điện phân”
Chủ đề: chủ đề “Dòng điện trong chất điện phân” 1. Kiến thức
1.1. Môn Vật lí
- Nêu được bản chất dòng điện trong chất điện phân. Từ đó liên hệ được với các kiến thức liên hệ với thực tế.
-Phát biểu được định luật Fa-ra-đây, vận dụng giải thích được một số ứng dụng của định luật.
-Viết được công thức định luật Fa-ra-đây và vận dụng giải một số bài toán liên quan tới mạ điện.
1.2 Môn Sinh học
- Nêu được tác dụng sinh lý của dòng điện sự ảnh hưởng điện đối với sự truyền xung thần kinh.
1.3 Môn Hóa học
- Nêu được bản chất của phản ứng oxi hóa khử. - Thuyết điện li , chất điện li mạnh, chất điện li yếu Địa chỉ nội dung tích hợp
Môn Lớp Vật lý Hóa học Sinh học 10 Bài 17 Phản ứng oxi hóa khử 11 Bài 7 Dòng điện
không đổi Nguồn điện Bài 14 Dòng điện trong chất điện phân. Bài 1 Sự điện li Bài 3 Sự điện li của nước. Ph. Chất chỉ thị axit – bazơ. Bài 28. Điện thế nghỉ. Bài 29. Điện thế hoạt động và sự lan truyền xung thần kinh.
34 2. Kĩ năng
- Vận dụng được các công thức của định luật Fa –ra-đây về hiện tượng điện phân để giải các bài tập đơn giản
- Giải thích được bản chất dòng điện trong chất điện phân.
- Lập được phương trình của phản ứng oxi hóa khử, phân biệt được phản ứng oxi hóa khử.
- Rèn kỹ năng quan sát, thực hành, so sánh, khả năng lập luận logic. 3. Phát triển tư duy
-Tư duy phân tích, tổng hợp (lựa chọn, tổng hợp các dữ liệu để giải quyết nhiệm vụ, vấn đề), đánh giá (tranh luận giữa các thành viên trong nhóm). -Tư duy logic: liên kết các kiến thức của các môn học khác nhau để giải quyết vấn đề.
-Tư duy biện chứng: chấp nhận, phân tích các phương án giải quyết của các nhóm khác ...
4. Thái độ tình cảm -Yêu thích môn Vật lí.
- Hợp tác, tích cực trong hoạt động nhóm.
- Có ý thức vận dụng kiến thức của các môn học để giải quyết các vấn đề trong thực tiễn.
Chủ đề: “Dòng điện trong chất điện phân” Bài 1 SỰ ĐIỆN LI
I. Mục tiêu 1. Kiến thức
- Biết khái niệm sự điện li, chất điện li là gì, thế nào là chất địên li mạnh, chất điện li yếu.
- Hiểu được bản chất dòng điện trong chất điện phân. 2. Kĩ năng
35 - Viết phương trình điện li của các chất điện li
- So sánh được độ dẫn điện của các chất điện phân khác nhau.
- Giải thích được tại sao nước cất lại không dẫn điện còn dung dịch chất điện phân lại dẫn điện.
II. Chuẩn bị 1. Giáo viên
- Giao nhiệm vụ cho các nhóm học sinh chuẩn bị trước.
- Nội dung các kiến thức liên quan giữa các môn học: Vật lí, Hóa học và Sinh học.
- Bộ dụng cụ chứng minh tính dẫn điện của dung dịch - Phiếu học tập và tài liệu hướng dẫn HS học tập
Nhiệm vụ các nhóm trước khi vào chủ đề:
- Tìm kiếm các thí nghiện về tính dẫn điện của các chất hoặc làm thí nghiệm nghiên cứu tính dẫn điện của nước cất, dung dịch các chất NaCl, HCl , khi nhiệt độ thay đổi tìm hiểu và giải thích hiện tượng.
- Lấy một ít (muối ăn) đem hòa vào cốc đựng dầu hỏa, một ít muối ăn hòa vào cốc đựng nước, quan sát trước khi khuấy và sau khi khuấy đều, tìm hiểu và giải thích hiện tượng.
Nguồn tài liệu tham khảo: SGK hóa 11 bài 1.
Nội dung phiếu học tập
Bài: Sự điện li
Đơn vị kiến thức: Sự điện li
Phiếu học tập (chuẩn bị trước) 1. Thời gian hoạt động:
2. Nhiệm vụ:
-Tại sao thuốc tiêm thường được dùng với nước cất ? Giải thích?
- Để phân biệt môi trường dẫn điện có phải là chất điện phân hay không, ta có thể làm các nào?
36
-So sánh độ dẫn điện của chất điện phân và của kim loại? Giải thích? Kết quả mong đợi
Bài: Sự điện li
Đơn vị kiến thức: Sự điện li
Phiếu học tập 1. Thời gian hoạt động: 10’
2. Nhiệm vụ:
-Tại sao thuốc tiêm thường được dùng với nước cất ? Giải thích?
+Cơ thể 70% là nước, thuốc tan hoàn toàn trong nước nên dễ đưa vào cơ thể.
- Để phân biệt môi trường dẫn điện có phải là chất điện phân hay không, ta có thể làm các nào?
+Quan sát xem khi dòng điện chạy qua có hiện tượng điện phân không
-So sánh độ dẫn điện của chất điện phân và của kim loại? Giải thích?
+Mật độ ion trong chất điện phân nhỏ hơn mật độ electron nhỏ hơn nhiều so với các ion trong kim loại, khối lượng và kích thước của ion lớn hơn khối lượng và kích thước của electron nên tốc độ chuyển động có hướng của ion nhỏ hơn electron.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học - Chia lớp thành 6 nhóm
- Phân công nhóm trưởng cho các nhóm.
Hoạt động 1. Đặt vấn đề và làm nảy sinh nhu cầu nhận thức. (5’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
- Đặt vấn đề:
Thủ phạm trong vụ án là Đỗ Văn Vui (39 tuổi, ngụ thôn Thủy Cam, xã Lộc Thủy, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên
37 - Huế) bị truy tố về tội “vô ý làm chết người”. Nạn nhân trong vụ án là Hà Thúc Khải, 16 tuổi, ngụ cùng xã. Do ruộng lúa nhà bị chuột cắn phá, Vui nghĩ ra cách giăng điện quanh ruộng để bẫy chuột.
9h ngày 27/6/2013, Vui lại cắm bẫy điện diệt chuột như thường lệ rồi trở ra ruộng ngay trước sân nhà để ngồi canh như mọi hôm. Tuy nhiên, khi bước ra trước sân, Vui thấy có ánh sáng đèn pin tiến tới bờ ruộng mình.
Hốt hoảng, Vui la lớn “ruộng có điện, không được xuống” nhưng không còn kịp. Vui tức tốc chạy vào nhà, ngắt nguồn điện rồi trở ra, nhưng nạn nhân đã tử vong ngay sau đó. Bài học hôm nay sẽ làm sáng tỏ bản chất dòng điện qua bẫy chuột này
- Nảy sinh nhu cầu nhận thức.
Hoạt động 2.Tìm hiểu về hiện tượng điện li (10’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm chứng minh tính dẫn điện của dd và thao tác với các chất đã chuẩn bị.
- quan sát, thảo luận trong nhóm và nhận xét hiện tượng.
+ Khi nối các đầu dây dẫn với nguồn điện thấy bóng đèn ở cốc 3 sáng, vậy
38
dd NaCl , dd HCl, dd NaOH dẫn điện, nước cất, NaCl rắn, NaOH rắn, dd saccarozơ, dd ancol etylic không dẫn điện
+ Vậy axit, bazơ và muối dẫn điện được
Hoạt động 3. Tìm hiểu bản chất dòng điện của các dd axit, bazơ và muối (15’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Khái niệm sự điện li, phương trình điện li
Nguyên nhân tính dẫn điện của các chất điện phân?
Tích hợp
MT: Em hãy biết cho nguyên nhân dẫn đến việc ô nhiễm nguồn nước sạch? Cách khắc phục?
-Cho HS xem một số hình ảnh về ô nhiễm nguồn nước.
Nhắc lại khái niệm mới và áp dụng viết phương trình điện li
Nhận thấy hạt mang điện tự do trong dung dịch chất điện phân.
Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
Thảo luận theo nhóm đưa ra các chất điện phân có trong tự nhiên, nguyện nhân của việc ô nhiễm nguồn nước.
39
Hoạt động 4. Các nhóm hoàn thành phiếu học tập số 1 (15’) GV Nhắc nhanh các kết luận
IV. Giao nhiệm vụ về nhà :
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Yêu cầu các nhóm hoàn thành phiếu học tập số 1 của tiết sau.
Yêu cầu các nhóm chuẩn bị bằng Power Point và nộp cho GV 1 ngày trước khi có tiết học .
Nhận nhiệm vụ
Bài 2. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Hiểu được thế nào là chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá, sự khử, là phản ứng oxi hoá - khử
-Lập được phương trình oxi hóa khử
-Cách xác định chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử 2. Kĩ năng
- Giải thích các hiện tượng trong tự nhiên và cuộc sống có liên quan
-Vận dụng viết được các phương trình phản ứng và giải các bài tập đơn giản có liên quan.
- Xác định được chất oxi hoá, chất khử, sự oxi hoá, sự khử trong phản ứng oxi hoá khử cụ thể.
- Nhận biết được phản ứng nào là phản ứng oxi hoá - khử. II. Chuẩn bị
1. Giáo viên
a. Kiến thức và dụng cụ:
- Máy tính, máy chiếu, bài giảng bằng Power Point - Các nội dung tích hợp
40
b. Phiếu học tập và phiếu hướng dẫn học sinh học tập
Nội dung phiếu học tập ( chuẩn bị trước)
Bài: Phản ứng oxi hóa khử
Đơn vị kiến thức: Phản ứng oxi hóa khử
Phiếu học tập 1.Tài liệu hướng dẫn học sinh làm phiếu học tập :
-Đọc bài 25 phản ứng oxi hóa khử - SGK Hóa học 10- Trang 107); Bài 14. Dòng điện trong chất điện phân (mục III Các hiện tượng diễn ra ở điện cực. Hiện tượng cực dương tan - SGK Vật lí 11- Trang 81)
-Tham khảo: Hóa học về dòng điện của Hoàng Nhâm NXB Giáo dục năm 1994. - http://vi.wikipedia.org/; https://vi.scribd.com.
2. Hãy trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1: Năng lượng để đẩy tên lửa lên cao được tạo ra nhờ các phản ứng oxi hóa khử, em hãy tìm hiểu các phản ứng cháy của thuốc nổ đen?
Câu 2: Tìm hiểu cấu tạo của một Pin điện hóa? Các phản ứng diễn ra khi Pin hoạt động
Câu 3. Nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân? Hiện tượng điện phân được ứng dụng gì trong sản xuất, môi trường và trong an toàn lao động.
Kết quả mong đợi
Bài: Phản ứng oxi hóa khử
Đơn vị kiến thức: Phản ứng oxi hóa khử
Phiếu học tập
Câu 1: Năng lượng để đẩy tên lửa lên cao được tạo ra nhờ các phản ứng oxi hóa khử, em hãy tìm hiểu các phản ứng cháy của thuốc nổ đen?
- Thuốc nổ đen là hỗn hợp nitrat kali (KNO3), bột than củi giã mịn. Một số
41
(phát sáng cho pháo, tăng năng lượng cháy cho bom), hồng hoàng (muối thủy ngân, kích nổ).
KNO3(nitrat kali) dạng bột kết tinh
Lưu huỳnh (S) và than củi (C) dạng bột
Thuốc nổ đen đã pha trộn (KNO3:S:C = 75:10:15)
Nitrat kali, thời cổ gọi là "diêm tiêu", được lấy trong các mỏ tự nhiên. Diêm tiêu cũng được lấy bằng cách hòa đất lẫn phân dơi trong hang với nước, lọc, cô đặc, sấy khô. Các thành phần hỗn hợp được để riêng, giã mịn, rồi mới trộn với nhau. Cacbon của bột than củi là chất khử, diêm tiêu là chất ôxi hóa. Các súng phun lửa hay hỗn hợp cháy trộn dư chất khử, để chúng tiếp tục cháy lâu. Thuốc có thể trộn thêm các thành phần khác, như chất độc, chất tạo khói, chất gây cay, mảnh sát thương... Các thành phần có thể để riêng rồi rắc lẫn lên vật gây cháy (rơm củi dầu), không cần trộn, ngay trước khi sử dụng, để dẫn lửa.
Phản ứng cháy của hỗn hợp rất phức tạp, đơn giản có thể viết:
2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2
Một cách viết phức tạp hơn, nhưng vẫn chưa mô tả được hết phản ứng:
10 KNO3 + 3 S + 8 C → 2 K2CO3 + 3 K2SO4 + 6 CO2 + 5 N2
Câu 2: Tìm hiểu cấu tạo của một Pin điện hóa? Các phản ứng diễn ra khi Pin Cu – Zn hoạt động? Giải thích?
-Kim loại mạnh làm điện cực âm (anot) và bị ăn mòn. -Kim loại có tính khử yếu hơn được bảo vệ.
-Cầu muối có tác dụng trung hòa dung dịch
- Nhúng thanh kẽm và thanh đồng không tiếp xúc với nhau vào cốc đựng dung dịch
H2SO4 loãng. Nối thanh kẽm với thanh đồng bằng dây dẫn cho đi qua một vôn kế. Kim vôn kế quay, chứng tỏ có dòng điện chạy qua. Thanh Zn bị mòn dần, ở thanh Cu có bọt khí thoát ra.
42
Giải thích :
Ở điện cực âm (anot), kẽm bị ăn mòn theo phản ứng : Zn = Zn2+ + 2e
Ion Zn2+ đi vào dung dịch, còn electron theo dây dẫn sang điện cực đồng. Ở
điện cực dương (catot), ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron biến
thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra :2H+ + 2e = H2
Câu 3. Nêu các ứng dụng của hiện tượng điện phân? Hiện tượng điện phân được ứng dụng gì trong sản xuất, môi trường và trong an toàn lao động
Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện nhôm, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện, xử lý nước thải, mạ điện.
III. Tổ chức các hoạt động dạy học
Hoạt động 1. Hình thành quan niệm mới về sự oxi hóa (8’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
Nhắc lại định nghĩa sự oxi hoá ở lớp 8? “sự tác dụng của oxi với một chất là sự oxi hoá”
- Xác định số oxi hoá của magie và
oxi trước và sau phản ứng?
- Nhận xét sự thay đổi số oxi hoá của magie, magie nhường hay nhận bao nhiêu electron ?
I. Định nghĩa 1.Sự oxi hoá 0 0 +2 -2 2Mg + O2 = 2MgO (1) 0 +2
Mg = Mg + 2e: sự oxi hóa Mg (quá trình oxi hoá Mg)
Mg tăng từ 0 đến +2 nhường 2e.
ĐN: sự oxi hoá là sự nhường electron
Hoạt động 2. Hình thành quan niệm mới về sự khử (8’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
43 Nhắc lại định nghĩa sự khử ở lớp 8?
- Xác định số oxi hoá của đồng trước và
sau phản ứng?
Nhận xét sự thay đổi số oxi hoá của đồng? +2 -2 0 0 +1 -2 CuO + H2 = Cu + H2O (2) +2 0 +2 Cu + 2e = Cu: sự khử Mg (quá trình khử) giảm từ +2 đến 0 nhận 2e ĐN: sự khử là sự thu electron
Hoạt động 3. Hình thành quan niệm mới về phản ứng oxi hoá - khử (9’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
- Các phản ứng không có oxi tham gia: - Hãy xác định chất khử, chất oxi hoá trong các ví dụ sau?
- nhận xét: Phản ứng (1), (2), (3), (4),
(5), đều có chung bản chất, đó là sự chuyển electron giữa các chất tham gia phản ứng, chúng đều là phản ứng oxi hoá -khử .
- yêu cầu hs: hãy định nghĩa thế nào là
phản ứng oxi hoá - khử?
- Lưu ý: trong phản ứng oxi hoá - khử,
sự oxi hoá và sự khử xảy ra đồng thời. Do đó, trong phản ứng oxi hoá - khử bao giờ cũng có chất oxi hoá và chất
4. Phản ứng oxi hoá - khử 0 0 +1 -1 2Na + Cl2 = 2NaCl (3) chất khử chất oxi hoá 0 0 +1 -1 H2 + Cl2 = 2HCl (4) chất khử chất oxi hoá -3 +5 +1 NH4NO3 = N2O + 2H2O (5) NH4NO3 vừa là chất oxi hoá, vừa là chất khử
ĐN: Phản ứng oxi hoá - khử là
phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố
44 khử tham gia.
Hoạt động 4. Vận dụng (10’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
*Yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập số 1
* Chữa nhanh bài làm của HS
*Hoàn thành phiếu học tập số 1 *Tiếp thu, sửa chữa vào phiếu HT
Hoạt động 4. Tổng kết kiến thức toàn bộ bài học và tích hợp kiến thức (10’)
Trợ giúp của GV Hoạt động của HS
-Gv chiếu nhanh các kết luận trên Powerpoint
Tích hợp
-Cho HS quan sát về sự ăn mòn kim loại.
-Yêu cầu các nhóm thảo luận và trả lời các câu hỏi sau
H: Em hãy cho biết các phản ứng dẫn tới vỏ tàu bị ăn mòn? Cách khắc phục?
-Lắng nghe, ghi nhớ
-Quan sát hình ảnh 1 tàu biển bị ăn mòn do không được bảo vệ và lắng nghe câu hỏi của GV
-Thảo luận và trả lời:
TL:
Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm
- Gang, thép là hợp kim Fe – C