Giáo dục môi trường cho học sinh thông qua bài tập toán nhận thức tích hợp về môi trường chương nitơ photpho và chương cacbon silic (hóa học 11 thpt)

Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HOÁ HỌC TRẦN THỊ AN GIANG GIÁO DỤC MÔI TRƢỜNG CHO HỌC SINH THÔNG QUA BÀI TỐN NHẬN THỨC - TÍCH HỢP VỀ MƠI TRƢỜNG CHƢƠNG NITƠ - PHOTPHO VÀ CHƢƠNG CACBON - SILIC (HOÁ HỌC 11 THPT) KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY Nghệ An, tháng 05 năm 2014 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HOÁ HỌC GIÁO DỤC MƠI TRƢỜNG CHO HỌC SINH THƠNG QUA BÀI TỐN NHẬN THỨC - TÍCH HỢP VỀ MƠI TRƢỜNG CHƢƠNG NITƠ - PHOTPHO VÀ CHƢƠNG CACBON - SILIC (HOÁ HỌC 11 THPT) KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: PHƢƠNG PHÁP GIẢNG DẠY Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS Lê Văn Năm Sinh viên thực : Trần Thị An Giang Lớp : 51A – Hoá học MSSV : 1052010587 Nghệ An, tháng 05 năm 2014 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm LỜI CẢM ƠN Trong q trình nghiên cứu hồn thành đề tài này, tơi nhận đƣợc giúp đỡ, đóng góp ý kiến thấy cô tổ Phƣơng pháp giảng dạy – Khoa Hóa học trƣờng đại học Vinh Đặc biệt nhiệt tình, tận tụy thầy giáo PGS.TS Lê Văn Năm- ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn suốt q trình thực đề tài Tơi nhận đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo tổ Hóa học trƣờng THPT Đơ Lƣơng 1- Đơ Lƣơng, Nghệ An- nơi thực tập, ủng hộ gia đình, ngƣời thân bạn bè Tơi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Lê Văn Năm Cảm ơn thầy giáo, cô giáo tổ phƣơng pháp giảng dạy dành thời gian đọc đóng góp cho đề tài, thầy tổ Hóa trƣờng THPT Đơ Lƣơng gia đình, bạn bè ngƣời thân quan tâm, động viên để tơi hồn thành khóa luận Nghệ An, tháng năm 2014 Sinh viên Trần Thị An Giang SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm MỤC LỤC A MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài: Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tƣợng nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu: 4.2 Đối tƣợng nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đóng góp đề tài Cấu trúc nội dung khóa luận: B NỘI DUNG CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Tổng quan môi trƣờng 1.1.1 Môi trƣờng chức môi trƣờng 1.1.1.1 Môi trƣờng 1.1.1.2 Chức môi trƣờng 1.1.2 Mối quan hệ môi trƣờng phát triển 1.1.2.1 Mối quan hệ môi trƣờng phát triển 1.1.2.2 Phát triển bền vững 1.2 Ơ nhiễm mơi trƣờng 1.2.1 Sự ô nhiễm môi trƣờng 1.2.2 Sự ô nhiễm khí 1.2.3 Sự ô nhiễm đất 14 1.2.4 Sự ô nhiễm nƣớc 15 1.3 Giáo dục môi trƣờng 16 1.3.1 Quan niệm giáo dục môi trƣờng 16 1.3.2 Mục tiêu giáo dục môi trƣờng trƣờng phổ thông 18 1.3.3 Nội dung giáo dục môi trƣờng trƣờng phổ thông 18 1.3.3.1 Các nội dung 18 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm 1.3.3.2 Một số hình thức phổ biến tổ chức hoạt động GDMT 19 1.3.3.3 Nội dung địa tích hợp giáo dục bảo vệ mơi trƣờng chƣơng Nitơ - Photpho, chƣơng Cacbon - Silic lớp 11 20 1.3.4 Phƣơng pháp giáo dục môi trƣờng 26 1.4 Bài toán nhận thức: 26 1.4.1 Khái niệm toán nhận thức: 26 1.4.1.1 Bài toán: 26 1.4.1.2 Bài toán nhận thức: 27 1.4.1.3 Đặc điểm BTNT dạy học: 29 1.4.2 Cơ sở dạy học toán nhận thức: 30 1.4.3 Ý nghĩa tóan nhận thức: 31 1.4.3.1 Ý nghĩa trí dục: 31 1.4.3.2 Ý nghĩa phát triển: 32 1.4.3.3 Ý nghĩa giáo dục: 32 1.4.3.4 Ý nghĩa đánh giá phân loại học sinh: 33 1.5 Dạy học tích hợp việc vận dụng giáo dục môi trƣờng giảng dạy Hoá học 33 1.5.1 Dạy học tích hợp 33 1.5.1.1 Khái niệm tích hợp 33 1.5.1.2 Khái niệm dạy học tích hợp 33 1.5.2 Bài tốn nhận thức tích hợp 34 1.5.3 Các khả giáo dục môi trƣờng thông qua mơn hố học 35 1.5.3 Các ngun tắc tích hợp giáo dục mơi trƣờng thơng qua mơn hố học trƣờng phổ thơng 36 1.5.4 Các hình thức áp dụng dạy học tích hợp để giáo dục mơi trƣờng dạy học hố học trƣờng phổ thơng 36 1.5.4.1 Thiết kế giảng tích hợp giáo dục môi trƣờng 36 1.5.4.2 Xây dựng tốn nhận thức tích hợp giáo dục môi trƣờng 36 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm CHƢƠNG XÂY DỰNG BÀI TỐN NHẬN THỨC TÍCH HỢP VỀ MƠI TRƢỜNG TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG NITƠPHOTPHO VÀ CHƢƠNG CACBON - SILIC (HĨA HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THƠNG) 38 2.1 Mục tiêu dạy học chƣơng Nitơ - Photpho 38 2.1.1 Về kiến thức 38 2.1.2 Về kĩ 39 2.1.3 Giáo dục tình cảm, thái độ 39 2.2 Mục tiêu dạy học chơng Cacbon - Silic 40 2.2.1 Về kiến thức 40 2.2.2 Về kĩ 41 2.2.3 Giáo dục tình cảm, thái độ 41 2.3 Xây dựng tốn nhận thức mơi trƣờng 41 2.3.1 Quy trình xây dựng BTNT : 41 2.3.2 Nguyên tắc xây dựng toán nhận thức tích hợp mơi trƣờng 42 2.3.3 Quy trình sử dụng BTNT tích hợp dạy học vấn đề môi trƣờng : 43 2.3.4 Các tập nhận thức - tích hợp vấn đề môi trƣờng chƣơng Nito- photpho: 48 2.3.4 Hệ thống BTNT vấn đề môi trƣờng chƣơng CacbonSilic: 59 2.4 Sử dụng tốn nhận thức - tích hợp giáo dục mơi trƣờng dạy học hóa học: 63 2.4.1 Sử dụng BTNT tích hợp để nghiên cứu tài liệu mới: 64 2.4.2 Sử dụng BTNT tích hợp luyện tập, ơn tập 65 2.4.3 Sử dụng BTNT dạy có thí nghiệm thực hành 66 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 68 3.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm: 68 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm: 68 3.3 Chuẩn bị thực nghiệm: 69 3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm: 69 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm 3.3.1.1 Trƣờng thực nghiệm: 69 3.3.1.2 Lớp thực nghiệm lớp đối chứng 69 3.3.2 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 70 3.4 Kiểm tra kết thực nghiệm 70 3.5 Phân tích kết thực nghiệm sƣ phạm 75 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 Những việc hoàn thành luận văn 77 Các kết luận 77 Một số đề xuất 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHẦN PHỤ LỤC 83 SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm A MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Con ngƣời cần có mơi trƣờng lành, tài nguyên thiên nhiên thích hợp để sử dụng sinh hoạt sản xuất nhƣ: khơng khí lành để thở, nƣớc để sinh hoạt ngày…, cần có mơi trƣờng văn hố - xã hội lành mạnh, văn minh để hình thành, phát triển nhân cách, nâng cao chất lƣợng sống vật chất lẫn tinh thần Nhƣng thập niên gần đây, phát triển kinh tế ạt dới tác động cách mạng khoa học kĩ thuật gia tăng dân số nhanh làm cho môi trƣờng bị biến đổi chƣa thấy: nhiều nguồn tự nhiên bị vắt kiệt, nhiều hệ sinh thái bị tàn phá mạnh, nhiều cân tự nhiên bị rối loạn,… Môi trƣờng trở thành vấn đề thu hút quan tâm toàn giới Con ngƣời phải làm can thiệp để bảo vệ nơi sinh thành mình? Con ngƣời phải hành động, thực hàng loạt vấn đề phức tạp, có vấn đề Giáo dục Mơi trƣờng (GDMT) Lần lịch sử, họp Liên hiệp Quốc (LHQ) bảo vệ môi trƣờng tài nguyên thiên nhiên Pari, thuật ngữ “GDMT” đƣợc sử dụng, tiếp ngày 5/6/1972, hội nghị LHQ họp Stockhơm (Thuỵ Điển) trí nhấn mạnh: Việc bảo vệ thiên nhiên môi trƣờng hai nhiệm vụ hàng đầu nhân loại Và ngày tháng hàng năm trở thành “Ngày môi trƣờng giới” Các hội nghị quốc tế môi trƣờng liên tiếp diễn nói lên tầm quan trọng khẩn thiết toàn cầu GDMT cần thiết để làm sở cho nhận thức hành vi có trách nhiệm cá nhân tổ chức việc bảo vệ cải thiện môi trƣờng GDMT biện pháp hiệu giúp ngƣời có nhận thức việc khai thác, sử dụng bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trƣờng Thế hệ trẻ ngƣời chủ tƣơng lai Việc GDMT nhà trƣờng phổ thông chiếm vị trí đặc biệt, nhà trƣờng nơi đào tạo hệ trẻ, SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm ngƣời chủ tƣơng lai đất nƣớc thực việc sử dụng nguồn tài nguyên bảo vệ môi trƣờng GDMT cho hệ trẻ việc làm có tác dụng rộng lớn nhất, sâu sắc lâu bền Thực tế trƣờng phổ thông Việt Nam việc đƣa nội dung GDMT vào chƣơng trình mơn học đƣợc thực qua q trình cải cách giáo dục cịn sơ sài, tập trung chủ yếu vào môn học có liên quan nhiều đến mơi trƣờng: mơn Tự nhiên Xã hội Tiểu học, mơn Địa lí, Sinh học, Hố học, Kĩ thuật nơng nghiệp trờng THCS THPT, hiểu biết mơi trƣờng ý thức BVMT học sinh cịn hạn chế Hố học khoa học thực nghiệm, có liên quan nhiều đến biến đổi tự nhiên, thực tế sản xuất đời sống Vì vậy, hố học có điều kiện thuận lợi để giáo dục mơi trƣờng cho học sinh Với nét đặc thù riêng hố học có vai trị quan trọng việc giải thích cải tạo tƣợng thực tế Qua giúp cho có ý thức việc bảo vệ mơi trƣờng Trong giảng dạy hố học trƣờng phổ thơng khai thác đƣợc kiến thức lồng ghép tƣợng thực tế, tập nhận thức bảo vệ mơi trƣờng học làm cho học trở nên sinh động, học sinh trở nên u hứng thú với mơn học, từ có đƣợc kiến thức, thái độ tình cảm, ý thức BVMT sâu sắc Với lí chúng tơi chọn đề tài: “Giáo dục môi trường cho học sinh thơng qua tốn nhận thức - tích hợp môi trường chương Nitơ – Photpho chương Cacbon – Silic (Hóa học 11 THPT)” Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu nội dung hố học có liên quan đến môi trƣờng, ô nhiễm môi trƣờng, bảo vệ môi trƣờng học Chƣơng Nitơ Photpho chƣơng Cacbon - Silic (Hoá học 11 THPT) - Xây dựng hệ thống toán nhận thức Hoá học chƣơng Nitơ - Photpho chƣơng Cacbon - Silic theo hƣớng tích hợp giáo dục mơi trƣờng SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận đề tài: dạy học tích hợp, lí thuyết tập giáo dục mơi trƣờng - Tìm hiểu nội dung chƣơng để nêu đƣợc kiến thức hoá học liên quan đến mơi trƣờng, GDMT - Xây dựng hệ thống tốn nhận thức tích hợp mơi trƣờng - Thực nghiệm sƣ phạm nhằm tìm hiểu thực tế giáo viên, học sinh vấn đề môi trƣờng, giáo dục môi trƣờng để làm sở nghiên cứu đề tài Khách thể đối tƣợng nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học hố học, hệ thống phƣơng pháp dạy học Hoá học 4.2 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tốn nhận thức tích hợp giáo dục mơi trƣờng vấn đề phát huy tính tích cực, chủ động, vận dụng thực tiễn học sinh việc học tập nội dung chƣơng Nitơ – Photpho chƣơng Cacbon - Silic Hóa học 11 THPT Phƣơng pháp nghiên cứu a, Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phƣơng pháp phân tích tổng hợp lý thuyết - Phƣơng pháp giả thuyết b, Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Điều tra - Thực nghiệm sƣ phạm - Phƣơng pháp tổng kết kinh nghiệm giáo dục c, Phương pháp thống kê tốn học để xử lí phân tích kết thực nghiệm sư phạm Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đƣợc hệ thống tập nhận thức tích hợp mơi trƣờng giảng dạy Hố học góp phần nâng cao hiệu việc dạy SVTH: Trần Thị An Giang Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Bài toán 2: Làm để ngăn chặn tƣợng biến đổi khí hậu tồn cầu? A Cắt giảm lƣợng khí thải CO2 B Trồng thêm nhiều xanh C Bảo vệ rừng rậm nhiệt đới, rừng ngập mặn loài rong tảo biển D Tất biện pháp Hướng dẫn: Phƣơng án D Bài tốn 3: Trong thành phần khí thải cơng nghiệp có khí SO2, NO, NO2, NH3, CO2, CO, N2 Khí gây tƣợng mƣa axit: A SO2, CO, NO2 B NO, NO2, NH3 C NO2, N2, CO2 D SO2, NO2, CO2 Hướng dẫn: Phƣơng án D b) Bài tốn q trình tạo sản phẩm ảnh hưởng đến mơi trường cách xử lí Bài tốn 4: Trong khói thuốc có 0,5 đến 1% CO, chất gây ô nhiễm môi trƣờng môi trƣờng, gây tác hại cho sức khoẻ Phƣơng pháp sau dùng chứng minh điều đó? A Cho khói thuốc qua CuO, t0 B Cho khói thuốc qua dung dịch PdCl2 C Cho khói thuốc qua MnO2, cho sản phẩm qua nƣớc vơi D Cho khói thuốc qua I2O5 Hướng dẫn: Phƣơng án B Cho CO qua dung dịch PdCl2 làm đổi màu dung dịch sang đỏ thẫm hạt nhỏ Pd tách dung dịch Phƣơng trình phản ứng: CO + PdCl2 + H2O  Pd + 2HCl + CO2  Bài toán 5: Hỗn hợp khí (CO, H2) sinh phƣơng pháp điều chế H2 từ than cốc nƣớc, CO khí gây nhiễm khơng khí Để giảm thải khí CO, ngƣời ta trộn hỗn hợp khí với nƣớc có xúc tác Fe2O3 thu đƣợc CO2 H2 Đây phản ứng hoá học toả nhiệt, để SVTH: Trần Thị An Giang 109 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm chuyển dịch cân sang chiều thuận, ngƣời ta tiến hành biện pháp sau đây? A Giảm nhiệt độ hệ B Tăng nồng độ nƣớc C Tăng áp suất chung hệ D Giảm áp suất chung hệ Hướng dẫn: CO + H2O  CO2 + H2 Theo nguyên lí chuyển dịch cân Lơ Satơlie, phản ứng toả nhiệt nên phải giảm nhiệt độ hệ để chuyển dịch cân sang chiều thuận  Phƣơng án A Bài tốn 6: Khí CO khí độc, gây ô nhiễm môi trƣờng, có thành phần của: A Khí thiên nhiên B Khí dầu mỏ C Khí lị cao D Khơng khí Hướng dẫn: Phƣơng án C Bài tốn 7: Để xử lí lƣợng khí CO2, ngƣời ta dẫn khí CO2 qua A để hấp thụ hết CO2 đƣợc dung dịch B Sau axit hố dung dịch B tái tạo lại CO2 Vậy A là: A Dung dịch Ca(OH)2 B Dung dịch NaOH C Dung dịch Ba(OH)2 D Cả A, B, C Hướng dẫn: Phƣơng trình phản ứng xảy ra: CO2 + Ca(OH)2  CaCO3  + H2O (1) CO2 + NaOH  Na2CO3 + H2O (2) CO2 + Ba(OH)2  BaCO3  + H2O (3) Chỉ dẫn khí CO2 qua dung dịch NaOH thu đƣợc dung dịch B Na2CO3, phản ứng (1), (3) tạo kết tủa Khi axit hoá B: Na2CO3 + 2H+  CO2  + 2Na+ + H2O  Phƣơng án là: B Bài tốn 8: Có lọ đựng riêng biệt khí CO2 SO2 quên ghi nhãn, bỏ khí cách mở bình đổ đi, nhƣng phải lọ chứa CO2, lọ SVTH: Trần Thị An Giang 110 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm SO2 chất độc nên cần phải xác định để cịn xử lí trƣớc đổ bỏ Dùng thuốc thử sau để xác định khí hai lọ? A Dd H2SO4 lỗng B Dung dịch Ca(OH)2 C Dung dịch NH3 D Nƣớc Brom Hướng dẫn: CO2 SO2 hai oxit axit, nhƣng SO2 độc khơng thể dùng phƣơng pháp mở nắp đổ bỏ khí đƣợc nên cần xác định tên lọ trƣớc đổ bỏ Phƣơng án A axit mạnh dùng để nhận biết đƣợc lọ Phƣơng án B, C bazơ, hai cho phản ứng Nƣớc brom phản ứng đƣợc với SO2 SO2 có tính khử, phản ứng cịn có dấu hiệu thay đổi dễ nhận biết, làm màu nƣớc brom: SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4 (Dung dịch màu nâu) (không màu)  Đáp án: Phƣơng án D Bài toán 9: Hàm lƣợng CO cho phép thành phần khơng khí khu vực sản xuất 0,03 mg/l Để xác định hàm lƣợng khí CO có khí thải lị đốt ngƣời ta tiến hành lấy mẫu khơng khí làm thí nghiệm sau: sục hết lít khơng khí qua dung dịch PdCl2 dƣ, cho phản ứng hoàn toàn sau phản ứng lọc rửa chất rắn thu đƣợc thấy cân nặng 2,6605.10 -4 gam Xác định hàm lƣợng CO, cho biết khu vực lị đốt khơng khí có bị nhiễm CO vƣợt mức cho phép hay không? A Nồng độ CO 0,03 mg/l, mức cho phép B Nồng độ CO 0,035 mg/l, vƣợt mức cho phép C Nồng độ CO 0,025 mg/l, dƣới mức cho phép D Nồng độ CO 0,04 mg/l, vƣợt mức cho phép Hướng dẫn:  Phƣơng án trả lời: B CO + PdCl2 + H2O  Pd  + 2HCl + CO2  SVTH: Trần Thị An Giang 111 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm n Pd = 2,5 10-6 mol  n CO = 2,5 10-6 mol  m CO = 10-5 gam = 0,07 mg Nồng độ CO là: 0,07:2 = 0,035 mg/l > 0,03 mg/l nên vƣợt mức cho phép Bài tốn 10: Than đá chất thành đống lớn tự bốc cháy gây ảnh hƣởng đến môi trƣờng Vì sao? Làm để ngăn ngừa đƣợc tƣợng này? Hướng dẫn: nhiệt độ bình thƣờng, than đá bị oxi hố chậm oxi khơng khí có toả nhiệt đống than nhỏ, nhiệt toả bị khơng khí phát tán khoảng khơng gian xung quanh Vì nhiệt độ không tăng lên cách rõ rệt đống than lớn, nhiệt khơng ngồi, mà nhiệt độ tăng lên không ngừng Khi nhiệt độ bên đống than cao, oxi hoá chậm than biến thành cháy than tự bùng lên Trong q trình tạo chất khí ảnh hƣởng đến môi trƣờng: CO, CO 2, SO2,… Để tránh cho than khỏi bốc cháy, ngƣời ta đổ thành đống nhỏ thành đụn có chiều rộng chiều cao vào khoảng từ 1,5 đến 2m Nếu lí mà khơng làm đƣợc luồn vào đống than vài ống thơng nhiệt ngồi, mà ngăn khơng cho nhiệt độ tăng lên Bài tốn 11: CO chất gây ô nhiễm môi trƣờng Những nguồn sinh khí khí núi lửa, khí lị cao, khí lị cốc, khói nhà máy nhiệt điện, khí thải phƣơng tiện giao thơng đốt nhiên liệu, cháy rừng,… Ngƣời ta phát đƣợc vết CO hỗn hợp khí nhờ phản ứng dung dịch, CO khử đƣợc muối kim loại quý (vàng, platin, palađi) đến kim loại tự Viết phƣơng trình xảy dung dịch với muối palađi clorua Hướng dẫn: CO + PdCl2 + H2O  Pd + 2HCl + CO2  SVTH: Trần Thị An Giang 112 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm c) Bài tốn tính chất chất liên quan đến môi trường, sử dụng hoá chất phục vụ đời sống sản xuất Bài toán 12: Các loại than sau, loại dùng làm chất hấp phụ mặt nạ phòng chống chất độc? A Than chì B Than cốc C Than gỗ D Than muội Hướng dẫn: Phƣơng án C Than gỗ có cấu trúc nhiều lỗ xốp nên có khả hấp phụ tốt Bài tốn 13: CO chất khí gây nhiễm mơi trƣờng, nhiên có nhiều ứng dụng ngành luyện kim, phản ứng sau đúng? A MxOy + yCO  xM + yCO2 (M kim loại nhóm IA, IIA) B MxOy + yCO  xM + yCO2 (M kim loại sau Al) C Al2O3 + 3CO  2Al + 3CO2 D MgO + CO  Mg + CO2 Hướng dẫn: Phƣơng án B Bài toán 14: CO oxi tƣơng tác với nhau: A Ở nhiệt độ thƣờng B Có đun nóng nhẹ C Khi có chất xúc tác D Cả ba điều kiện Hướng dẫn: Phƣơng án C CO oxi phản ứng 700oC, không xảy điều kiện thƣờng, phản ứng cháy CO khơng khí xảy có mặt vết nƣớc Tƣơng tác xảy bề mặt số chất xúc tác: hỗn hợp MnO2 CuO Phản ứng khó xảy CO dễ tồn khơng khí đƣợc sinh ra, khí độc Bài tốn 15: Những khẳng định sau CO, điều không đúng? A Cấu tạo CO tƣơng tự N2, nên CO N2 có tính chất tƣơng tự B CO chất khí không màu, không mùi, không vị, oxit không tạo muối C CO kết hợp với hemoglobin máu thành hợp chất bền (HbCO), ngăn cản trình vận chuyển oxi đến quan Vì CO khí độc SVTH: Trần Thị An Giang 113 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm D Có thể dùng mặt nạ than hoạt tính để chống khí độc CO Hướng dẫn: Than hoạt tính khơng hấp phụ đƣợc CO mà phải cần có trộn thêm chất xúc tác để khử CO  Phƣơng án D Bài toán 16: CO đƣợc coi chất độc, có tính chất nguy hiểm, vì: A Là khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị làm cho quan cảm thụ ngƣời không nhận biết đƣợc B Liên kết với hemoglobin máu nhanh oxi, ngăn cản chức vận chuyển oxi hemoglobin C Khơng sử dụng đƣợc mặt nạ phịng độc thơng thƣờng (có than hoạt tính), sử dụng đƣợc có lọc dành riêng để lọc CO D Cả A, B, C Hướng dẫn: Phƣơng án D Bài tốn 17: Khí CO CO2 khí ảnh hƣởng đến mơi trƣờng Trƣờng hợp giải thích sau không đúng? A CO2 chất gây ô nhiễm môi trƣờng mà chất gây hiệu ứng nhà kính, làm nhiệt độ Trái Đất tăng lên B CO khí gây nhiễm mơi trƣờng C CO2 khơng trì sống, nên khí độc D CO ngăn di chuyển oxi hồng cầu đến quan thể động vật, nên CO khí độc Hướng dẫn: CO2 khơng trì sống nhƣng khơng phải chất độc  Phƣơng án C Bài toán 18: Khí than ƣớt, khí lị ga có chứa CO độc nhƣng ngƣời ta điều chế từ than để làm nhiên liệu khí thay than, vì: A Nhiên liệu khí cháy hết khơng tạo sản phẩm chất độc hại B Than cháy tạo số sản phẩm có mùi, cháy khơng hồn tồn sinh chất độc hại CO C Nhiên liệu khí dễ sử dụng có ứng dụng nhiều D Cả A, B, C SVTH: Trần Thị An Giang 114 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Hướng dẫn: Khí than ƣớt, khí lị ga ngồi CO cịn có số thành phần khí khác: H2, N2, CO2, lƣợng nhỏ khí khác cháy sinh sản phẩm cuối CO2, H2O, N2 không độc hại không mùi Nhiên liệu dễ sử dụng, dễ bắt cháy than  Đáp án: Phƣơng án D Bài toán 19: Khí sau nguyên nhân gây nguy hiểm ngƣời sử dụng bếp than để sƣởi ấm vào mùa đông: A SO2 B H2S C CO D CO2 Hướng dẫn: Các chất khí độc hại ngƣời môi trƣờng, sử dụng bếp than phản ứng cháy thiếu oxi tạo CO chất gây nguy hiểm liên kết với hemoglobin máu nhanh oxi, ngăn cản chức vận chuyển oxi hemoglobin Bài toán 20: Khí CO2 chất: A Gây hiệu ứng nhà kính B Chất khơng trì sống, cháy C Là chất khí độc D Cả A, B Hướng dẫn: Khí CO2 nguồn gây hiệu ứng nhà kính, chất khơng trì sống, cháy Khơng độc nhƣng với nồng độ cao gây ngạt thở thiếu oxi  Phƣơng án D Bài toán 21: Nồng độ lớn khí CO2 khí sẽ: A Gây hiệu ứng nhà kính B Làm cho pH nƣớc thấp C Hoà tan CaCO3 vào nƣớc gây tƣợng nƣớc cứng D Cả A, B, C Hướng dẫn: Đáp án D Bài tốn 22: Khí CO2 thải nhiều khí quyển: A Gây nên tƣợng nhà kính B Tạo thành mù làm tầm nhìn C Làm khơng khí có mùi khó chịu D Khơng tác động đến môi trƣờng SVTH: Trần Thị An Giang 115 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Hướng dẫn: CO2 chất khí khơng màu, khơng mùi nên khơng thể làm tầm nhìn gây mùi, CO2 nguyên nhân hiệu ứng nhà kính nên khơng thể nói khơng có tác động đến mơi trƣờng  Đáp án A Bài toán 23: Ngƣời ta điều chế photgen COCl2 từ CO Cl2 Photgen chất độc, nhiên từ photgen điều chế thành ure Tại nhiệt độ khơng đổi, dung tích bình lít, nồng độ (mol/l) chất trạng thái cân nhƣ sau: CO + Cl2  COCl2 0,02 0,01 0,02 (mol/l) Khi thêm 1,42 gam Clo Nồng độ chất cân là: A [CO] = 0,013M; [Cl2] = 0,023M; [COCl2] = 0,027M B [CO] = 0,012M; [Cl2] = 0,012M; [COCl2] = 0,023M C [CO] = 0,017M; [Cl2] = 0,027M; [COCl2] = 0,023M D [CO] = 0,015M; [Cl2] = 0,025M; [COCl2] = 0,025M Hướng dẫn: SVTH: Trần Thị An Giang 116 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Bài toán 24: Hãy ghép ý nửa sơ đồ cột với nửa lại cột để đƣợc nội dung tính chất chất: Cột Cột Khí NH3 A Chất khơng trì cháy, nồng độ cao gây thiếu oxi Khí CO B Làm khơng khí phịng thí nghiệm bị nhiễm khí clo Khí NO2 C Nặng tƣơng đƣơng khơng khí, chất độc Khí CO2 D Tan đƣợc nƣớc, chất độc Hướng dẫn: – B; – C; – D; 4-A Bài toán 25: Lựa chọn ý cột ghép với ý cột để có biện pháp xử lí hay nhận biết khí thải sau: Cột Cột Khí NH3 A Dùng dung dịch muối PdCl2 Khí CO B Dung dịch nƣớc brom Khí SO2 C Dùng dung dịch Ca(OH)2 Khí CO2 D Dùng HCl Hướng dẫn: – D; – A; – B; 4–C Bài toán 26: Đây chất đƣợc tạo thành q trình đốt nhiên liệu hố thạch, lị nung sản xuất vật liệu xây dựng,…khơng màu, khơng mùi, có khối lượng tương đương khơng khí, khó tham gia phản ứng với oxi điều kiện thường, có khả kết hợp với hemoglobin máu thành hợp chất bền, ngăn cản trình vận chuyển oxi đến quan Cơng thức hóa học chất là: A NO B N2 C CO D C2H4 Hướng dẫn: NO chất nhƣ CO có tác dụng mạnh với hemoglobin, nhƣng bền có mặt oxi SVTH: Trần Thị An Giang 117 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm N2 chất khơng màu, khơng mùi, có khối lƣợng tƣơng đƣơng khơng khí, khó tác dụng với oxi điều kiện thƣờng, nhƣng khí khơng trì sống, khơng có khả kết hợp với hemoglobin C2H4 có khối lƣợng tƣơng đƣơng khơng khí nhƣng chất đốt khơng thể phẩm sinh sau q trình đốt CO chất có khối lƣợng tƣơng đƣơng khơng khí, khó tác dụng với oxi điều kiện thƣờng  Đáp án đúng: Phƣơng án C Bài tốn 27: Vì khí than ƣớt, khí lị ga có chứa CO độc nhƣng ngƣời ta điều chế từ than để làm nhiên liệu khí? Hướng dẫn: Khi đốt than phản ứng xảy ra: C + O2  CO2 CO2 + C  2CO Đối với nhiên liệu khí có phản ứng: 2CO + O2  CO2 H2 + O2  H2O Sản phẩm tạo thành nhiên liệu khí khơng cịn CO, cịn đốt than có CO chất khí độc hại mơi trƣờng Đốt nhiên liệu khí an tồn cho mơi trƣờng Bài toán 28: Trong phƣơng pháp điều chế H2 từ than cốc nƣớc, phản ứng sinh lƣợng CO tƣơng ứng với H2: C + H2O  CO + H2 CO lại khí gây nhiễm khơng khí Để đảm bảo sức khoẻ ngƣời, hỗn hợp khí sinh chứa 1% CO Muốn ngƣời ta dùng phản ứng: CO + H2O  CO2 + H2 K =5 Trong phản ứng trên, ngƣời ta dùng n mol H2O, mol CO Gọi x %CO hỗn hợp a) Tính x n = b) Nếu muốn hỗn hợp cân khơng chứa q 1% CO giá trị n bao nhiêu? SVTH: Trần Thị An Giang 118 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Hướng dẫn: Bài toán 29: Có hỗn hợp khí gồm CO, HCl SO2 a) Bằng phƣơng pháp hoá học chứng minh có mặt khí có hỗn hợp? b) Nêu phƣơng pháp xử lí khơng cho ngồi mơi trƣờng chất khí độc hại trên? Hướng dẫn: a) Cho hỗn hợp qua dung dịch PdCl2, có kết tủa  chứng minh có CO: CO + PdCl2 + H2O  Pd + 2HCl + CO2  Cho hỗn hợp qua dung dịch AgNO3 có kết tủa khơng tan axit  chứng minh có HCl: HCl + AgNO3  AgCl  + HNO3 Cho hỗn hợp qua dung dịch brom làm màu dung dịch brom  chứng minh có SO2: SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4 b) Trƣớc hết cho hỗn hợp khí sục qua dung dịch PdCl2 , sau dẫn qua nƣớc vơi Q trình hấp thụ hết khí SVTH: Trần Thị An Giang 119 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Bài toán 30: Trong phản ứng nung vơi có cân bằng: CaCO3  CaO (r) + CO2 (k) a) Ở 8200C, số cân phản ứng phân huỷ K p = 0,2 Trong bình kín, chân khơng dung tích 22,4 lít 8200C, cho vào 0,1 mol CaCO3 Tính thành phần số mol chất trạng thái cân b) Trong q trình sản xuất vơi xây dựng, để tăng hiệu suất sản xuất vôi sống ngƣời ta thƣờng lƣu ý đến vấn đề gì? Vì phải xây dựng lị sản xuất vơi xa khu dân cƣ? Hướng dẫn: a) Kp = p CO = 0,2 atm  n CO = 0,05mol 2 CaCO3  CaO (r) + CO2 (k) Kp = 0,2 Ban đầu: 0,1 0 mol Cân 0,05 0,05 0,05 mol b) Phản ứng điều chế vôi xây dựng từ phƣơng trình phản ứng sau: CaCO3  CaO (r) + CO2 (k) Dựa vào đặc điểm phản ứng, mà cần lƣu ý điểm sau: - Diện tích tiếp xúc : Đá vơi phải có kích thƣớc vừa phải - Do phản ứng thuận nghịch nên cần có biện pháp sau: nhiệt độ phản ứng khoảng 1000 – 11000C - CO2 sinh đƣợc loại khỏi lò để cân chuyển dịch sang bên phải - Xây dựng lị sản xuất vơi xa khu dân cƣ: q trình nung vơi sử dụng nhiên liệu cho lị nung sản sinh khí độc hại: CO, SO2, khí CO2 sinh khơng có lợi cho mơi trƣờng sống,… SVTH: Trần Thị An Giang 120 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Bài toán 31: Các sản phẩm đốt cháy than có tác động bất lợi đến mơi trƣờng Hàm lƣợng ngun tố khí ống khói thải từ lị đốt than có giá trị trung bình nhƣ sau: Nguyên tố C H O S N % khối lƣợng 61,2 4,3 7,4 3,9 1,2 tro nƣớc 12,0 10,0 Các sản phẩm đƣợc sinh từ phản ứng hố học cacbon, phản ứng phụ (của nitơ khơng khí tạo khí nitơ monoxit, tạp chất FeS2 than, phản ứng đốt cháy hiđrocacbon than) Hãy viết phƣơng trình phản ứng từ phản ứng Hướng dẫn: Các phản ứng hố học C: C + O2  CO2 2C + O2  2CO Các phản ứng phụ: N2 + O2  2NO 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 CxHy + (x + y/4)O2  xCO2 + y/2H2O Bài toán 32: Bụi thạch anh gây xơ phổi cho ngƣời tiếp xúc với Thạch anh có thành phần cơng thức hố học chất sau đây: 3CaO.SiO2; Na2O.CaO.SiO2; SiO2? Hướng dẫn: Bụi thạch anh có chứa thành phần SiO2 Cả 3CaO.SiO2; Na2O.CaO.SiO2; SiO2 bụi thạch anh nhƣng công thức thạch anh là: SiO2 Bài toán tổng hợp hiệu ứng môi trƣờng nguồn phát thải chất ô nhiễm Bài toán 1: Nêu hiểu biết em hiệu ứng môi trƣờng: mƣa axit, hiệu ứng nhà kính Những tác nhân hố học gây ra, nguồn phát thải tác nhân đó? Chúng ta cần phải làm gì? SVTH: Trần Thị An Giang 121 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Hướng dẫn: Mƣa axit: tƣợng nƣớc mƣa có tính axít với giá trị pH thấp (pH từ 5,5 trở xuống) Tác hại: gây tính ăn mịn mạnh, làm chết sinh vật, gây bệnh tật Tác nhân chính: SO2, NOx Nguyên nhân: khí thải nhƣ SO2, NOx bị oxi hố khí có ánh sáng mơi trƣờng tạo thành axit mạnh hoà tan nƣớc mƣa nhƣ H2SO4, HNO3 Nguồn tác nhân: đốt nhiên liệu hoá thạch, đặc biệt than đá, công nghiệp luyện kim, động đốt trong,… Giải pháp: tiết kiệm lƣợng, thay thé nhiên liệu hoá thạch nhiên liệu hơn, xử lí khí thải trƣớc xả vào mơi trƣờng Hiệu ứng nhà kính: tăng nhiệt độ Trái Đất tăng nồng độ khí nhà kính khí Tác hại: băng tan làm tăng mực nƣớc biển, thay đổi cân sinh thái vùng, thay đổi dịng hải lƣu làm biến đổi khí hậu, … Tác nhân: CO2, CH4,… Ngun nhân: khí nhà kính có khả cho tia tử ngoại tia trông thấy qua, nhƣng phản xạ tia nhiệt (hồng ngoại) từ Trái Đất khơng cho vào vũ trụ Giải pháp: giảm phát thải CO2 (bằng nhiều biện pháp), trồng xanh trì cân CO2 Bài tốn 2: a) Liệt kê nguồn phát thải chất ô nhiễm sau mà em biết: CO, CO2, NOx b) Khí sau gây tƣợng mƣa axit: CO2, SO2, NO2, HCl, NH3, CO, H2S, N2? Hướng dẫn: a) CO, CO2: đốt nhiên liệu hoá thạch (dầu xăng, gas, than đá), nhiên liệu chứa cacbon nói chung để chạy động cơ, lò cao luyện kim, lò nung sản xuất vật liệu xây dựng,… NOx: động đốt trong, lò đốt nhiệt độ cao,… b) CO2, SO2, NO2, HCl, H2S SVTH: Trần Thị An Giang 122 Lớp: 51A – Hoá học Khoá luận tốt nghiệp đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm Bài toán 3: a) Khi sử dụng than để nấu, nung gạch gói, nung vơi lại gây ô nhiễm môi trƣờng Hãy nêu biện pháp chống ô nhiễm mơi trƣờng giải thích? b) Trong khí sau, khí gây nhiễm mơi trƣờng: HCl, NO, CO2, NO2, SO2, NH3, N2? c) Tại nƣớc mƣa mùa hè thƣờng có tính ăn mịn mạnh mùa khác? Hướng dẫn: a) Khi sử dụng than để nấu, nung gạch ngói, nung vơi, sinh khí CO, CO2 khí có hại cho mơi trƣờng, nên làm ô nhiễm môi trƣờng: C + O2  CO2 CO2 + C  2CO b) HCl, NO, CO2, NO2, SO2, NH3 c) Tính ăn mịn mạnh nƣớc mƣa mùa hè: có nhiều sấm chớp, gây phản ứng tạo thành HNO3 – axit mạnh Các phƣơng trình phản ứng: 3000 C N2 + O2   2NO 2NO + O2  NO2 4NO2 + H2O + O2  HNO3 SVTH: Trần Thị An Giang 123 Lớp: 51A – Hoá học ... Bài tốn nhận thức tích hợp a Về chất: Bài tốn nhận thức tích hợp toán nhận thức với đầy đủ đặc điểm nhƣ trình bày Tuy nhiên, tập nhận thức tích hợp, nhiệm vụ nhận thức địi hỏi tìm kiếm kiến thức, ... kiến thức, thái độ tình cảm, ý thức BVMT sâu sắc Với lí chúng tơi chọn đề tài: ? ?Giáo dục môi trường cho học sinh thông qua tốn nhận thức - tích hợp mơi trường chương Nitơ – Photpho chương Cacbon. .. đại học GVHD: PGS.TS Lê Văn Năm TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA HOÁ HỌC GIÁO DỤC MÔI TRƢỜNG CHO HỌC SINH THƠNG QUA BÀI TỐN NHẬN THỨC - TÍCH HỢP VỀ MƠI TRƢỜNG CHƢƠNG NITƠ - PHOTPHO VÀ CHƢƠNG CACBON