10. Cấu trúc của luận văn
2.2.7. Tổ chức hoạtđộng dạy học
2.2.7.J. Đơn vị kiến thức ỉ: Tìm hiểu sự dẫn điện của nước cất và các dung dịch axit, hazơ, muối.
H oạt động 1: Phát hiện vấn đ ề nghiên cứu và đề ra giải pháp giải quyết vấn đề Hình thức tổ chức dạy học: Giáo viên hướng dẫn cả lớp thảo luận
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Nêu câu hỏi: Chất rắn như kim loại là chất dẫn điện tốt vậy chất lỏng như nước, các dung dịch muối, axit, bazơ có dẫn điộn không?
*Hỏi làm thế nào để kiểm tra sự dẫn điện của môi trường chất lỏng này?
-Học sinh phán đoán có thể có hoặc không
*Yéu cầu học sinh để suất phương án làm thí nghiệm
*Định hướng viộc thảo luận của học sinh và rút ra kết luận về phương án thí nghiệm
Thí nghiệm gỗm có:
- Một bình thuỷ tinh có hai điên cực bằng Cu, một am phe kế, một nguồn điện, muối ăn, C11SO4, axit và nước cất - Mắc mạch điên như hình vẽ (hình mạch điện điện phân)
- Quan sát số chỉ của kim điện kế với từng trường hợp để rút ra câu trả lời.
Học sinh cùng thảo luận trên cơ sở phát biểu ý kiến của mình
H oạt động 2: Giải quyết vấn để
Hình thức tổ chức dạy học : T ổ chức hoạt động nhóm
Xuất phát từ nội dung kiến thức và tiến trình xây dựng kiến thức, chúng tôi tổ chức hoạt động nhóm theo hình thức:
- Các nhóm trong lớp thực hiện một mục tiêu duy nhất của phần học, có nhiộm vụ giống nhau. Làm thí nghiêm kiểm tra tính dẫn điộn của chất lỏng như nước, axit, muối.
-Với một nôi dung thực hiộn trên cùng một thí nghiệm nên chúng tôi chia một lớp học 40 học sinh thành 8 nhóm, mỗi nhóm có 5 học sinh trong đó phân bố tương đối đểu vé trình độ nhận thức của các nhóm . Các nhóm phân bô' đồng đều lực học của học sinh giỏi, khá, trung bình, yếu trong đó cử một nhóm trưởng, một thư kí.
Hoạt dộng của nhóm
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh *Chia nhóm học sinh, đề nghị các
nhóm.
+ Cử nhóm trưởng, thư kí + Tiến hành thí nghiệm
*Quan sát hoạt động của các nhóm, giúp đỡ học sinh khi họ gặp khó khăn.
- Làm việc theo nhóm. + Mắc mạch điện
+ Quan sát số chỉ của am pe kế khi trong bình là nước cất thấy 1=0
+Thay nước cất bằng dung dịch H2S 04 quan sát số chỉ của ampe kế I#0.
+ Hoà muối ăn NaCl vào bình nước cất, quan sát số chỉ của ampekế, thấy sồ' chỉ của am pe kế I#0 và có bọt khí bay lên từ điện cực
+ Hoà C uS04 vào bình nước cất, quan sát số chỉ của ampekế thấy số chỉ của am pekế I#0 và catốt có Cu bám vào
Thảo luận cả lớp thông qua các kết quả hoạt động nhóm
H oạt động của giáo viẽn H oạt động của học sinh *Yêu cầu các nhóm trả lời phiếu học
tập số 0 1.
Hướng dẫn trả lời từng câu hỏi từ đó thống nhất ý kiến đúng đưa ra kết luận
-Cử đại diện nêu kết quả làm thí nghiệm của nhóm và trả lời câu hỏi ờ
phiếu học tập số 01
-Cùng tham gia tranh luận tương tác giữa các nhóm
- Nước cát không dẫn điện
- Các dung dịch muối, a x it, bazơ dẫn điện.
2.2.7.2. Đơn vị kiến thức 2: Dỏng điện trong chất điện phân
Ở đom vị kiến thức này có hai vấn đề cần xây dựng - Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Phàn úng phụ, hiện tượng dương cực tan
A/ Xây dựng kiến thức: Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Hoại độngl: Phát hiện vấn đ ề nghiên cứu và đ ề ra giải pháp giải quyết
J Ạ '
vàn đê.
Hình thức tổ chức dạy học: Giáo viên hướng dẫn thảo luận trước lớp
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
*Tại sao nước nguyên chât không chứa các hạt tải điện, nhưng các đung dịch axit, bazơ, muối (chất điện phân) lại chứa các hạt tải điện. Cơ sở lý thuyết nào cho phép ta giải thích được sự xuất hiện hạt tải điôn trong chất điện phân?
* Có thể giải thích sự dẫn điện của chất điện phân bằng lý thuyết nào?
- Học sinh phát biểu ý kiến của mình và cùng thảo luận.Câu trả lời mong đợi là
+ Giải thích bằng thuyết điện li. + Giải thích bằng các lí thuyết đã học ở phần điện như: Định nghĩa cường độ đòng điện, điều kiện xuất hiện dòng điện, điện truờng tác dụng lực lên dòng điện.
Hoạt động 2: Gidi quyết vấn đê' Hoạt động của nhóm
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Phát phiếu học tập số 02. Nội dung: 1. Lí thuyết nào giải thích sự xuất hiện hạt tải điộn trong các chất điện phân? Vận dụng lí thuyết đỏ chỉ ra các hạt tải điện trong các dung dịch
- Làm việc theo nhóm.
Trả lời các câu hòi trên phiếu học tập số 2. Câu trả lời mong đợi là
1 .Theo thuyết điộn li
muối, axit,Bazơ
2. Sự xuất hiện hạt tải điện trong các dung dịch được hình thành như thế nào? Mật độ hạt tải điện trong dung dịch phụ thuộc yếu tố nào?
3. Điện trường giữa anốt và catôt tác dụng như thế nào đối với các hạt tải điện xuất hiện trong chất điện phân
4. Bản chất dòng điện trong chất điện phân ỉà gì?
H2S 04 = 2H+ + (S 04)2- - Bazơ = (OH) + (kim loại)+
NaOH = (OH) + Na+ - Muối = (gốc axit) + (kim loại)+ C uS04 = Cu2+ + (S 0 4)2-
NaCl = N a+ + Cl'-
Vậy hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và ion âm. 2. Đổng thời với sự phân li còn xảy ra sự tái hợp giữa các ion trái dấu thành phân tử trung hoà. Mật độ hạt tải điện trong dung dịch phụ thuộc nồng độ, nhiệt độ của dung dịch.
3. Điện trường giữa anốt và catốt tác đụng lực di chuyển các ion âm vể phía anôt và ion dương về catôt tạo thành dòng điện
4. Bản chất dòng điện trong chất điện phân: Dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiểu điên trường và các ion âm ngược chiéu điộn trường.
Thảo luận cả lớp thông qua các kết quả hoạt động ỏ môi nhóm
Hoạt động của giáo vièn Hoạt động của học sinh
*Yêu cầu các nhóm trả lời phiếu học tập số 0 2.
* Hướng dẫn trả lời từng câu hỏi từ đó thống nhất ý kiện đúng đưa ra kết luận.
-Cử đại diện trả lời câu hỏi ở phiếu học tập số 0 2
-Cùng tham gia tranh luận tương tác giữa các nhóm
*Để nghị học sinh đối chiếu những nhận xét lý thuyết vừa thu được với kêì quả thí nghiệm tiến hành trong phần 1
* Khái quát hoá kiến thức
trong phiếu học tập số 0 2)
*Bản chất dồng điện trong chất điện phân: Dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiêu điện trường và các ion âm ngược chiêu điện trường
B. Xây dựng kiến thức: Phản ứng phụ, hiện tượng dương cực tan
Hoạt động 1 : Phát hiện ván đề nghiên cứu và đ ể ra giải pháp giải quyết vấn đề Hình thức tổ chức dạy học : Giáo viên hướng dẫn thảo luận trước lớp
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh * Khi các ion di chuyển đến các điện
cực có thể gây ra phàn ứng hóa học nào không ? Nếu có đó là phản ứng nào?
* Học sinh phát biểu ý kiến trên cơ sở kiến thức hóa đã học.
* Thảo luận.Câu trả lời mong đợi là + Khi ion di chuyển đến điộn cực nó có thể nhường hoặc nhận điên tử: ion âm đến anốt nhường elêctron cho anôt còn ion dương đến anốt nhận elêctron từ catôt tạo thành nguyên tử hay phân tử trung hoà.
+ Các nguyên tử hay phân tử trung hoà này có thể bám vào điên cực hoặc khí bay lên, cũng có thể tác dụng với điộn cực và dung môi.
H oạt dộng của nhóm
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh * Phiếu học tập số 03. Nội dung:
1 .Hai bình thuỷ tinh có hai điện cực bằng Cu, đựng lần lượt các dung dịch N a C l , C11SO4.
a.Nguyên tử hay phân tử trung hoà nào có thể bám vào điện cực hoặc khí gì bay lên ờ mồi bình điện phân ? Giải thích điều đó.
b.Điều gì xảy ra đối với dương cực khi điện phân ?
2.Trong hiện tượng điện phân phản ứng nào có thể gọi là phản ứng phụ ?
3. Hiện tượng dương cực tan là gì ? Khi nào xảy ra hiện tượng dương cực tan ?
4. Vẽ đổ thị mô tả mối quan hệ giữa ƯAK và I.
5. Có thể áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch điện có bình đựng chất điện phân không ?
*Quan sát hoạt động của các nhóm, giúp đờ học sinh khi họ gặp khó khăn.
- Làm việc theo nhóm.Trả lời các câu hỏi trên phiếu học tập số 3.
+ Dựa vào kiến thức hỏa học trả lời được câu 1.
a. Khi chất điện phân là NaCl thì ở điện cực có chất khí G 2 và H2 bay lén
NaCl— >Na+ + Cl- Anốt: 2C1 -2e— >C12
Catôt: N a+ + H(OH)— >NaOH + h2
Khi chất điện phân là C u S 0 4thì C uS 04— >Cu2+ + S 0 42-
Catôt: Cu2+ +2e — >Cu bám vào catôt anôt: (S 0 4)2' -2e -> S 04 và
Cu2+ + (S 0 4)2- = C uS 04 và C uS04 tan vào dung dịch và tiếp tục phân li
b. Khi chất điện phân là C11SO4 thì cực dương mòn đi. Khi chất điộn phân là NaCl thì cực dương không bị mòn. + Câu 2, 3, 4 học sinh đưa ra các câu trả lời theo suy nghĩ của mình, có thể chưa chính xác hoặc chưa đúng.
+Các nhóm tiến hành làm thí nghiệm để vẽ đường đặc trumg vôn ampe
Thảo luận cả lớp thông qua kết quả làm việc của các nhóm
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh *Hướng dẫn thảo luận lần lượt từng
câu hỏi ở phiếu học tập số 3.
+ Đe nghị mồi nhóm trả lời 1 câu, các nhóm khác bổ sung, tranh luận với kết quả của nhóm vừa báo cáo.
+ Xác nhận ý kiến đúng.
* Đề nghị học sinh ghi nhận kiến thức đã được sừa chừa và khái quát.
* Trả lời lân lượt từng câu hỏi ở phiếu học tập số 3.
* Thảo luận giữa các nhóm
* Chữa bài trên phiếu học tập.
- Các ion âm di chuyển đến anôt nhường điện tử cho điện cực, các ion dương về catốt nhận điện tử từ điện cực trở th à n h nguyên t ủ hay p h â n tử trung hoà có th ể bám vào điện cực hoặc k h í bay lên, có t h ể tác dụng với điện cực và dung m ôi gãy ra các phản ứng hoá học gọi là p h ả n ứng p h ụ hay phản ứng th ứ cấp
- H iện tượng dương cực tan xảy ra kh i điện p h â n m ột d u n g dịch m uối kim loại mà anôt làm bằng chính kim loại ấy.
- Có th ể áp dụng định luật Ôm cho đoạn m ạch điện có bình đựng chất điện phản kh i xảy ra hiện tượng dương cực tan
2.2.73. Dơn vị kiến thức 3: Định luật Fa-ra-đây Đ ịnh luật I Fa-ra-đây
H oạt động 1: Phát hiện vấn đề nghiên cứu và đề ra giải pháp giải quyết vấn đề
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh * Khi cho dòng điện chạy qua chất
điện phân thì có chất giải phóng ở điện cực. Khối lượng chất được giải phóng này phụ thuộc vào yếu tố nào? Làm thế nào để tính được khối lượng đ ó ?
* Phân tích câu trả lời của học sinh, xác nhận ý kiến đúng.
* Bằng suy luận, đưa ra câu trả lời dự đoán
+Khối lượng (m) chất được giải phóng ở điện cực phụ thuộc vào số hạt tải điện đến điện cực trong t giây (N) và khối lượng của mỗi hạt đó (m0).
+ Muốn tính m cần tính N và m0
và m= N. m0
Hoạt động 2: Giải quyết vấn đề
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
-số ion di chuyển đến điện cực trong thời gian điộn phân có quan hệ như thế nào với điên lượng chạy qua bình điện phân trong thời gian đó?
* Khối lượng (m) phụ thuộc vào điên lượng chạy qua bình điện phân như thế nào?
*Xác nhận câu trả lời đúng và khái quát kiến thức.
-Dựa vào kiến thức phần điện học, trả lời được: Điện lượng chạy qua bình điện phân tỉ lộ với số ion chuyển đến điộn cực
- Khối lượng chất giải phóng ở điện cực tỉ lộ với điện lượng.
Định luật Ị Fa-ra-dày :
Khối lượng của chất thoát ra ở điện cực tỉ lệ với điện lượng chuyển qua
bỉnh điện phân m -kq
*Thông báo k được gọi tên là đương lượng điện h o á .
vào những yếu tố nào của chất được giải phóng ở điện cực?
*Khi điện lượng qua bình là xác định thì khối lượng của chất giải phóng ở điện cực tỉ lệ với khối lượng của mỗi nguyên tử mà khối lượng của mối nguyên tử đươc tính bằng — , với A
Na
là khối lượng mol nguyên tử của chất giải phóng, NA=6,022.1023mol Khối lượng của chất được giải phóng còn tỉ lệ với số nguyên tử được giải phóng chính bằng số ion (N) đến cực mà số n là hoá trị của nguyên tố Vậy khối lượng m=N.m0=_ A _q_=. 1 A
Na ne N Ae n
*Hãy so sánh biểu thức trên với công thức của định luật I Fa- ra- đây để tìm k?
*Đặt L _
F N Ae 96500
A
Và — gọi ỉà đương lượng gam
n
của nguyên tố được giải phóng ở điên cực
Kết l u ậ n : Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lộ với đương lượng gam — . c ủ a nguyên tố đó
n
*Đương lượng điện hoá k= 1 A
N Ae n
Đ ă tc = — thì k=c —
F n
*Đề nghị học sinh ghi nhận nội dung
Tim được công thức tính 1 A 1 A ,
m= —— q - — — It
F n F n
đinh luật Fa- ra - đây 2 và công thức tính khối lượng chất giải phóng ở điên cực
-Định luật II:
Đương lương điên hoá k của môt nguyên tố tỉ lẻ với đương lương gam —.
n
Của nguyên tố đó k - c— ; c= —
n F
F -9 6 5 0 0 d m o ỉ gọi là hằng sô' Fa- ra- đây -Công thức Fa-ra-đày vê điện phân
1 A m = —— F n 1 A , q= ~Z—It F n
2.2.7.4. Đơn vị kiến thức 4: ứng dụng của hiện tượng điện phân
H oạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Giáo viên thông báo hiộn tượng điện -Ghi nhận kiến thức phân được ứng dụng trong việc mạ
điện, điều chế hoá chât, luyện kim.
Hiện tượng điện phản được ứng dụng .Điều c h ế hoá chất
.Luyện kim M ạ điện
Hoạt động Tổng kết bài học
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
*Đề nghị học sinh làm việc theo nhóm với phiếu học tập số 04:
1 -Trả lời các câu hỏi : C1, C2, C3
-Thảo luận nhóm trên cơ sở của phiếu học tập số 04
2-Thiết kế phương án mạ đổng lên nhẫn bạc.Làm thí nghiệm kiểm tra tính khả thi của phương án đã thiết kế. Nêu kết quả
-Tiến hành thí nghiêm: gồm một bình điện phân có anốt bằng Cu, catôt là chiếc nhẫn, dung dịch chất điện phân là CuS04 và nguồn điộn.
Thảo luận cả lớp trên cơ sỏ kết quả thảo luận nhóm
H oạt động của giáo viên H oạt động của học sinh *TỔ ch’'rc thảo luận:
- Thảo luận lần lượt tùng câu hỏi. - Thảo luận các phương án và kiểm tra kết quả thí nghiệm của các nhóm. * Giao nhiệm vụ về nhà:
- Các nhóm trinh bày kết quả thảo luận các câu : C l, C2, C3
- Nêu phương án đã thiết kế và giới thiệu sản phẩm mạ điộn của nhóm.
Kết luận chương 2
Trong chương này chúng tôi đặc biệt quan tâm đến những vấn đề sau : - Nghiên cứu các tài liệu khoa học viết vể dòng điộn trong chất điện phân nhằm phân tích kiến thức khoa học phần này.
- Lập sơ đồ cấu trúc nội dung phần "Dòng điộn trong các môi trường" và sơ đồ logic của tiến trình xây dựng mạch kiến thức chương "Dòng điện trong các môi trường"
- Lập sơ đồ biểu đạt logic cùa tiến trình nhận thức khoa học, đáp ứng đòi hỏi phương pháp luận của tiến trình khoa học xây dựng tri thức, đổng thời phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh đối với một số kiến thức cụ thể phần “ Dòng điện trong chất điện phân”.