STEM OXI OZON và sự SỐNG XANH

I. Lý do chọn chủ đềOxi là nguyên tố hóa học không thể thiếu đối với sự sống của chúng ta, là nguyên tố có mặt ở khắp nơi trên trái đất: trong cơ thể con người, động vật, cây cối,… đặc biệt là trong khí quyển; tham gia vào quá trình cháy, hô hấp, quang hợp đang diễn ra hằng ngày, ở mọi lúc, mọi nơi. Có thể nói oxi là nguyên tố tạo nên sự sống.Ở chương trình học phổ thông, những kiến thức liên quan đến oxi được đề cập trong nhiều bài học của các môn Hóa học, Sinh học, Địa lí làm cho việc tìm hiểu các kiến thức bị rời rạc, không liền mạch, một số kiến thức bị lặp lại gây khó khăn cho HS trong việc tiếp thu kiến thức cũng như vận dụng để giải quyết các vấn đề đặt ra trong cuộc sống như: “Vì sao người ta trồng nhiều thông ở bệnh viện?” hay “Vì sao sau cơn giống thì không khí trở nên trong lành, dễ chịu?”Do đó, việc tích hợp các nội dung từ các môn thành chủ đề “Oxi ozon và sự sống xanh” vừa tạo được sự logic, kết nối các nội dung kiến thức với nhau, vừa giúp HS thấy được vai trò quyết định của oxi ozon đối với sự sống, đồng thời làm cho Khoa học gần gũi với cuộc sống hơn, không còn khô khan, cứng nhắc, giúp HS có hứng thú học tập, say mê, yêu thích khoa học.

CHỦ ĐỀ 1: OXI - OZON VÀ SỰ SỐNG XANH I Lý chọn chủ đề Oxi nguyên tố hóa học khơng thể thiếu sống chúng ta, nguyên tố có mặt khắp nơi trái đất: thể người, động vật, cối,… đặc biệt khí quyển; tham gia vào q trình cháy, hơ hấp, quang hợp diễn ngày, lúc, nơi Có thể nói oxi nguyên tố tạo nên sống Ở chương trình học phổ thơng, kiến thức liên quan đến oxi đề cập nhiều học mơn Hóa học, Sinh học, Địa lí làm cho việc tìm hiểu kiến thức bị rời rạc, khơng liền mạch, số kiến thức bị lặp lại gây khó khăn cho HS việc tiếp thu kiến thức vận dụng để giải vấn đề đặt sống như: “Vì người ta trồng nhiều thơng bệnh viện?” hay “Vì sau giống khơng khí trở nên lành, dễ chịu?” Do đó, việc tích hợp nội dung từ môn thành chủ đề “Oxi- ozon sống xanh” vừa tạo logic, kết nối nội dung kiến thức với nhau, vừa giúp HS thấy vai trò định oxi - ozon sống, đồng thời làm cho Khoa học gần gũi với sống hơn, khơng khơ khan, cứng nhắc, giúp HS có hứng thú học tập, say mê, yêu thích khoa học II Cơ sở tích hợp STT Mơn học Tên Số Chương – lớp tiết Hóa học Bài Oxi- ozon Sinh học Bài 16 Hô hấp tế bào Bài 17 Quang hợp 1 Bài 11 Khí Sự phân bố Địa lí nhiệt độ khơng khí trái Chương VI -10 Chương III- 10 Chương III- 10 đất Ngoài ra, chủ đề tích hợp nội dung liên quan như: - Sự suy giảm tầng ozon - Biện pháp bảo vệ tầng ozon III Đối tượng dạy học chủ đề HS lớp 10 IV Ý nghĩa việc thực chủ đề Thơng qua chủ đề, HS có thể: - Vận dụng kiến thức liên mơn (Tính chất hóa học oxi - ozon, quang hợp) để giải tình thực tiễn hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm không khí cách mà tầng ozon bảo vệ sống loài sinh vật trái đất - Quan sát phát số vật dụng thực tế có áp dụng thành tựu khoa học Hóa học, Sinh học, Địa lí để vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn - Phát triển khả tự tìm kiếm, chọn lọc, liên kết thông tin rời rạc từ nhiều môn học khác thành hệ thống thông tin - Gắn lý thuyết với thực tiễn, tạo hứng thú học tập, giúp HS chủ động việc chiếm lĩnh tri thức, nâng cao chất lượng dạy học V Mục tiêu dạy học chủ đề Về kiến thức Học sinh biết: - Cấu tạo, tính chất lý, hóa oxi - Ứng dụng, vai trò oxi ozon sống Trái Đất - Ngun tắc điều chế oxi phòng thí nghiệm, nguồn oxi, ozon tự nhiên Học sinh hiểu: - Oxi có tính oxi hóa mạnh, ozon có tính oxi hóa mạnh oxi - Nguyên nhân tác hại suy giảm tầng ozon - Vòng tuần hồn oxi, mối quan hệ hơ hấp quang hợp Học sinh vận dụng: - Viết phương trình phản ứng minh họa cho tính chất oxi, ozon - Giải tập liên quan - Giải thích vấn đề đặt sống Về kỹ - Quan sát thí nghiệm rút nhận xét tính chất nguyên tắc điều chế oxi phòng thí nghiệm - Hợp tác để giải nhiệm vụ học tập - Giải vấn đề đặt thực tiễn sống Về thái độ - Giáo dục ý thức bảo vệ môi trường, tham gia trồng bảo vệ xanh - Hợp tác với nhóm để hồn thành nhiệm vụ GV giao Các lực hướng tới Năng lực chung - Năng lực tự học Năng lực riêng - Năng lực thực hành hóa học - Năng lực giải vấn đề - Năng lực giải vấn đề - Năng lực sử dụng công nghệ thông thơng qua Hóa học tin truyền thơng - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào sống VI Nội dung chủ đề - Nội dung chủ đề trình bày sơ đồ sau: Vai trò Vị trí Oxi cấu Điều tạo tự chế nhiên oxi Sự cháy Oxi sản hóa phẩm kim cháy loại phi kim oxi Cấu Oxi – tạo, Sự Tính chất vật lý sống Oxitrạng thái Phản tự ứng nhiên oxi điều ozon chế ozon sống xan h Ozonmuôn Tấm loài chắn cho hành tinh oxi Mối quan Ứng hô hệ hô dụng hấphấp Vai trò oxi Sự suy quang Bảo vệ giảm hợp tầng đời tầng tầng ozon sống ozon ozon VII Thiết bị dạy học học liệu Giáo viên - SGK Hóa học 8, 10, Địa lí 10,12; Sinh học 10 -12 - Dụng cụ để HS thảo luận nhóm - Bài giảng power point, máy chiếu Học sinh - Lên kế hoạch, chuẩn bị nội dung GV phân công VIII Thông tin trợ giúp giáo viên Sử dụng nội dung trang web http://hoahocsupham.com/vi/news/Thongtin-tro-giup-giao-vien/OXI-OZON-VA-SU-SONG-XANH-142/ IX Triển khai tổ chức thực chủ đề Triển khai chủ đề Chia lớp thành nhóm theo phương pháp đóng vai với hoạt động: - Nhóm Phóng viên tin chuyển động 24h đài truyền hình Việt Nam - 01 clip ngắn nhiễm khơng khí - Nhóm “Nhân viên khí tượng thủy văn” – 01 báo cáo vấn đề hiệu ứng nhà kính - Nhóm “Nhân viên cục môi trường" – 01 báo cáo suy giảm tầng ozon Dự kiến thời gian: - tiết Tiến hành hoạt động dạy học a) Ổn định lớp: Sắp xếp nhóm theo danh sách chia trước b) Các hoạt động dạy học Đặt vấn đề: Khoa học đã chứng minh rằng: “Sao hỏa hành tinh giống với Trái Đất Hệ mặt trời Tuy nhiên, nay, nhà khoa học rằng: “Chỉ Trái Đất có sống” Mặt khác, Trái Đất có màu xanh, Sao Hỏa khơng Vậy liệu có mối liên hệ màu xanh Trái Đất sống Và nguyên tố tạo nên màu xanh Trái Đất? “Oxi - ozon sống xanh” Giải vấn đề Nội dung Cấu tạo, trạng thái tự nhiên điều chế Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí cấu tạo - Số hiệu nguyên tử oxi Cấu hình electron nguyên tử oxi Vị trí ngun tố oxi (ơ, nhóm, chu kì) ? - Công thức electron, CTCT, CTPT oxi Xác định loại liên kết hình thành phân tử oxi Hoạt động Sự tạo thành oxi tự nhiên Câu hỏi thảo luận: Trong tự nhiên, oxi tạo từ đâu? Mơ tả q trình quang hợp dựa vào hình vẽ (Năng lực tư duy) Vai trò quang hợp xanh gì? Hoạt động Sự phân bố oxi Trái Đất - Sự phân bố oxi? Hoạt động Điều chế oxi cách nào? Nguyên tắc điều chế oxi PTN dựa vào kiến thức biết Thí nghiệm: Điều chế oxi - quan sát tượng ống nghiệm đựng H 2O2 ống thu khí oxi (Năng lực quan sát, thực hành) - Nhận xét tượng, viết phương trình phản ứng - Viết phương trình điều chế oxi từ KClO3 KMnO - u cầu HS giải thích: “Vì thu khí oxi phương pháp đẩy nước?” Phương pháp điều chế oxi công nghiệp Trong công nghiệp, oxi điều chế theo cách Sơ đồ điện phân nước Sơ đồ chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng Khơng khí CO2 vàH2O Nội dung Tính chất vật lý oxi ozon Hoạt động Tính chất vật lý oxi Câu hỏi thảo luận: Tính chất vật lý oxi trạng thái, màu, mùi vị? Vì vào ngày nắng nóng, nhiệt độ cao, cá thường phải ngoi lên mặt nước? Vì lên cao, thể tích khí oxi giảm, người phi cơng phải thở bình khí oxi? - Cung cấp: Để tiện cho việc vận chuyển, người ta thường hóa lỏng oxi nhiệt độ -183oC Hoạt động Tính chất vật lý ozon - Yêu cầu HS thảo luận: + Trạng thái, màu, mùi + Tính tan nước + Nhiệt độ hóa lỏng Nội dung Phản ứng oxi ozon Oxi cần thêm electron để đạt cấu hình bền? Từ suy tính chất đặc trưng oxi Hoạt động Tìm hiểu cháy sản phẩm cháy (nhiên liệu) - Mục tiêu: + Nêu khái niệm cháy vai trò oxi để trì cháy + Liệt kê sản phẩm cháy + Thực hiên thí nghiệm để tìm hiểu cháy - Làm thí nghiệm hướng dẫn GV để hoàn thành phiếu học tập số Thí nghiệm: Xác định sản phẩm chủ yếu cháy - Vật liệu: Một bình thủy tinh có nắp đậy (hoặc bình nhựa to), nến buộc dây thép, nước vôi - Tiến hành: + Đổ nước vôi vào 1/5 bình + Đưa vào bình, sau đốt nến đậy nắp lại + Sau nến tắt, quan sát thành bình dùng tay để kiểm tra nhiệt độ thành bình + Lắc bình quan sát thay đổi nước vơi đáy bình PHIẾU HỌC TẬP SƠ I Thí nghiệm: Xác định sản phẩm chủ yếu cháy Hoàn thành bảng sau: Hiện tượng Giải thích PTHH II Câu hỏi thảo luận: Sự cháy gì? Điều kiện để xảy cháy gì? Trong thí nghiệm, nến đóng vai trò gì? Khơng khí đóng vai trò gì? Nêu cách để dập tắt đám cháy oxi Sự cháy tạo sản phẩm chủ yếu nào? Cách nhận biết sản phẩm ( PTHH) Kể phản ứng cháy thường gặp sống Hoàn thành bảng đây: Chất cháy Phương trình phản ứng Ứng dụng Than củi Gas ( C4H10) Khí hiđro Đường ( glucozơ) Nến, đèn dầu( C25H52) Xăng , dầu (lấy C8H18) … Hoạt động Phản ứng oxi hóa kim loại, phi kim oxi - Thí nghiệm theo hướng dẫn GV Hoàn thành phiếu học tập số PHIẾU HỌC TẬP I Hoàn thành bảng sau: Tên TN Hiện tượng Giải thích PTHH TN1 Sắt tác dụng với oxi TN2 Lưu huỳnh tác dụng với oxi II Thảo luận trả lời câu hỏi: Oxi có tính chất ? Oxi tác dụng với chất nào? Khơng tác dụng chất nào? Các phản ứng mà oxi tham gia thuộc loại phản ứng gì? Thí nghiệm Sắt tác dụng với oxi - Vật liệu: Bình oxi, dây sắt, mẫu than nhỏ, kẹp sắt, đèn cồn - Tiến hành: + Đánh dây sắt, quấn quanh mẫu than nhỏ thành hình lò xo + Đốt dây sắt ngồi khơng khí; dây sắt nóng đỏ lên đưa nhanh vào bình khí oxi  Lưu ý: + Mẫu than nhỏ, mỏng, dài khoảng 1cm + Khi mẩu than cháy hết đưa nhanh vào bình đựng khí oxi + Để an toàn, cần cho vào đáy lọ thủy tinh chứa oxi cát sạch, nước đề phòng phản ứng xảy hạt sinh từ phản ứng cháy rơi xuống làm vỡ lọ Thí nghiệm Lưu huỳnh tác dụng với oxi - Vật liệu: Bình oxi, bột lưu huỳnh, bình tam giác có nút đậy gắn với thìa thủy tinh, đèn cồn, cánh hoa - Tiến hành: + Lấy lượng bột lưu huỳnh cỡ hạt đậu + Đốt nóng thìa lưu huỳnh đến lưu huỳnh cháy có lửa màu xanh nhạt; đưa nhanh vào bình oxi, đậy bình lại  Lưu ý: + Khí SO2 độc, cần phải cẩn thận làm thí nghiệm, khơng đun gần chỗ đơng người, nên đun chỗ thống khí Chuẩn bị bơng tẩm dung dịch NaOH để đậy kín miệng bình thấy có khí sinh + Lấy lượng hóa chất (GV lấy cho HS) + Khơng để thìa thủy tinh tiếp xúc với đáy bình lưu huỳnh cháy gây vỡ thìa thủy tinh Hoạt động Ozon có tính oxi hóa mạnh oxi - Video thí nghiệm: Thử tính chất ozon (Dùng KI, hồ tinh bột để thử) Nhận xét, kết luận, viết PTHH Câu hỏi thảo luận: Vì sau giơng, khơng khí trở nên lành, dễ chịu? Vì người ta thường trồng nhiều thông bệnh viện? ( Năng lực vận dụng kiến thức Hóa học vào sống) Nội dung Oxi – Sự sống mn lồi - Trò chơi “thợ lặn”: Yêu cầu bịt mũi, nhịn thở xem nhịn thở lâu GV bấm đồng hồ - Thảo luận nhóm: + Thời gian nhịn thở lâu em bao nhiêu? Em cảm thấy trình nhịn thở? Đặt vấn đề: “Mỗi giây, phút phải thu nhận oxi thải CO2 Vậy oxi đưa vào với mục đích gì, CO tạo nào? Có phản ứng xảy ra?” Hoạt động Tìm hiểu vai trò oxi q trình hơ hấp người động vật - Đọc thầm đoạn văn vòng phút: “ Khi thở, khơng khí vào miệng mũi, sau chuyển tới khí quản tới phổi Từ đó, phần oxi có khơng khí vào máu Ngược lại, máu dẫn khí cacbonic trở lại phổi để thải chúng ngồi qua khí quản, mũi miệng” Câu hỏi thảo luận: Tại cần phải hít thở ? Q trình gọi gì? Được thực thơng qua quan nào? Phản ứng xảy hít thở ? Khí oxi có vai trò thể sống ? Hoạt động Chứng minh sinh vật tiêu thụ oxi giải phóng khí cacbonic q trình hơ hấp - Cung cấp: Khí cacbonic làm vẩn đục nước vơi - Các nhóm thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng sinh vật tiêu thụ oxi giải phóng khí cacbonic q trình hơ hấp + Nhóm 2: Sinh vật tiêu thụ oxi q trình hơ hấp + Nhóm 4: Sinh vật giải phóng khí cacbonic q trình hơ hấp Một số gợi ý: Thí nghiệm - Vật liệu: Giá đỗ, cốc thủy tinh có nắp đậy, nến, nước sơi, dậy kim loại có giá đỡ nến - Tiến hành: + Cho giá đỗ vào cốc, cốc cho nước sôi vào cho giá chết + Đậy nắp cốc khoảng phút + Mở nắp cho nến cháy vào cốc Thí nghiệm Dùng ống hút thổi vào cốc đựng nước vôi quan sát tượng nước vơi bị vẩn đục Thí nghiệm - Vật liệu: chuông thủy tinh cốc thủy tinh, cốc nước vôi trong, chậu - Tiến hành: Bố trí thí nghiệm hình vẽ Chu ơng A Chu ơng B Hoạt động Em phóng viên - Nhóm Phóng viên tin chuyển động 24h đài truyền hình Việt Nam trình bày vấn đề ô nhiễm không khí Hoạt động Mối quan hệ hô hấp quang hợp - Yêu cầu: Các nhóm vẽ sơ đồ mối quan hệ hơ hấp quang hợp - Vật liệu: giấy khổ lớn, bút màu, tẩy, bút chì,… Kết luận: Quá trình quang hợp hơ hấp người có mối quan hệ chặt chẽ với Vì người phải có ý thức bảo vệ xanh, tham gia trồng rừng,… Hoạt động Oxi vấn đề hiệu ứng nhà kính u cầu nhóm Nhân viên khí tượng thủy văn trình bày vấn đề hiệu ứng nhà kính Cần làm rõ: Thế hiệu ứng nhà kính? Tình trạng ngun nhân gây hiệu ứng nhà kính Tác hại hiệu ứng nhà kính Vai trò oxi vấn đề hiệu ứng nhà kính Hoạt động Ứng dụng oxi - Làm việc nhóm theo kiểu khăn trải bàn Thảo luận ứng dụng oxi sống HS HS Bài làm nhóm HS HS Nội dung Ozon - Tấm chắn cho hành tinh Hoạt động Vai trò tầng ozon - Xem đoạn video giới thiệu tầng ozon vai trò tầng ozon sống Trái Đất Câu hỏi thảo luận: Tầng ozon có vai trò ? Chuyện xảy khơng có tầng ozon? Ngồi vai trò trên, ozon nhân tạo có ứng dụng sống? Hoạt động Suy giảm tầng ozon Nhóm “Nhân viên cục mơi trường" trình bày vấn đề suy giảm tầng ozon Cần làm rõ: Tình trạng suy giảm tầng ozon Nguyên nhân gây thủng tầng ozon Tác hại suy giảm tầng ozon Hoạt động Em nhà tuyên truyền Các nhóm thiết kế poster tuyên truyền bảo vệ môi trường Một số sản phẩm học sinh Củng cố: Củng cố chủ đề sơ đồ tư duy: VII Gợi ý nội dung kiểm tra, đánh giá Câu Khi thở, người ta hít vào khoảng 250cm3 khơng khí, thể tích khí oxi hít vào người ngày bao nhiêu? Biết oxi chiếm 30% thể tích khơng khí để đảm bảo sống, cần hít vào thở 25.000 lần ngày Câu Q trình hơ hấp tế bào vận động viên luyện tập diễn mạnh hay yếu? Vì sao? Câu Cây hơ hấp vào thời gian ngày? Vì vào ban đêm khơng nên để phòng ngủ? Câu Cơ quan thực trình hơ hấp? Câu Vì người ta trồng nhiều thông bệnh viện? Câu Oxi tham gia phản ứng với chất chất sau: Al, C2H5OH, Cl2, Ag, H2, Cu, P Viết phương trình phản ứng xảy Câu Bằng phương pháp hóa, nhận biết khí sau: O2, O3, CO2, SO2 Câu Viết phương trình xảy dãy chuyển hóa sau: Câu Dẫn 2,24 lít hỗn hợp khí O2 O3 (đktc) qua dung dịch KI dư thấy sinh 12,7 gam chất rắn màu tím đen Tính thành phần phần trăm theo thể tích khí hỗn hợp ban đầu Câu 10 Đốt cháy hồn tồn 3,6 gam kim loại hóa trị (II) với 1,68 lít khí O2 (đktc) Xác định tên kim loại  ... hóa oxi - Ứng dụng, vai trò oxi ozon sống Trái Đất - Ngun tắc điều chế oxi phòng thí nghiệm, nguồn oxi, ozon tự nhiên Học sinh hiểu: - Oxi có tính oxi hóa mạnh, ozon có tính oxi hóa mạnh oxi. .. Sự Tính chất vật lý sống Oxitrạng thái Phản tự ứng nhiên oxi điều ozon chế ozon sống xan h Ozonmn Tấm lồi chắn cho hành tinh oxi Mối quan Ứng hơ hệ hơ dụng hấphấp Vai trò oxi Sự suy quang Bảo vệ... “Chỉ Trái Đất có sống Mặt khác, Trái Đất có màu xanh, Sao Hỏa khơng Vậy liệu có mối liên hệ màu xanh Trái Đất sống Và nguyên tố tạo nên màu xanh Trái Đất? Oxi - ozon sống xanh Giải vấn đề