG THỰC TIỄN lớp 11A1 11A3 trường THPT Sầm Sơn, đánh giá mức độ hiểu vận dụng kiến thức học sinh lớp thông qua kiểm tra 15 phút Lớp 11A3 học DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN phương. .. chất lượng giáo dục cao tương lai d Kết thực nghiệm: Tôi tiến hành nghiện cứu thực nghiệm sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP DẠY BÀI “ DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN” – LỚP 11 BẰNG TÍCH HỢP LIÊN