Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi xây dựng một số bài tập có nội dung về kiến thức, kỹ năng thực hành hoá học phần clo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên ngành sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc.
TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC Khoa học Tự nhiên Công nghệ Đào Thị Lan Hương nnk (2020) (20): 119 - 125 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ CLO NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC Đào Thị Lan Hương, Doãn Văn Kiệt, Trần Thị Mừng Trường Đại học Tây Bắc Tóm tắt: Năng lực thực nghiệm hóa học lực người học cần đạt trình học tập mơn hóa học Trong q trình giải tập thực hành thí nghiệm, người học phát triển lực thành phần lực thực nghiệm như: Tiến hành thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm an tồn, quan sát, mơ tả, giải thích tượng tự nhiên rút kết luận, xử lý thông tin liên quan đến thí nghiệm Trong khn khổ viết, chúng tơi xây dựng số tập có nội dung kiến thức, kỹ thực hành hoá học phần clo nhằm phát triển lực thực nghiệm cho sinh viên ngành sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc, Từ khóa: Thí nghiệm, lực thực hành hố học, tập hoá học, Đại học Tây Bắc Mở đầu 1.1 Tổng quan sở lí luận lực thực nghiệm Kiến thức hóa học sở giúp người học có hiểu biết định để thực an tồn thí nghiệm hóa học Do vậy, để hình thành phát triển lực thực nghiệm, người học cần thực thí nghiệm hóa học Bên cạnh đó, giáo viên cần thường xuyên sử dụng tập thực hành thí nghiệm trình hướng dẫn rèn luyện cho người học cách quan sát, phân tích tượng, chất phản ứng hóa học Đó cách hình thành cho người học kiến thức kỹ cần thiết tiến hành thí nghiệm Năng lực thực nghiệm hóa học khả người học huy động, tổng hợp tất kiến thức hóa học có, kỹ cần thiết để xử lý thơng tin, thuộc tính cá nhân khác như: hứng thú khám phá tri thức mới, say mê học hỏi, niềm tin vào khoa học, ý chí kiên nhẫn, để thực thành công thao tác, kĩ thuật tiến hành thí nghiệm hóa học [1] - Năng lực lựa chọn, tiến hành, sử dụng thí nghiệm an tồn; - Năng lực dự đốn, quan sát, mơ tả, giải thích tượng thí nghiệm rút kết luận; - Năng lực xử lí thơng tin liên quan đến thí nghiệm Ngồi ra, sinh viên cịn phải nắm số thành phần lực thực nghiệm hóa học: - Biết thực nội quy, quy tắc an tồn phịng thí nghiệm; - Nhận dạng lựa chọn dụng cụ hóa chất để làm thí nghiệm; - Hiểu tác dụng, cấu tạo, cách sử dụng, cách lắp ráp dụng cụ thí nghiệm thành thí nghiệm hồn chỉnh; biết nhận biết sai mơ hình thí nghiệm lắp ráp; - Hiểu tác dụng đặc tính an tồn, tính độc hay dễ cháy nổ hóa chất; - Có kỹ quan sát, xác nhận, mơ tả xác giải thích cách khoa học tượng thí nghiệm xảy ra, viết phương trình phản ứng hóa học rút kết luận cần thiết; 1.2 Các biểu cụ thể lực thực nghiệm sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học Tây Bắc - Có kỹ tiến hành độc lập thí nghiệm đơn giản thực thí nghiệm phức tạp, hướng dẫn, hỗ trợ giảng viên [3] Sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học Tây Bắc cần đạt lực thành phần lực thực nghiệm Đó là: 1.3 Thực trạng việc phát triển lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học Tây Bắc 119 Tại Trường Đại học Tây Bắc, nhằm phát triển lực thực nghiệm, sinh viên sư phạm Hóa học học học phần thí nghiệm hóa học như: Thí nghiệm hóa học 1, thí nghiệm hóa học 2, thí nghiệm hóa học thí nghiệm hóa học Tại phịng thực hành, sinh viên vừa theo dõi thí nghiệm giảng viên, vừa trải nghiệm tiến hành thí nghiệm Trong trình học tập, sinh viên học lồng ghép nội dung thực hành giảng Ngoài ra, nhằm rèn luyện nghiệp vụ sư phạm phục vụ cho công tác giảng dạy sau này, sinh viên học cách xây dựng giải tập có nội dung thực nghiệm, tập mơ thí nghiệm số học phần như: Bài tập hóa học phổ thơng, tập thực nghiệm hóa học… Nội dung 2.1 Bài tập thực hành thí nghiệm 2.1.1 Khái niệm Bài tập thực hành thí nghiệm tập có liên quan đến kỹ thực hành thí nghiệm (đề cập đến kiến thức kĩ kĩ thực hành thí nghiệm người học) Trong khn khổ viết, tập trung sưu tầm, xây dựng số tập qua hình vẽ, sơ đồ (dùng hình vẽ để mơ tả cách lắp đặt dụng cụ, thu khí,…hoặc từ hình vẽ, sơ đồ cho trước, phân tích khả phù hợp [7]) 2.1.2 Các bước xây dựng tập thực hành thí nghiệm Để xây dựng tập thực hành thí nghiệm cần dựa tiêu chí đánh giá lực thực hành hố học Cụ thể, quy trình xây dựng tập thực hành thí nghiệm sau: Bước Xác định mục tiêu nội dung Để xây dựng tập thực hành thí nghiệm, trước hết cần xác định rõ mục tiêu nội dung tập cần xây dựng Mục tiêu việc xây dựng tập thực hành trang bị đánh giá kiến thức kỹ thực hành đồng thời củng cố, vận dụng kiến thức hóa học cho người học Việc xác định nội dung cần hiểu xác định kiến thức kĩ thực hành 120 cần trang bị đánh giá người học thông qua học hay nội dung hóa họccụ thể Để làm điều cần xuất phát từ thí nghiệm cụ thể sử dụng nghiên cứu học Giáo viên nắm rõ hóa chất, dụng cụ, cách tiến hành xử lý dụng cụ hóa chất trước, sau thí nghiệm từ xác định kiến thức kĩ thí nghiệm khai thác dựa theo biểu lực thực hành hoá học cần đánh giá trình bày Bước Lựa chọn dạng tập xây dựng Theo lực thực hành, giáo viên xác định tập cần xây dựng là: tập vấn đề lập kế hoạch thực thí nghiệm, tập kỹ tiến hành thí nghiệm, tập quan sát, mơ tả tượng thí nghiệm, tập xử lí thơng tin liên quan đến thí nghiệm Ngồi cần xác định tập xây dựng là: tập tự luận hay tập trắc nghiệm khách quan, tập định tính hay tập định lượng, tập thực tiễn hay tập tình định hướng phát triển lực sinh viên Bước Xác định kiện yêu cầu đề viết nội dung tập Từ kiến thức, kỹ thực hành xác định trên, xác định thông tin cần cung cấp thông tin cần hỏi viết thành nội dung tập Bước Đưa vào dạy học chỉnh sửa (nếu cần) 2.2 Một số lưu ý xây dựng tập thí nghiệm thực hành hóa học [2] * Về dụng cụ hóa chất Khi xây dựng tập hình vẽ thí nghiệm hóa học cần ý số điểm sau: - Hóa chất sử dụng chất gì? Hóa chất có tác dụng gì? - Dụng cụ lắp đặt: Dụng cụ lắp đặt nào? Vai trò dụng cụ thí nghiệm? Phản ứng xảy dụng cụ chứa hóa chất gì? - Điều kiện phản ứng: Chất phản ứng trạng thái đặc, lỗng hay rắn, có cần đun nóng hay khơng? - Thu khí cách * Cách thu khí Phải nắm vững tính chất vật lý (tính tan tỉ khối) để áp dụng phương pháp thu khí đúng: * Về nội dung tập thí nghiệm thực hành hóa học Khi xây dựng nội dung tập cần lưu ý: - Thu theo phương pháp dời chỗ khơng khí (đẩy khơng khí): - Với tập cung cấp thông tin dạng hình vẽ, hình ảnh cần đảm bảo xác + Khí khơng phản ứng với oxi khơng khí mặt khoa học (trừ trường hợp đề chủ ý vẽ sai quy tắc để kiểm tra sinh viên) thẩm mĩ + Nặng nhẹ không khí (CO2, SO2, Cl2, H2, NH3 ) Ngửa ống thu hay úp ống thu? - Nội dung, số liệu cung cấp cần đảm bảo tính xác phù hợp với thực tiễn Các số liệu đưa cần lưu ý sai số phép đo - Thu theo phương pháp rời chỗ nước (phương pháp đẩy nước): NH3, SO2 ): - Với dạng tập trắc nghiệm, xây dựng cần lưu ý đưa phương án nhiễu hợp lí, phương án khơng có yếu tố hợp lí để gây nhiễu cho học sinh, giúp phân loại học sinh kiểm tra có tác dụng ý, nhấn mạnh cho học sinh sử dụng để luyện tập, củng cố + Ở 200C, thể tích nước hịa tan tới gần 500 thể tích khí hiđro clorua - Nội dung tập cần diễn đạt ngắn gọn, dễ hiểu, cấu trúc ngữ pháp + Ở điều kiện thường, lít nước hịa tan khoảng 800 lít khí amoniac 2.3 Đề xuất số biện pháp sử dụng hệ thống tập thực hành thí nghiệm clo nhằm phát triển lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học + Khí tan nước (H2, O2, CO2, N2, CH4, C2H4, C2H2 ) - Các khí tan nhiều nước (khí HCl, khí * Làm khơ khí Ngun tắc chọn chất làm khơ: Giữ nước khơng có phản ứng với chất cần làm khơ - Các chất làm khô: H2SO4 đặc, P2O5, CaO (vôi sống, nung), CuSO4 (khan, màu trắng), CaCl2 (khan), NaOH, KOH (rắn dung dịch đậm đặc) 2.3.1 Sử dụng tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển lực lựa chọn, tiến hành, sử dụng thí nghiệm an tồn Ví dụ 1: Có thể thu khí clo cách hình vẽ khơng? Vì sao? - Các khí: H2, Cl2, HCl, HBr, HI, O2, SO2, H2S, N2, NH3, CO2 , C2H4, C2H2 VD: H2SO4 đặc (có tính axit tính oxi hóa): + Khơng làm khơ khí NH3 (tính bazơ), + Khơng làm khơ khí HBr, HI (tính khử) + H2SO4 đặc làm khơ khí Cl2, O2, SO2, N2, CO2 VD: CaO (vơi sống), NaOH, KOH (rắn) (tính bazơ): + Khơng làm khơ khí CO2, SO2 (oxit axit), Cl2 (có phản ứng) + Làm khơ khí NH3, H2, O2, N2 A Được, khí clo nhẹ khơng khí B Khơng được, khí clo tan tốt nước C Khơng được, khí clo nặng khơng khí tan nước D Được, khí clo khơng tác dụng với nước Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố tính chất vật lí hố học khí clo: 71 ≈ 2,5) - Nặng khơng khí (d Cl2 /= kk 29 khơng tác dụng với khơng khí - Clo có khả hịa tan, tác dụng với nước: 121 → Cl2 + H2O Ví dụ 2: Trong hình vẽ mơ tả cách thu khí clo phịng thí nghiệm sau : HCl + HClO => Chọn phương án B A B D E C Hình vẽ đúng? Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố tính chất vật lí hố học khí clo: có kèm ống hút nhỏ giọt dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm đựng KMnO4 71 ≈ 2,5) ) 29 Lấy lượng nhỏ KMnO4 cho vào ống nghiệm - Nặng khơng khí ( (d Cl2 /= kk khơng tác dụng với khơng khí - Clo có khả hịa tan, tác dụng với nước - Khí clo khí độc, phải dùng bơng tẩm NaOH để tránh phân tán Cl2 => Phương pháp thu khí clo phịng thí nghiệm phương pháp đẩy khơng khí => Chọn phương án C Ví dụ 3: Trong thao tác tiến hành thí nghiệm điều chế khí clo (trong phịng thí nghiệm): Lấy kẹp gỗ (hoặc giá gỗ) kẹp ống nghiệm Đậy miệng ống nghiệm nút cao su Bóp nhẹ đầu cao su ống hút cho - giọt dung dịch HCl đặc vào KMnO4 Thứ tự thao tác là: A 1, 2, 3, B 1, 3, 4, C 1, 2, 3, D 1, 3, 2, Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố thao tác tiến hành thí nghiệm khí clo: 1→3→2→4 => Chọn đáp án D Ví dụ 4: Cho sơ đồ điều chế khí Cl2 phịng thí nghiệm từ MnO2 dung dịch HCl đặc (như hình vẽ [5] [6]) Nếu khơng dùng đèn cồn thay MnO2 hóa chất (các dụng cụ hóa chất khác khơng thay đổi) sau đây? A NaCl KCl C KClO3 KMnO4 B CuO PbO2 D KNO3 K2MnO4 122 Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố nguyên tắc điều chế clo phịng thí nghiệm: Chất oxi hóa mạnh (KMnO4, MnO2, KClO3…) tác dụng với dung dịch HCl đặc MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + + 5Cl2 + 6H2O KClO3 + 6HCl → 3H2O + KCl + 3Cl2 => Chọn phương án C 2.3.2 Sử dụng tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển lực lực dự đoán, quan sát, mơ tả, giải thích tượng thí nghiệm rút kết luận Ví dụ 1: Nung chất rắn X đưa nhanh vào bình đựng khí clo thấy xuất khói màu nâu đỏ X chất sau đây? A Fe C Cu B Na D Zn Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố tính chất hố học khí clo: 3Fe + Cl2 → FeCl3( nâu đỏ) => Chọn phương án A Ví dụ 2: Đốt cháy phoi đồng đưa nhanh vào lọ chứa khí clo Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thêm vào lọ vài ml nước cất lắc Dung dịch thu lọ có màu gì? A Có màu vàng nhạt B Có màu xanh lam C Có màu đỏ D Khơng màu Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố tính chất hố học khí clo: 2Cu + Cl2 → CuCl2( rắn) Hòa tan CuCl2( rắn) vào nước ta thu dung dịch CuCl2 có màu xanh lam => Chọn phương án B 2.3.3 Sử dụng tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển lực xử lí thơng tin liên quan đến thí nghiệm Ví dụ 1: Dẫn từ từ khí Cl2 vào dung dịch NaOH dư nhiệt độ phòng Dung dịch thu chứa chất: A NaCl, HCl, H2O B NaCl, NaClO, H2O C NaOH, Cl2, H2O D H2O, NaOH, NaClO, NaCl Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố tính chất hố học khí clo: Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O => Chọn phương án D Ví dụ 2: Cho hình vẽ mơ tả thí nghiệm điều chế khí Cl2 từ MnO2 dung dịch HCl đặc: 123 Để thu khí Cl2 khơ bình (1) bình (2) đựng: A dung dịch NaOH dung dịch H2SO4 đặc B dung dịch H2SO4 đặc dung dịch NaCl C dung dịch H2SO4 đặc dung dịch AgNO3 D dung dịch NaCl dung dịch H2SO4đặc Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố kiến thức điều chế clo phịng thí nghiệm: khí clo điều chế có lẫn khí HCl, nước (khí HCl H2O lẫn q trình Phát biểu sau khơng đúng: A Dung dịch H2SO4 đặc có vai trị hút nước, thay H2SO4 CaO B Khí clo thu bình eclen khí clo khơ C Có thể thay MnO2 KMnO4 KClO3 D Không thể thay dung dịch HCl đặc dung dịch NaCl Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố kiến thức điều chế clo phịng thí nghiệm tính chất hóa học CaO Cl2: CaO tác dụng với nước: CaO + H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 phản ứng với Cl2: 124 điều chế dung dịch HCl dùng dung dịch đậm đặc, dễ bay nên tách khỏi dung dịch tạo khí HCl lẫn vào sản phẩm Khi đun nóng, H2O bay phần tạo H2O, nên sản phẩm ngồi Cl2 cịn có khí HCl H2O) => phải dẫn qua dung dịch NaCl để hấp thụ HCl sau qua bình H2SO4 đặc để hấp thụ nước => Chọn phương án D Ví dụ 3: Cho hình vẽ mơ tả điều chế clo phịng thí nghiệm sau: Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O => Đáp án A Ví dụ 4: Khí clo điều chế phịng thí nghiệm phản ứng dung dịch HCl đặc với MnO2 thường có lẫn tạp chất Để thu khí clo tinh khiết, người ta dẫn khí clo khơng tinh khiết qua hai bình, bình đựng chất lỏng X bình đựng chất lỏng Y Hãy xác định chất X, Y số chất sau: H2O, dung dịch NaCl, Ca(OH)2, NaOH, H2SO4 đặc, dung dịch HCl Vẽ sơ đồ lắp đặt dụng cụ thí nghiệm? Hướng dẫn: Bài tập dùng để củng cố kiến thức điều chế clo phịng thí nghiệm: X dung dịch NaCl, Y dung dịch H2SO4 đặc Sơ đồ lắp đặt dụng cụ thí nghiệm: Kết luận Bài tập thực hành thí nghiệm số loại tập thực nghiệm có tác dụng củng cố lý thuyết, rèn luyện kỹ thực hành, có ý nghĩa lớn việc gắn liền lý thuyết thực hành Thơng qua q trình sử dụng hệ thống tập thực hành thí nghiệm dạy học bước đầu cho thấy phát triển lực thực nghiệm hóa học cho sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học Tây Bắc Bài tập thực hành thí nghiệm áp dụng theo cách sử dụng đề xuất giúp giảng viên thực thành công mục tiêu phát triển lực thực nghiệm cho sinh viên Việc đánh giá phát triển lực thực nghiệm sinh viên triển khai, kết nghiên cứu đăng tải báo cáo TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Bình - Đỗ Thị Quỳnh Mai Hà Thị Thoan (2016) Xây dựng tập hóa học nhằm phát triển lực thực hành hóa học cho học sinh trường phổ thơng Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 6A, tr 72-78 Nguyễn Cương (2004) Thí nghiệm thực hành phương pháp dạy học Hoá học NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội Phạm Thị Bích Đào - Đặng Thị Oanh (2017) Đề xuất cấu trúc đánh giá lực thực nghiệm cho học sinh thông qua môn khoa học tự nhiên cấp trung học sở Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 9, tr 56-64 Trần Quốc Đắc (2009) Hướng dẫn thí nghiệm Hố học 10 NXB Giáo dục, Hà Nội Lê Xuân Trọng (2018) Hóa học 10 nâng cao NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Xuân Trường (2018) Hóa học 10 NXB Giáo dục, Hà Nội Đặng Thị Oanh (2018) Dạy học phát triển lực mơn Hóa học trung học phổ thơng NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội SOME EXPERIMENTAL EXPERIMENTS ON CLO TO DEVELOP EXPERIMENTAL CAPACITY FOR STUDENTS OF CHEMICAL TEACHING, TAY BAC UNIVERSITY Abstract: Experimental exercises are one of the experimental exercises that reinforce the theory, train practice skills, and have great significance in linking theory and practice In order to develop the experimental chemistry of students in chemistry pedagogy, Tay Bac University, the article builds a number of exercises with practical content on chlorine experiments Keywords: Experimental, chemical practice capacity, chemical exercises, Tay Bac University _ Ngày nhận 25/11/2020, ngày nhận đăng: 22/12/2020 Liên hệ: daolanhuong@utb.edu.vn 125 ...Tại Trường Đại học Tây Bắc, nhằm phát triển lực thực nghiệm, sinh viên sư phạm Hóa học học học phần thí nghiệm hóa học như: Thí nghiệm hóa học 1, thí nghiệm hóa học 2, thí nghiệm hóa học thí nghiệm. .. thực hành thí nghiệm dạy học bước đầu cho thấy phát triển lực thực nghiệm hóa học cho sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học Tây Bắc Bài tập thực hành thí nghiệm áp dụng theo cách sử dụng. .. (2016) Xây dựng tập hóa học nhằm phát triển lực thực hành hóa học cho học sinh trường phổ thơng Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, số 6A, tr 72-78 Nguyễn Cương (2004) Thí nghiệm thực