Giáo án chủ đề Dòng điện trong chất điện phân chương trình Vật lí lớp 11 được soạn theo hướng phát triển năng lực học sinh theo định hướng của Bộ GDĐT. Rất mong được sự đóng góp của quý thầy cô để bài giảng hoàn thiện hơn
CHỦ ĐỀ: DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN (Tiết 36 – 37) I MỤC TIÊU Theo chương trình giáo dục phổ thơng mơn Vật lí lớp 11, chủ đề Dòng điện chất điện phân; gồm có nội dung sau:- Dòng điện chất điện phân Kiến thức, kĩ năng, thái độ a) Kiến thức + Trả lời câu hỏi chất điện phân, tượng điện phân, nêu chất dòng điện chất điện phân trình bày thuyết điện li + Phát biểu định luật Faraday điện phân + Vận dụng kiến thức để giải thích ứng dụng tượng điện phân giải tập có vận dụng định luật Faraday b) Kỹ + Làm thí nghiệm nêu kết thí nghiệm + Vận dụng giải tập luyện tập c) Thái độ + Rèn thái độ tích cực tìm hiểu, học tập, tự lực nghiên cứu vấn đề khoa học + Có ý thức quan tâm đến tượng liên quan đến ứng dụng dòng điện chất điện phân + Có hứng thú học tập, có ý thức tìm hiểu đam mê khoa học + Có ý thức học tập, có tác phong làm việc nghiêm túc Năng lực định hướng hình thành phát triển cho học sinh + Năng lực giải vấn đề thông qua câu lệnh mà GV đặt ra, tóm tắt thơng tin liên quan từ nhiều nguồn khác + Năng lực tự học, đọc hiểu giải vấn đề theo giải pháp lựa chọn thông qua việc tự nghiên cứu vận dụng kiến thức tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ tồn phần để giải thích tình thực tiễn giải tập liên quan đến kiến thức học + Năng lực hợp tác nhóm: làm thí nghiệm, trao đổi thảo luận, trình bày kết thí nghiệm + Năng lực tính tốn, trình bày trao đổi thơng tin: hồn thành bảng số liệu làm thí nghiệm + Năng lực thực hành thí nghiệm: thao tác an tồn thí nghiệm II CHUẨN BỊ Giáo viên + Chuẩn bị thí nghiệm mơ tả SGK (mơ phỏng) + Hình ảnh, video clip để minh họa nội dung + Phiếu học tập Học sinh: - Ôn lại : + Các kiến thức dòng điện kim loại + Kiến thức hoá học, cấu tạo axit, bazơ, liên kết ion Khái niệm hoá trị - SGK, ghi bài, giấy nháp… III Tổ chức hoạt động học học sinh Hướng dẫn chung Các bước Hoạt động Tên hoạt động Khởi động Hình thành Hoạt động Tạo tình có vấn đề Hoạt động Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân Thời gian 10 phút 15 phút kiến thức Luyện tập Vận dụng, tìm tòi mở rộng Hoạt động Tìm hiểu tượng diễn điện cực Hiện 20 phút tượng dương cực tan Hoạt động Tìm hiểu định luật Fa-ra-đây 15 phút Hoạt động Ứng dụng tượng điện phân 10 phút Hoạt động Vận dụng - Hướng dẫn nhà 20 phút Hướng dẫn cụ thể hoạt động Hoạt động 1: Tạo tình học tập dòng điện chất điện phân a) Mục tiêu hoạt động: + Kiểm tra cũ : Nêu loại hạt tải điện kim loại, chất dòng điện kim loại, nguyên nhân gây điện trở kim loại + Tạo tình có vấn đề để dẫn dắt vào b) Nội dung: Câu lệnh: - Yêu cầu học sinh thực câu hỏi kiểm tra cũ - Thế chất điện phân? Nếu dung dịch chất điện phân đặt điện trường ion dịch chuyển nào? Có dòng điện chất điện phân hay không? c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách đặt câu hỏi, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau làm việc cá nhân thảo luận với bạn kế bên cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Trong trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm mong đợi: Hình thành thắc mắc chuyển động hạt tải điện chất điện phân Hoạt động : Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân a) Mục tiêu hoạt động: Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân b) Nội dung hoạt động: + GV mơ thí nghiệm, HS quan sát thực theo yêu cầu GV + Câu lệnh: - Nêu tượng xảy nhúng hai điện cực vào bình điện phân - Nêu chất dòng điện chất điện phân - Hãy giải thích chất điện phân khơng dẫn điện tốt kim loại c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách làm thí nghiệm mơ phỏng, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau làm việc nhóm ghi lại ý kiến bạn khác vào Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm mong đợi: + Dòng điện chất điện phân dòng chuyển dời có hướng ion dương ion âm theo hai chiều ngược + Chất điện phân không dẫn điện tốt kim loại + Dòng điện chất điện phân khơng tải điện lượng mà tải vật chất theo Tới điện cực có electron tiếp, lượng vật chất đọng lại điện cực, gây tượng điện phân Hoạt động : Tìm hiểu tượng diễn điện cực Hiện tượng dương cực tan a) Mục tiêu hoạt động: Tìm hiểu tượng xảy cực dương cực âm Tìm hiểu tượng dương cực tan b) Nội dung hoạt động: + GV mơ thí nghiệm, HS quan sát thực theo yêu cầu GV + Câu lệnh: - Quá trình xảy hai điện cực? - Thế tượng dương cực tan? c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên đặt vấn đề cách làm thí nghiệm mơ phỏng, hướng dẫn em đọc thêm sách giáo khoa thực nhiệm vụ học tập Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao vào vở, ghi vào ý kiến Sau làm việc nhóm ghi lại ý kiến bạn khác vào Trong trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hỗ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm mong đợi: Các ion chuyển động điện cực tác dụng với chất làm điện cực với dung mơi tạo nên phản ứng hố học gọi phản ứng phụ tượng điện phân Hiện tượng dương cực tan xảy anion tới anôt kéo ion kim loại diện cực vào dung dịch Hoạt động 4: Tìm hiểu định luật Fa-ra-đây a) Mục tiêu hoạt động: + Hiểu lập luận để đưa nội dung định luật + Hiểu định luật Fa-ra-đây thứ thứ hai + Kết hợp hai định luật để đưa công thức Fa-ra-đây b) Nội dung hoạt động: Câu lệnh: - Tìm mối liên hệ m q - Thiết lập công thức Fa-ra-day c) Gợi ý tổ chức hoạt động: Giáo viên cho HS đọc sách giáo khoa Học sinh ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm mong đợi: * Định luật Fa-ra-đây thứ Khối lượng vật chất giải phóng điện cực bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình m = kq k gọi đương lượng hố học chất giải phóng điện cực * Định luật Fa-ra-đây thứ hai A Đương lượng điện hoá k nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam n nguyên tố Hệ số tỉ lệ F , F gọi số Fa-ra-đây A k= F n Thường lấy F = 96500 C/mol * Kết hợp hai định luật Fa-ra-đây, ta công thức Fa-ra-đây : A m = F n It m chất giải phóng điện cực, tính gam Hoạt động 5: Tìm hiểu ứng dụng tượng điện phân a) Mục tiêu hoạt động: Vận dụng ứng dụng tượng điện phân + Hiểu cách luyện nhôm + Hiểu cách mạ điện b) Nội dung hoạt động: + Hình thức chủ yếu hoạt động GV tiến hành thí nghiệm mơ HS tự học qua tài liệu hướng dẫn giáo viên để lĩnh hội kiến thức Từ vận dụng trả lời câu hỏi học c) Gợi ý tổ chức hoạt động: GV tiến hành thí nghiệm mơ u cầu HS đọc SGK HS ghi nhiệm vụ chuyển giao giáo viên vào vở, ghi ý kiến vào Sau thảo luận nhóm với bạn xung quanh cách ghi lại ý kiến bạn khác vào Thảo luận nhóm làm việc cá nhân để đưa báo cáo, thống cách trình bày kết thảo luận nhóm, ghi vào cá nhân ý kiến nhóm Trong q trình hoạt động nhóm, giáo viên quan sát học sinh tự học, thảo luận, trợ giúp kịp thời em cần hổ trợ Ghi nhận kết làm việc cá nhân nhóm học sinh d) Sản phẩm mong đợi: Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng thực tế sản xuất đời sống luyên nhôm, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, … Luyện nhôm Dựa vào tượng điện phân quặng nhôm nóng chảy Bể điện phân có cực dương quặng nhơm nóng chảy, cực âm than, chất điện phân muối nhơm nóng chảy, dòng điện chạy qua khoảng 104A Mạ điện Bể điện phân có anơt kim loại để mạ, catôt vật cần mạ Chất điệnphân thường dung dịch muối kim loại để mạ Dòng điện qua bể mạ chọn cách thích hợp để đảm bảo chất lượng lớp mạ Hoạt động 6: Củng cố, vận dụng, giao nhiệm vụ nhà a) Mục tiêu hoạt động: Giúp học sinh tự vận dụng, tìm tòi mở rộng kiến thức học tương tác với cộng đồng Tùy theo lực mà em thực mức độ khác b) Nội dung hoạt động: Chọn câu hỏi tập để tự tìm hiểu ngồi lớp học: - Tìm hiểu ứng dụng dòng điện chất điện phân - Đề xuất giải pháp sử dụng điện hiệu - Giải tập: Bài Đương lượng điện hóa niken 3.10-4 g/C Khi cho điện luợng 10 C chạy qua bình điện phân có anốt niken khối lượng niken bám vào catốt A 0,3.10-4 g B 3.10-3 g C 0,3.10-3 g D 3.10-4 g Bài Điện phân dung dịch AgNO3 với điện cực bạc (Ag:108) Điện lượng qua bình điện phân 965 C Khối lượng bạc tụ catôt bao nhiêu? A 1,08 g B 0,108 g C 10,8 g D 1,08 kg Bài Cho bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 (có cực Cu) có điện trở R=5,5 Ω, mắc vào nguồn điện có suất điện động 12 V, điện trở 0,5 Ω Sau khối lượng Cu bám vào catơt 0,64 g? A 97 s B 96500 s C 885 s D 965 s c) Gợi ý tổ chức hoạt động: GV đặt vấn đề chuyển giao nhiệm vụ nêu sách tài liệu để thực lớp học HS ghi nhiệm vụ chuyển giao GV vào Sau thảo luận nhóm để đưa cách thực nhiệm vụ lớp học GV ghi nhận kết cam kết cá nhân nhóm học sinh Hướng dẫn, gợi ý cách thực cho HS, hướng dẫn HS tự đánh giá đánh giá lẫn (nếu có điều kiện) d) Sản phẩm hoạt động: Báo cáo kết hoạt động nhóm nội dung ghi học sinh IV.Câu hỏi đánh giá học Câu Dòng điện chất điện phân chuyển động có hướng A chất tan dung dịch B ion dương dung dịch C ion dương ion âm tác dụng điện trường dd D ion dương ion âm theo chiều điện trường dd Câu Tìm phát biểu sai A Trong chất điện phân, chuyển động nhiệt ion dương ion âm va chạm vào xảy trình tái hợp B Số ion dương âm tạo chất điện phân phụ thuộc vào nồng độ dung dịch C Điện trở bình điện phân tăng nhiệt độ tăng D Số ion dương âm tạo chất điện phân phụ thuộc vào nhiệt độ dung dịch Câu Kết cuối trình điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực đồng A khơng có thay đổi B anot bị ăn mòn C đồng bị bám vào katot D đồng chạy từ anot sang katot Câu Chọn câu đúng: A hòa tan axit, bazơ muối vào nước, tất phân tử chúng phân li thành ion B Số cặp ion tạo thành dung dịch điện phân khơng thay đổi theo nhiệt độ C Bình điện phân có suất phản điện D có tượng dương cực tan, dòng điện chất điện phân tn theo định luật Ơm Câu Cho dòng điện chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối niken, có anơt làm niken, biết ngun tử khối hóa trị niken 58,71 Trong thời gian 1h dòng điện 10 A sản khối lượng niken bằng: A 8.10-3 kg B 10,9 g C 12,4 g D 15,3 g Câu Để giải phóng lượng clo hiđrơ từ 7,6 g axit clohiđric dòng điện A, phải cần thời gian điện phân bao lâu? Biết đương lượng điện hóa hiđrơ clo k1 = 0,1045.10-7 kg/C k2 = 3,67.10-7 kg/C A 1,5 h B 1,3 h C 1,1 h D 1,0 h Câu Chiều dày lớp Niken phủ lên kim loại 0,05 mm sau điện phân 30 phút Diện tích mặt phủ kim loại 30 cm2 Cho biết Niken có khối lượng riêng 8,9.103 kg/m3, nguyên tử khối 58 hố trị Cường độ dòng điện qua bình điện phân A 2,5 μA B 2,5 mA C 250 A D 2,5 A Câu Một nguồn gồm 30 pin mắc thành nhóm nối tiếp, nhóm có 10 pin mắc song song, pin có suất điện động 0,9 V điện trở 0,6 Ω Bình điện phân dung dịch CuSO4 có điện trở 205 Ω mắc vào hai cực nguồn Trong thời gian 50 phút khối lượng đồng Cu bám vào catốt A 0,01 g B 0,13 g C 1,3 g D 13 g Câu Một bình điện phân đựng dung dịch bạc nitrat với anốt bạc Điện trở bình điện phân Ω Hiệu điện đặt vào hai cực 10 V Cho A= 108 n=1 Khối lượng bạc bám vào cực âm sau A 40,3 g B 40,3 kg C 8,04 g D 8,04.10-2 kg Câu 10 Cho dòng điện chạy qua bình điện phân chứa dung dịch CuSO4, có anơt Cu Biết đương lượng điện hóa đồng 3,3.10-7kg/C Để catơt xuất 0,33 kg đồng, điện lượng chuyển qua bình điện phân A 105 C B 106 C C 5.106 C D 107 C ... thành thắc mắc chuyển động hạt tải điện chất điện phân Hoạt động : Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân a) Mục tiêu hoạt động: Tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân b) Nội dung hoạt động: + GV... thực theo yêu cầu GV + Câu lệnh: - Nêu tượng xảy nhúng hai điện cực vào bình điện phân - Nêu chất dòng điện chất điện phân - Hãy giải thích chất điện phân khơng dẫn điện tốt kim loại c) Gợi ý tổ... Nội dung: Câu lệnh: - Yêu cầu học sinh thực câu hỏi kiểm tra cũ - Thế chất điện phân? Nếu dung dịch chất điện phân đặt điện trường ion dịch chuyển nào? Có dòng điện chất điện phân hay khơng? c)