6. Phương pháp nghiên cứu
2.2. Danh mục các PTTQ và PTKTDH sử dụng trong dạy học phần kim loạ
2.2.1. Danh mục các PTTQ và PTKTDH sử dụng trong chương “Đại cương về kim loại”.
a. Mô hình, mẫu vật, tranh ảnh, sơ đồ
- Tranh vẽ 3 loại mô hình tinh thể của kim loại: mạng tinh thể lập phương tâm khối, mạng lập phương tâm diện và mạng lục phương.
- Tranh vẽ vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn.
- Tranh các lớp mạng tinh thể kim loại trước khi bị biến dạng và sau khi bị biến dạng.
- Tranh vẽ ứng dụng các hợp kim.
- Sơ đồ chuyển dịch của các ion trong pin điện hóa Zn – Cu. - Tranh vẽ sơ đồ cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn.
Võ Ngọc Bình 42 K31A – Hoá
- Tranh thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn, Ag+/Ag. - Bảng dãy điện hóa chuẩn của kim loại. Tranh vẽ một số pin điện hóa. - Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na.
- Tranh vẽ điện phân dung dịch CuSO4, điện cực graphit.
- Tranh vẽ thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO4 với các điện cực bằng Cu. - Tranh vẽ về sự ăn mòn điện hóa hợp kim của sắt.
- Bảng dãy điện hóa chuẩn của kim lọai. b. Bản trong
- Sơ đồ chuyển dịch của các ion trong pin điện hóa Zn – Cu. - Sơ đồ cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn.
- Bảng dãy điện hóa chuẩn của kim lọai. - Bản trong một số phiếu học tập của HS.
- Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để điều chế Na. c. Thí nghiệm hóa học
- Thí nghiệm ăn mòn điện hóa học.
- Thí nghiệm bảo vệ sắt bằng phương pháp bảo vệ điện hóa.
- Thí nghiệm suất điện động của các pin điện hóa Zn – Cu và Zn – Pb. - Thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO4, với điện cực bằng graphit. - Thí nghiệm về điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng Cu. c. Sản phẩm công nghệ thông tin
- Mô phỏng:
+ Mô phỏng 3 loại mô hình tinh thể của kim loại: mạng tinh thể lập phương tâm khối, mạng lập phương tâm diện và mạng lục phương.
+ Mô phỏng lớp mạng tinh thể kim loại trước khi bị biến dạng và sau khi bị biến dạng.
+ Mô phỏng chuyển dịch của các ion trong pin điện hóa Zn – Cu. - Movie thí nghiệm:
Võ Ngọc Bình 43 K31A – Hoá
+ Điện phân dung dịch CuSO4, với điện cực bằng graphit. + Điện phân dung dịch CuSO4 với điện cực bằng Cu.
2.2.2. Danh mục các PTTQ và PTKTDH sử dụng trong “chương 6: Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm”.
a. Mô hình, mẫu vật, tranh ảnh, sơ đồ. - Bảng tuần hoàn.
- Bảng một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm. - Bảng một số hằng số vật lí của kim loại kiềm.
- Sơ đồ điện phân NaCl nóng chảy, sơ đồ phản ứng xảy ra trên các điện cực và phản ứng điện phân.
- Tranh vẽ tinh thể một số kim loại kiềm.
- Bảng vẽ một số đại lượng đặc trưng của kim loại kiềm thổ, một số hằng số vật lí của kim loại kiềm thổ.
- Sơ đồ điện phân nóng chảy MgCl2, CaCl2. - Bảng độ tan của một số kim loại kiềm thổ. - Tranh vẽ thạch nhũ trong các hang động.
- Sơ đồ ứng dụng một số hợp chất của kim loại kiềm thổ. - Sơ đồ thùng điện phân nhôm oxit.
- Tranh về các loại quặng nhôm. b. Bản trong
Các bản trong về: Bảng tuần hoàn, bảng 6.1 và 6.2 (SGK), sơ đồ điện phân nóng chảy (điều chế Na), sơ đồ phản ứng xảy ra trên các điện cực và phản ứng điện phân. Các hình ảnh về một số phản ứng của Na,…Bản trong các phiếu học tập của HS.
c. Thí nghiệm hóa học
- Thí nghiệm so sánh khả năng phản ứng của Na, Mg, Al với nước. - Phản ứng của Mg với nước.
Võ Ngọc Bình 44 K31A – Hoá
- Thí nghiệm phản ứng của Al với dung dịch CuSO4. - Thí nghiệm phản ứng của Al với dung dịch NaOH. - Thí nghiệm điều chế Al(OH)3.
- Thí nghiệm về tính chất lưỡng tính của Al(OH)3.
- Một số thí nghiệm về tính chất hóa học của Ca(OH)2: tác dụng với axit HCl, CO2, dd CuCl2.
- Một số thí nghiệm kiểm tra tính chất của NaOH: đổi màu chất chỉ thị phenolphtalein, tác dụng với axit, dd CuSO4.
d. Sản phẩm công nghệ thông tin - Mô phỏng:
Mô phỏng quá trình điện phân của nóng chảy NaCl, MgCl2, Al2O3. - Movie thí nghiệm: Đĩa movie về một số phản ứng của Na và kim loại kiềm khác. Đĩa hình về một số phản ứng của canxi.
2.2.3. Danh mục các PTTQ và PTKTDH sử dụng trong “chương 7: Crom – Sắt - Đồng”. – Sắt - Đồng”.
a. Mô hình, mẫu vật, tranh ảnh, sơ đồ.
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
- Mô hình hoặc tranh vẽ mạng tinh thể lập phương tâm khối. - Một số vật dụng mạ crom.
- Bảng một số đại lượng đặc trưng của nguyên tử crom.
- Tranh vẽ mạng tinh thể sắt: Mạng lập phương tâm khối và mạng lập phương tâm diện.
- Mô hình que các mạng tinh thể sắt. - Một số mẫu quặng sắt thường gặp.
- Tranh vẽ sơ đồ lò cao và các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao. - Tranh vẽ sơ đồ lò thổi oxi.
- Một số mẫu vật bằng gang, thép. - Mạng tinh thể lập phương tâm diện.
Võ Ngọc Bình 45 K31A – Hoá
- Các mẫu quặng đồng, đồng và hợp kim đồng.
- Mẫu vật về điều chế, ứng dụng của một số kim loại Ag, Au, Ni, Sn,… b. Bản trong
- Các phiếu học tập của HS.
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Mạng tinh thể lập phương tâm khối. c. Thí nghiệm hóa học
- Thí nghiệm về tính chất hóa học của kali đicromat K2Cr2O7. - Điều chế và thử tính chất của hiđroxit sắt.
- Thí nghiệm về tính chất hóa học của muối sắt. - Thí nghiệm về tính chất hóa học của đồng. d. Sản phẩm công nghệ thông tin
- Mô phỏng:
+ Mạng lập phương tâm khối và mạng lập phương tâm diện. + Sơ đồ lò cao và các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao + Sơ đồ lò thổi oxi
- Movie thí nghiệm:
+ Thí nghiệm về tính chất hóa học của kali đicromat K2Cr2O7. + Điều chế và thử tính chất của hiđroxit sắt.
+ Thí nghiệm về tính chất hóa học của muối sắt. + Thí nghiệm về tính chất hóa học của đồng.
2.3. Thiết kế một số bài dạy có sử dụng PTTQ và PTKTDH
2.3.1. Thiết kế bài dạy có sử dụng mô hình, mẫu vật, tranh ảnh, sơ đồ Bài 20: dãy điện hóa của kim loại Bài 20: dãy điện hóa của kim loại
Giai đoạn I: Lựa chọn PP sử dụng PTTQ phù hợp với nội dung dạy học
I- mục tiêu bài học
1. Kiến thức
Võ Ngọc Bình 46 K31A – Hoá
- Các khái niệm: cặp oxi hóa – khử của kim loại, pin điện hóa, suất điện động và thế điện cực.
- Cấu tạo của pin điện hóa, sự chuyển động của các phân tử mang điện khi pin điện hóa hoạt động.
- Các phản ứng hóa học xảy ra ở catot (cực +) và anot (cực -) của pin điện hóa.
- Thế điện cực chuẩn của kim loại.
- Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại và ý nghĩa của nó.
2. Kĩ năng
- So sánh tính oxi hóa của các ion kim loại, tính khử của các kim loại giữa các cặp oxi hóa – khử.
- Xác định tên và dấu của các điện cực trong pin điện hóa, tính được suất điện động của pin điện hóa.
- Tính được thế điện cực chuẩn của một số cặp oxi hóa – khử trong pin điện hóa.
II- Chuẩn bị
Một số tranh ảnh đã được vẽ trước:
- Sơ đồ chuyển dịch của các ion trong pin điện hóa Zn – Cu. - Sơ đồ cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn.
- Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn. - Thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag2+/Ag.
- Bảng dãy điện hóa chuẩn của kim loại. Tranh vẽ một số pin điện hóa. III- Phương pháp dạy học
- Đàm thoại gợi mở kết hợp với sử dụng PTTQ. - Phương pháp thuyết trình và nghiên cứu.
Giai đoạn II: Tổ chức thực hiện PP sử dụng PTTQ
Thiết kế giáo án. Tổ chức DH trên lớp
Võ Ngọc Bình 47 K31A – Hoá
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1. Khái niệm về cặp oxi hóa – khử của kim loại.
GV cho HS tìm hiểu khái niệm này trong SGK, yêu cầu HS khái quát hóa theo sơ đồ và viết cặp oxi hóa- khử của kim loại M: Mn+
/M.
I- Khái niệm về cặp oxi hóa – khử của kim loại.
Mn+ + ne M
Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một kim loại tạo nên cặp oxi hóa-khử. Kí hiệu tổng quát: Mn+/M.
GV sử dụng hình 5.3 (SGK) theo PP minh họa.
Bước 1: GV mô tả cấu tạo của pin điện hóa Zn – Cu.
Bước 2: GV nêu kết luận về pin điện hóa
Bước 3: GV cho HS quan sát hình vẽ pin Zn – Cu.
GV: Ta thấy vôn kế lệch đi chứng tỏ có sự chênh lệch thế giữa hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực một thế điện cực nhất định.
GV thông báo: Hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực (Epin), tức hiệu của thế điện cực dương (E+) và thế điện cực âm (E-) được gọi là suất điện động.
Chú ý: Epin>0, phụ thuộc vào bản chất của kim loại là điện cực, nồng độ và nhiệt độ.
II- Pin điện hóa
1. Khái niệm pin điện hóa,suất điện động và thế điện cực
HS: Nghe, quan sát, hiểu và rút ra khái niệm về pin điện hóa.
Võ Ngọc Bình 48 K31A – Hoá
Epin khi nồng độ kim loại đều bằng 1M, ở 250C gọi là suất điện động chuẩn. Kí hiệu E0
pin.
GV dựa vào hình 5.4, 5,5 (SGK).
Yêu cầu HS mô tả các quá trình xảy ra ở 2 điện cực.
GV Đặt vấn đề: Trong quá trình hoạt động của pin Zn – Cu, nồng độ ion Zn2+ trong cốc đựng dd ZnSO4 tăng dần, nồng độ ion Cu2+
trong cốc kia giảm dần. Đến một lúc nào đó, dòng electron trong dây dẫn không còn dòng điện sẽ tự ngắt. Để duy trì dòng điện trong quá trình hoạt động ta phải làm gì?
GV gợi ý cho HS phân tích vai trò của cầu muối (dựa vào hình 5.6, SGK).
GV giải thích cho HS tên gọi các điện cực.
GV viết PTPư xảy ra trong pin cho HS.
2. Cơ chế phát sinh dòng điện trong pin điện hóa.
- ở lá Zn: Xảy ra sự oxi hóa Zn Zn2+ + 2e - ở lá Cu: Xảy ra sự khử Cu + 2e Cu2+
- Cầu muối: Có vai trò trung hòa điện tích của hai dung dịch
Điện cực âm (Zn) gọi là anot, xảy ra sự oxi hóa.
Điện cực dương (Cu) gọi là catot, xảy ra sự khử.
Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
Võ Ngọc Bình 49 K31A – Hoá
Hoạt động 3. Thế điện cực chuẩn
của kim loại.
GV đặt vấn đề: Vì sao cần phải xác định thế điện cực chuẩn cho mỗi cặp oxi hóa – khử?
GV sử dụng hình vẽ trong SGK theo các bước sau:
a. GV thông báo về thế điện cực hiđro chuẩn.
GV dùng tranh vẽ sẵn hình 5.7 (SGK) để giới thiệu cho HS biết: - Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn. - Quy ước về thế điện cực hiđro chuẩn: E0
(2H+/H2) = 0,00 V.
b. HS tìm hiểu về cách xác định thế điện cực chuẩn của kim loại.
GV thông báo khái niệm điện cực chuẩn cho HS.
- Dùng tranh vẽ sẵn hình 5.8 (SGK)
để trình bày về những nội dung của thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+
/Zn.
+ Cách lắp thiết bị để xác định thế điện cực chuẩn của một kim loại nào
oxi hóa - khử trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều.
III- Thế điện cực chuẩn của kim loại
HS: Quan sát, biết được cấu tạo điện cực hiđro chuẩn. E0
(2H+/H2) = 0,00 V.
HS: nghe, ghi bài.
Võ Ngọc Bình 50 K31A – Hoá
đó, thí dụ Zn.
+ Yêu cầu HS xác định các điện cực và những phản ứng hóa học xảy ra ở các điện cực khi pin Zn – H2 hoạt động.
+ Thế điện cực chuẩn của cặp Zn2+/Zn. Lưu ý HS đế giá trị âm của thế điện cực chuẩn (- 0,76 V).
- Dùng tranh vẽ sẵn hình 5.9 (SGK)
để HS trình bày về những nội dung của thí nghiệm xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag. Hoạt động dạy và học tương tự đã nói ở trên. ở đây GV lưu ý HS đến giá trị dương của thế điện cực chuẩn Ag+
/Ag (+0,08 V).
- GV hướng dẫn HS rút ra nhận xét về thế điện cực chuẩn của kim loại.
Hoạt động 4. Dãy thế điện cực
chuẩn của kim loại GV đặt câu hỏi:
- Thế nào là dãy điện cực chuẩn của kim loại?
- Nguyên tắc sắp xếp các cặp oxi hóa – khử của kim loại trong dãy?
GV giới thiệu Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại được viết sẵn
+ Tại cực âm (anot): Zn Zn2+ + 2e + Tại cực dương (catot):
2H+ + 2e H2
Phản ứng oxi hóa – khử xảy ra: Zn + 2H+ Zn2+ + H2
HS: Tự trình bày, rút ra kiến thức.
IV- Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại
HS tìm hiểu về cách sắp xếp các cặp oxi hóa – khử trong dãy thế điện cực chuẩn của kim loại.
Võ Ngọc Bình 51 K31A – Hoá
trên băng giấy.
GV: Dựa vào giá trị E0
(Mn+/M) hãy cho biết nguyên tắc sắp xếp dãy thế điện cực chuẩn của kim loại.
Hoạt động 5. Củng cố
GV củng cố các kiến thức trọng tâm của bài.
HS: Dãy thế điện hóa của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dẫn thế điện cực chuẩn.
Giai đoạn III: Kiểm tra, đánh giá kết quả bài dạy có sử dụng PTTQ
Cho HS làm bài kiểm tra 15 phút cuối giờ học (Bài kiểm tra số 1, phụ lục 1).
2.3.2. Thiết kế bài dạy có sử dụng thí nghiệm hóa học Bài 41. Một số hợp chất của sắt
Giai đoạn I: Lựa chọn PP sử dụng PTTQ phù hợp với nội dung dạy học
I- mục tiêu bài học
1. Kiến thức
- Hiểu được những tính chất hóa học của hợp chất Fe(II) và Fe(III). - Biết phương pháp điều chế một số hợp chất Fe(II) và Fe(III). - Biết ứng dụng của hợp chất Fe(II) và Fe(III).
2. Kĩ năng
- Tiếp tục rèn luyện kĩ năng viết PTHH, đặc biệt là phản ứng oxi hóa - khử. - Rèn luyện kĩ năng thực hành và quan sát thí nghiệm.
Võ Ngọc Bình 52 K31A – Hoá
- Dung dịch muối Fe(II) và Fe(III), KMnO4, KI, hồ tinh bột, axit H2SO4 loãng, dung dịch NaOH, Cu mảnh.
- ống nghiệm, đèn cồn. III- phương pháp dạy học
- Sử dụng thí nghiệm theo PPNC và PP nêu vấn đề.
Giai đoạn II: Tổ chức thực hiện PP sử dụng PTTQ
Thiết kế giáo án Tổ chức DH trên lớp
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Hoạt động 1. Hợp chất sắt (II)
GV sử dụng thí nghiệm theo PPKC Bước 1: GV nêu mục đích thí nghiệm Nghiên cứu tính chất hóa học của hợp