7. PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
2.1 THIẾT KẾ GIÁO ÁN DẠY HỌC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM LỚP 11, BAN
HÓA HỌC LỚP 11, BAN NÂNG CAO THEO HƢỚNG PHÁT HUY NĂNG LỰC THỰC HÀNH CỦA HỌC SINH[1], [5], [7], [10], [11], [14]
Giáo án Bài 1:
TÍNH AXIT-BAZƠ. PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI
3. Giáo án chi tiết
I. Thí nghiệm 1: Tính axit- bazơ
Thí nghiệm 1.1
GV:Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm đo độ pH của HCl 0,1M
- Đặt một mẫu giấy chỉ thị pH lên mặt kính đồng hồ. - Nhỏ lên mẫu giấy đó một giọt dung dịch HCl 0,10M.
- So sánh màu của mẫu giấy với mẫu chuẩn để biết giá trị pH.
HS:Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.1.1 Đo độ pH của dung dịch HCl
GV:Yêu cầu HS quan sát sự thay đổi màu của giấy chỉ thị pH và xác định giá trị pH
của HCl 0,1M.
HS:Quan sát hiện tượng, ghi nhận kết quả và giải thích.
HCl 0,1M có giá trị pH ≈ 1 => môi trƣờng axit mạnh. Do dung dịch HCl là axit mạnh: HCl H+ + Cl- Thí nghiệm 1.2
GV: Hướng dẫn HS tiến hành các thí nghiệm như trên với các dung dịch NH4Cl0,1M,
CH3COONa 0,1M, NaOH 0,1M.
Dung dịch HCl Giấy pH
HS:Tiếp tục tiến hành làm thí nghiệm lần lượt với các dung dịch trên.
Hình 2.1.2 Đo độ pH của các dung dịch NH4Cl, CH3COONa, NaOH
GV:Yêu cầu HS quan sát sự thay đổi màu của giấy chỉ thị pH và xác định giá trị pH
của các chất.
HS:Quan sát hiện tượng, ghi nhận kết quả và giải thích.
Với NH4Cl, giá trị pH ≈ 5 => môi trƣờng axit yếu.
Giải thích: Muối NH4Cl tan trong nƣớc phân li ra cation NH4 + PTHH: NH4Cl NH4+ + Cl- NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Dung dịch có tính axit. Dung dịch CH3COONa Giấy pH Giấy pH Dung dịch NH4Cl Dung dịch NaOH Giấy pH
Với CH3COONa, giá trị pH ≈ 9 => môi trƣờng bazơ yếu.
Giải thích: muối CH3COONa tan trong nƣớc ra anion CH3COO- PTHH: CH3COONa CH3COO-+ Na+
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Dung dịch có tính bazơ.
Với NaOH, giá trị pH ≈ 13 => môi trƣờng kiềm mạnh. PTHH: NaOH Na+ + OH-
II. Thí nghiệm 2: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
Thí nghiệm 2.1
GV:Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm.
- Dùng kẹp gỗ kẹp lấy ống nghiệm, cho khoảng 2ml dung dịch CaCl2 đặc vào ống nghiệm.
- Sau đó cho tiếp 2ml dung dịch Na2CO3 đặc vào ống nghiệm, lắc đều.
HS:Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.1.3 Phản ứng trao đổi ion giữa Na2CO3 và CaCl2
GV:Quan sát các nhóm làm thí nghiệm, yêu cầu HS ghi nhận hiện tượng và giải thích.
HS:Quan sát và ghi nhận kết quả.
Hiện tƣợng: xuất hiện kết tủa trắng.
PTHH: Na2CO3 + CaCl2 CaCO3 ↓ + 2NaCl
Dung
dịchCaCl2đặc Dung dịch Na2CO3
Thí nghiệm 2.2
GV: Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm
- Để ống nghiệm có kết tủa trắng trên giá ống nghiệm một vài phút cho kết tủa lắng xuống.
- Gạn phần chất lỏng ở trên, giữ lại phần kết tủa.
- Dùng ống nhỏ giọt cho từng giọt HCl loãng vào ống nghiệm.
HS:Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.1.4 Phản ứng giữa CaCO3 và dung dịch HCl
GV:Quan sát các nhóm làm thí nghiệm, yêu cầu HS ghi nhận hiện tượng và giải thích.
HS:Quan sát và ghi nhận kết quả.
Kết quả: CaCO3 tan trong dung dịch axit HCl, có bọt khí thoát ra là CO2. PTPH: CaCO3+ 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
GV:Hãy nêu rõ bản chất của phương trình phản ứng trên?
HS: Các ion H+
và CO3 2-
trong dung dịch kết hợp với nhau tạo thành axit yếu là H2CO3. Axit này không bền bị phân hủy ra CO2 và H2O.
H+ + CO32- HCO3- H+ + HCO3- H2CO3 H2CO3 CO2 + H2O ↑ Dung dịch HCl Dung dịchCaCl2đặc Dung dịch Na2CO3đặc ↑ 2H+ + CO3 2- CO2 ↑ + H 2O
GV: Tại sao phải để ống nghiệm một vài phút cho lắng xuống ròi mới lấy kết tủa mà không cho trực tiếp HCl vào dung dịch chứa CaCO3 vừa tạo thành ?
HS: Để quan sát khí tạo ra đƣợc rõ hơn. Thí nghiệm 2.3
GV :Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm.
- Cho vào ống nghiệm khoảng 2 ml dung dịch NaOH loãng.
- Nhỏ vào đó vài giọt phenolphthalein. Nhận xét màu của dung dịch.
- Nhỏ từ từ dung dịch HCl loãng vào ống nghiệm trên, vừa nhỏ vừa lắc cho đến khi mất màu.
HS :Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.1.5 Phản ứng trao đổi ion giữa NaOH và HCl
GV:Quan sát các nhóm làm thí nghiệm, yêu cầu HS ghi nhận hiện tượng và giải thích.
HS:Quan sát và ghi nhận kết quả.
Kết quả:
- Nhỏ vào dung dịch NaOH vài giọt phenolphthalein: dung dịch có màu hồng.
- Thêm tiếp HCl loãng đến dƣ dung dịch mất màu hồng.
GV: Tại sao dung dịch lại chuyển sang màu hồng, thêm tiếp HCl loãng đến dƣ dung dịch mất màu hồng?
HS giải thích:
Phenolphtalein NaOH loãng
- Các ion OH- trong dung dịch NaOH làm cho phenolphthalein không màu chuyển sang màu hồng. Khi cho dung dịch HCl vào dung dich NaOH, chỉ có các ion H+
của dung dịch HCl phản ứng với các ion OH- của NaOH tạo thành chất điện li rất yếu là H2O.
- Khi màu của dung dịch trong cốc mất, đó là lúc các ion H+ của HCl đã phản ứng hết với các ion OH- của NaOH.
PTPH: NaOH + HCl NaCl + H2O PT ion rút gọn: OH-
+H+ H2O Thí nghiệm 2.4
GV:Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm điều chế kết tủa Zn(OH)2
Nhỏ dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch ZnSO4
HS:Tiến hành làm thí nghiệm
Hình 2.1.6 Phản ứng điều chế kết tủa Zn(OH)2
GV:Quan sát HS làm thí nghiệm và yêu cầu ghi nhận hiện tượng.
HS:Quan sát hiện tượng và ghi nhận kết quả.
Hiện tượng: xuất hiện kết tủa trắng Zn(OH)2.
PTHH: ZnSO4 + 2 NaOH Zn(OH)2 + Na2SO4
GV:Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm hòa tan Zn(OH)2 với NaOH.
- Sau khi kết tủa lắng xuống, gạn phần chất lỏng ở trên, giữ lại phần kết tủa. ↓
Dung dịchZnSO4
- Thêm từ từ vào ống nghiệm có kết tủa dung dịch NaOH cho đến dƣ.
HS :Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.1.7 Phản ứng thể hiện tính lƣỡng tính của Zn(OH)2
GV:Quan sát các nhóm làm thí nghiệm, yêu cầu HS ghi nhận hiện tượng và giải thích.
HS:Quan sát và ghi nhận kết quả.
Hiện tƣợng: Zn(OH)2 tan.
PTPH: H2ZnO2+ 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O (Natri zincat)
Giải thích:
Zn(OH)2 là một hiđroxit lƣỡng tính (vừa tác dụng đƣợc với axit, vừa tác dụng đƣợc với bazơ) nên tan trong dung dịch NaOH dƣ.
III. Công việc sau buổi thực hành
GV: - Nhận xét kết quả buổi thực hành và hƣớng dẫn HS thu dọn hóa chất, dụng cụ, vệ sinh phòng thí nghiệm.
- Hƣớng dẫn HS viết tƣờng trình.
HS: - Thảo luận kết quả buổi thực hành - Vệ sinh phòng thí nghiệm. - Viết tƣờng trình thí nghiệm. Dung dịch HCl Kết tủa Zn(OH)2
NỘI DUNG TƢỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM
Tên thí nghiệm Phản ứng hóa học Hiện tƣợng Giải thích
1. Tính axit – bazơ 2. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
CÂU HỎI THẢO LUẬN
Câu 1: Giải thích tại sao ở cùng nồng độ mol
1. pH ( dung dịch HCl) < pH ( dung dịch CH3COOH)? 2. pH (dung dịch NaOH) > pH (dung dịch NH4OH)?
Câu 2: Từ thí nghiệm 2 rút ra kết luận gì?
- Bản chất trao đổi ion trong dung dịch chất điện li là gì? - Cho biết điều kiện để phản ứng trao đổi xảy ra?
Câu 3: Có 4 lọ không nhãn đựng 4 dung dịch: HCl, Na2SO4, NaCl, Ba(OH)2. Chỉ dùng quì tím để nhận biết lọ nào đựng dung dịch gì?
Câu 4: Hãy giải thích tại sao nƣớc nguyên chất có pH=7 nhƣng khi nƣớc có hòa tan CO2 (để nƣớc cất ngoài không khí) lại có pH<7.
Giáo án Bài 2
Tên:………
Lớp:……….
Bài thực hành số 1:
TÍNH AXIT – BAZƠ. PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI
TÍNH CHẤT MỘT SỐ HỢP CHẤT NITƠ, PHOTPHO. PHÂN BIỆT MỘT SỐ LOẠI PHÂN BÓN HÓA HỌC
1. Mục tiêu
3. Giáo án chi tiết
I. Thí nghiệm 1: Thử tính chất của dung dịch amoniac.
GV: Hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm.
- Lấy dung dịch amoniac vào hai ống nghiệm nhỏ.
- Cho vài giọt dung dịch phenolphthalein vào ống thứ nhất. - Cho 5-6 giọt dung dịch muối nhôm clorua vào ống thứ hai.
HS: Tiến hành thí nghiệm.
Hình 2.2.1 Phản ứng thể hiện tính chất của NH3
GV: Quan sát HS tiến hành thí nghiệm yêu cầu HS nhận xét sự xuất hiện màu của dung dịch ở ống nghiệm thứ nhất và cho biết dung dịch amoniac có môi trường gì? Ở ống nghiệm thứ hai xảy ra hiện tượng gì? Viết phương trình hóa học của phản ứng.
Ống nghiệm 1:
HS: Quan sát hiện tượng và ghi nhận kết quả.
Hiện tƣợng: Dung dịch có màu hồng, chứng tỏ dung dịch tạo thành có môi trƣờng bazơ. Dung dịchNH3 Phenolphtalein Dung dịchNH3 Dung dịch AlCl3 Kết tủa keo
GV: Giải thích rõ tại sao dung dịch chuyển sang màu hồng?
HS:Vì NH3 trong nƣớc có sự điện li tạo ion OH-, làm phenolphthalein không màu chuyển sang màu hồng.
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Ống nghiệm 2:
Hiện tƣợng: Xuất hiện kết tủa keo trắng.
GV:Quá trình hình thành kết tủa keo trắng do đâu? HS giải thích:
NH3 + H2O NH4+ + OH- AlCl3 Al3+ + 3Cl-
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl ( keo trắng)
II. Thí nghiệm 2: Tính oxi hóa của axit nitric.
Thí nghiệm 2.1: HNO3 đặc.
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm
Kẹp bình cầu trên giá thí nghiệm, cho vào bình một mảnh đồng kim loại. Đậy miệng bình cầu bằng nút cao su có hai lỗ, một lỗ cắm ống nhỏ giọt có chứa dung dịch HNO3 đặc, một lỗ có ống dẫn khí xuyên qua, đầu ống đƣợc cắm vào cốc chứa dung dịch NaOH.
Bóp nhẹ quả bóp của ống nhỏ giọt, dung dịch HNO3 đặc nhỏ xuống đáy bình cầu tác dụng với đồng (Có thể dùng đèn cồn hơ nhẹ đáy bình).
Lƣu ý: Trước khi lấy đèn cồn ra cần bẻ gập ống dẫn khí lại, dùng kẹp kẹp chặt chỗ gập lại.
GV:Tại sao phải nhỏ từ từ HNO3 đặc?
HS:Quan sát hiện tƣợng dễ hơn Nếu cho nhanh sẽ nguy hiểm
GV:Trƣớc khi lấy đèn cồn ra cần bẻ gập ống dẫn khí lại, dùng kẹp kẹp chặt chỗ gập
lại. Làm thao tác ngƣợc lại đƣợc không? Tại sao?
HS: Không đƣợc làm ngƣợc lại vì khi lấy đèn cồn ra trƣớc áp suất giảm đột ngột làm dung dịch NaOH dồn sang bình cầu làm vỡ bình đang nóng. Nhƣ vậy, bẻ ống dẫn khí lại trƣớc có tác dụng ngăn không cho dd NaOH chảy sang bình cầu.
GV: Trong thí nghiệm chất nào gây ô nhiễm không khí, là khí độc? HStrả lời: Khí NO2
GV: Do “ cơ địa” mỗi ngƣời khác nhau, nếu có bạn ngửi thấy NO2 bị ngất, em sẽ làm gì?
HS: Đƣa bạn ra khỏi phòng thí nghiệm, xuống phòng y tế.
Tìm nguyên nhân thoát khí, xem lại hệ thống lắp ráp thí nghiệm chỗ nào thoát ra khí.
HS: Tiến hành thí nghiệm.
Hình 2.2.2 Tính oxi hóa của axit nitric đặc
Thí nghiệm 2.2: HNO3 loãng.
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm
Dùng kẹp kẹp ống nghiệm, rồi lấy vào ống nghiệm 10 giọt dung dịch HNO3 2M rồi cho tiếp một mảnh đồng kim loại vào.
Đun nhẹ ống nghiệm trên đèn cồn trong tủ hút.
Khi đã quan sát màu của khí thoát ra, lập tức đậy ống nghiệm lại bằng bông có tẩm dung dịch NaOH.
Cu
HNO3 đặc
HS:Tiến hành thí nghiệm
Hình 2.2.3 Phản ứng tính oxi hóa của HNO3 loãng
GV: Yêu cầu HS quan sát hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình phản ứng.
HS: Quan sát và ghi nhận kết quả.
Ống nghiệm: Xuất hiện khí màu nâu ở gần ống nghiệm, dung dịch chuyển sang màu
xanh, do có các phản ứng sau:
3Cu+ 8HNO3 (loãng) 3Cu(NO3)2 + 2 NO + 4H2O ( màu xanh) ( khí không màu)
Phƣơng trình ion: 3Cu + 2NO3 - + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 2NO + O2 2NO2 (khí màu nâu)
GV: Tại sao thí nghiệm đƣợc tiến hành trong tủ hút?
HS:Vì thí nghiệm có sinh ra khí NO2 là khí độc nên cần tiến hành trong tủ hút để an toàn.
GV: Đậy ống nghiệm bằng miếng bông có tẩm dung dịch xút hoặc nƣớc vôi có tác
dụng gì?
HS:Có tác dụng hấp thụ khí NO2 sinh ra.
Phƣơng trình phản ứng: 2NaOH + NO2 2NaNO3 + NaNO2 + H2O
GV: Tại sao sau khi ống nghiệm nguội thả vào chậu nƣớc vôi?
HS:Để khử độc.
↑
↑
Cu Dung dịch HNO3 loãng
loãng
III. Thí nghiệm 3. Tính oxi hóa của muối kali nitrat nóng chảy.
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm:
Lấy một ống nghiệm chịu nhiệt khô và cặp thẳng đứng trên giá sắt, rồi đặt giá sắt trong chậu cát. Bỏ một ít tinh thể KNO3 vào ống nghiệm và đốt cho muối nóng chảy.
Khi muối KNO3 đƣợc đun nóng bắt đầu phân hủy trong ống nghiệm thì dùng kẹp hóa chất có thỏi than đã đƣợc đốt nóng đỏ vào.
GV: Khi nào ta biết KNO3 bắt đầu phân hủy để cho than vào?
HS: Khi chất rắn KNO3 nóng chảy, sau đó gợn sôi. Lúc này, có khí O2 thoát ra và là thời điểm cho hòn than nóng đỏ vào ống nghiệm.
GV: Chúng ta có nên lấy thỏi than to, dày để làm thí nghiệm không? Tại sao?
HS:Không nên lấy thỏi than to, dày để làm thí nghiệm vì thời gian đốt cho than cháy hồng ngoài không khí quá dài. Mặc khác, khi dùng thỏi than to cháy trong lƣợng KNO3 nóng chảy nhiều có thể gây ra hiện tƣợng nổ làm bể ống nghiệm do lƣợng nhiệt phản ứng tỏa ra. Rất nguy hiểm.
HS:Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.2.4 Tính oxi hóa của muối kali nitrat nóng chảy
GV: Yêu cầu HS quan sát hiện tượng, giải thích và viết PTHH minh họa.
HS: Quan sát hiện tượng và ghi nhận kết quả:
Hiện tƣợng: Than hồng sẽ bùng cháy sáng trong ống nghiệm.
KNO3 nóng chảy Than nóng đỏ
GV: Tại sao đốm than hồng lại bùng cháy?
HS giải thích: Do KNO3 nóng chảy bị phân hủy ở nhiệt độ cao, giải phóng khí oxi theo phản ứng sau:
2KNO3 2KNO2+O2 C+ O2 CO2
Phương trình tổng quát:
2 KNO3 + C 2KN O2 + CO2
IV. Thí nghiệm 4: Phân biệt một số loại phân bón hóa học
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm
Cho các mẫu phân bón hóa học sau đây: amoni sunfat, kali clorua và supephotphat kép. Lấy mỗi loại một ít (cỡ bằng hạt ngô) vào từng ống nghiệm riêng. Cho vào mỗi ống nghiệm 4 – 5 ml nƣớc cất và lắc nhẹ ống nghiệm cho đến khi các chất tan hết.
HS: Tiến hành thí nghiệm.
Thí nghiệm 4.1: Nhận biết phân đạm amonisunfat
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm.
Lấy khoảng 1 ml dung dịch của mỗi loại phân bón vừa pha chế vào từng ống nghiệm riêng. Cho vào mỗi ống nghiệm khoảng 0,5 ml dung dịch NaOH rồi đun nóng nhẹ, đƣa mẫu giấy quì tím ẩm lên miệng ống nghiệm.
t0
t0 ↑
t0
↑
HS: Tiến hành thí nghiệm:
Hình 2.2.5 Thí nghiệm nhận biết phân đạm amonisunfat
GV: Yêu cầu HS quan sát sự đổi màu giấy quì ở ống nghiệm chứa dung dịch amoni
sunfat? Giải thích và viết PTHH.
HS: Quan sát hiện tượng và ghi nhận kết quả.
Hiện tƣợng:Ở ống nghiệm chứa dung dịch amoni sunfat sẽ có khí bay lên, khí này làm xanh giấy quì tím ẩm. Đó là khí NH3.
PTHH: (NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O Hay NH4
+
+ OH- NH3 + H2O
GV: Chúng ta thử trực tiếp giấy quì tím vào dung dịch mà không cần đun nóng đƣợc không?
HS: Không thấy đƣợc hiện tƣợng rõ vì trong dung dịch sẽ có sẽ chuyển hóa qua lại NH4
+
+ OH- NH3 + H2O. Vì vậy, cần đun nóng cho khí NH3 thoát ra. Hiện tƣợng quan sát đƣợc sẽ rõ hơn.
GV: Ta thay giấy quì tím bằng giấy đo pH đƣợc hay không?
HS: Có thể thay thế giấy quì tím bằng giấy đo pH vì NH3 có tính bazơ nên độ pH > 7.
↑ ↑ ↑ Quì tím ẩm Quì tím ẩm Dung dịch NaOH (NH4)2SO4
Thí nghiệm 4.3: Nhận biết phân kali clorua và supephotphat kép
GV: Hướng dẫn HS tiến hành thí nghiệm:
Lấy khoảng 1 ml dung dịch vừa pha chế của mỗi loại phân bón còn lại vào từng ống nghiệm. Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào từng ống.