7. Những đóng góp của đề tài
2.3. Thiết kế kế hoạch bài dạy có sử dụng PPDH phát hiện và GQVĐ
Trên cơ sở các tình huống có vấn đề đã xây dựng, chúng tôi sử dụng để thiết kế kế hoạch một số bài dạy có sử dụng PPDH phát hiện và GQVĐ trong chương “Nhóm Nitơ” lớp 11 nâng cao. Chúng tôi đã thiết kế kế hoạch các bài dạy sau:
43
Bài 12: Axit nitric và muối nitrat (2 tiết - 2 giáo án)
Bài 15: Axit photphoric và muối photphat (1 tiết - 1 giáo án)
Dưới đây là kế hoạch bài dạy bài 11 Amoniac và muối amoni. Còn lại kế hoạch bài dạy bài 12, bài 15 được trình bày trong phụ lục 1 trang 63 trong khóa luận.
Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI - tiết 1
I - MỤC TIÊU
1. Kiến thức: Giúp HS
* Biết được:
- Cấu tạo phân tử amoniac, tính chất vật lí, hóa học, ứng dụng và phương pháp điều chế amoniac.
- Vai trò của amoniac trong đời sống và sản xuất. * Hiểu được:
- Tính chất hóa học của amoniac cụ thể là:
+ Nguyên nhân gây ra tính bazơ, khả năng tạo phức của NH3 là do đôi electron chưa tham gia liên kết.
+ Nguyên nhân gây ra tính khử là do trạng thái của nguyên tử N trong phân tử NH3 quy định.
* Vận dụng:
- Với một nồng độ nhỏ, amoniac tạo cảm giác thoải mái, tỉnh táo.
2. Kỹ năng: Rèn luyện cho HS.
- Dự đoán tính chất hóa học, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hóa học của amoniac.
- Quan sát thí nghiệm hoặc hình ảnh rút ra được nhận xét về tính chất vật lí và hóa học của amoniac.
- Viết PTHH dạng phân tử hoặc ion rút gọn.
- Phân biệt NH3 với một số khí đã biết bằng phương pháp hóa học.
- Tính thể tích khí amoniac sản xuất được ở điều kiện tiêu chuẩn theo hiệu suất phản ứng.
44
3. Giáo dục tư tưởng đạo đức
- Giúp HS có lòng say mê học tập, ý thức vươn lên chiếm lĩnh tri thức.
- Biết cách nhìn nhận vấn đề từ nhiều mặt, biết cách nhận xét, tìm ra bản chất của vấn đề.
II - PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 1. Phương pháp
- Đàm thoại - tìm tòi. - Phát hiện và GQVĐ.
- Trực quan (TN hóa học, đĩa CD thí nghiệm, sơ đồ, tranh vẽ).
2. Phương tiện dạy học
- Mô hình phân tử NH3, tranh (hình 2.6 - SGK).
- Dụng cụ hóa chất thí nghiệm thử tính tan của NH3: lọ NH3, chậu nước nhỏ phenolphtalein, ống vuốt nhọn.
- Sơ đồ thiết bị tổng hợp NH3 trong công nghiệp (nếu có). - Ống nghiệm, giá đựng ống nghiệm...
- Máy tính, máy chiếu.
III - TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định tổ chức
2. Kiểm tra bài cũ
Tại sao nitơ là phi kim có độ âm điện lớn nhưng ở điều kiện thường nitơ lại là khí trơ về mặt hóa học? Ở điều kiện nào N2 trở nên hoạt động hơn?
3. Thiết kế các hoạt động của GV - HS.
Hoạt động của GV và HS Nội dung kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu về cấu tạo phân tử
GV: yêu cầu HS
- Viết công thức electron, CTCT phân tử NH3?
- Nhận xét về đặc điểm cấu tạo
I - CẤU TẠO PHÂN TỬ
Công thức electron: H:N:H H
45 phân tử NH3? (Cấu trúc lai hóa của
nguyên tử N, các liên kết, sự phân cực, số electron còn lại trên nguyên tử N chưa liên kết?)
- SOXH của nguyên tử N? HS: trả lời theo yêu cầu của GV
N H
H
H
- N lai hóa sp3, cấu trúc tứ diện.
- Ba liên kết đơn, phân cực (liên kết cộng hóa trị có cực)
- Có 2 electron chưa liên kết trên nguyên tử N. - N có số oxi hóa -3.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất vật lí
GV: Cho HS quan sát lọ đựng NH3, phẩy nhẹ ở miệng lọ để ngửi mùi đặc trưng.
Yêu cầu HS nhận xét về màu sắc, mùi, so sánh tỉ khối với không khí. GV: Làm thí nghiệm thử tính tan của NH3 (hoặc cho HS xem đĩa CD). Yêu cầu HS quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng?
HS: trả lời theo yêu cầu. GV đặt câu hỏi:
1. Tại sao nước phun mạnh vào lọ? 2. Dung dịch trong lọ có màu hồng chứng tỏ điều gì?
3. Có kết luận gì về tính tan của NH3 trong nước?
HS: Nêu kết luận chung về tính chất vật lí của NH3.
GV: Chỉnh lí, bổ sung.
II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Chất khí không màu, mùi khai và sốc. - Tỉ khối: Nhẹ hơn không khí có thể thu khí NH3 bằng cách đẩy không khí (úp ngược bình).
- Tính tan: Thí nghiệm thử tính tan của NH3.
Hiện tượng:
- Nước phun mạnh vào lọ.
- Nước trong lọ chuyển sang màu hồng. Kết luận:
- NH3 không màu, nhẹ hơn không khí thu NH3 bằng phương pháp đẩy không khí. - NH3(k) tan nhiều trong nước tạo dung dịch có tính bazơ dung dịch NH3 đậm đặc 25%.
46
Hoạt động 3: Tìm hiểu về tính chất hóa học
GV đặt câu hỏi:
- Dựa vào thuyết điện li hãy viết quá trình nhận proton của NH3 trong dung dịch?
- Giải thích tính bazơ yếu của NH3? - Lấy dẫn chứng chứng minh NH3 có tính bazơ yếu?
HS làm theo yêu cầu của GV.
GV dùng thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề và hướng dẫn HS GQVĐ như ví dụ trình bày ở trang 22 trong khóa luận.
HS: nghiên cứu, trả lời các yêu cầu. GV kết luận, bổ sung, mở rộng vấn đề. Yêu cầu HS viết PTHH của phản ứng khi cho dư dung dịch NH3 tác dụng với AgNO3, ZnSO4?
III - TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Tính bazơ yếu
a. Tác dụng với nước
NH3 + H2O NH+4 + OH-
- Dung dịch NH3 làm xanh quỳ tím, chuyển phenolphtalein không màu sang màu hồng.
b. Tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng...)
Ví dụ: NH3 + HCl NH4Cl
c. Tác dụng với dung dịch muối
Ví dụ: dung dịch chứa ion Al3+, Fe3+, Cr3+... Al3+ + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 +
3NH4+
2. Khả năng tạo phức
- Dung dịch NH3 có khả năng hòa tan hiđroxit đồng tạo hợp chất dạng phức chất. - Công thức cấu tạo:[Cu(NH3)4](OH)2 PTHH của phản ứng:
Cu(OH)2 + 4NH3[Cu(NH3)4](OH)2
Dung dịch màu xanh lam - Liên kết trong phức chất là liên kết cho - nhận giữa cặp electron chưa sử dụng của N trên NH3 với các obitan trống của ion kim loại.
- NH3 có khả năng tạo phức với một số ion kim loại Cu2+, Ag+, Zn2+...
- Nguyên nhân do sự tạo liên kết cho nhận giữa cặp electron chưa sử dụng của nguyên
47 GV đặt câu hỏi :
- Ngoài những tính chất đã biết ở trên NH3 còn có tính chất hóa học gì khác khi căn cứ vào SOXH của N? - Hãy chứng minh bằng các phản ứng hóa học? HS : trả lời. - N trong NH3 có SOXH -3 thấp nhất NH3 có tính khử.
- NH3 tác dụng với chất oxi hóa: O2, Cl2, một số hợp chất khác. GV nêu vấn đề :
- Tại sao cho NH3 tác dụng với Cl2 lại có khói trắng xuất hiện? - Ta có thể khử độc clo bằng khí NH3 không? Nêu PP xử lí khi bị ngộ độc khí clo? (tình huống 9) HS trả lời theo hướng dẫn của GV. - NH3 có thể khử được những oxit kim loại nào?
HS : nghiên cứu, trả lời câu hỏi. GV: Chỉnh lý và kết luận.
tử N với obitan trống của ion kim loại.
3. Tính khử
Trong phân tử NH3 (N-3) nên thể hiện tính khử
- NH3 tác dụng với các chất oxi hóa:
a. Tác dụng với oxi 4NH3 + 3O2 to 2N2 + 6H2O 4NH3 + 5O2 to,xt 4NO + 6H2O b. Tác dụng với clo 2NH3 + 3Cl2 N2 + 6HCl - “Khói trắng” là do HCl tác dụng với NH3 tạo NH4Cl.
c. Tác dụng với oxit kim loại
Ví dụ: Tác dụng với CuO 2NH3 + 3CuO t
o
N2 + 3Cu + 3H2O
Kết luận: NH3 có khả năng nhận H+ của nước:
+ Dung dịch có tính bazơ yếu.
+ NH3 có khả năng tạo phức với một số ion kim loại. + NH3 có tính khử. Hoạt động 4: Tìm hiểu về ứng dụng GV đặt câu hỏi: - Nêu một số ứng dụng của NH3? Vì sao NH3 có ứng dụng đó? IV - ỨNG DỤNG
- Sản xuất axit nitric. - Các loại phân đạm.
48 HS: Trả lời câu hỏi của GV
GV nêu vấn đề: Vì sao dùng NH3 để làm sạch đồ dùng bằng bạc bị gỉ đen?
Hướng dẫn HS GQVĐ như tình huống 11 trong khóa luận.
lửa.
- Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh.
Hoạt động 5: Tìm hiểu về điều chế
GV đặt câu hỏi:
- Tại sao trong phòng thí nghiệm có thể điều chế NH3 bằng cách cho muối NH4+ tác dụng với kiềm? - Tại sao không làm khô khí NH3 bằng cách cho qua H2SO4 đặc? - Thu khí NH3 bằng cách nào? Tại sao?
HS: Trả lời các câu hỏi trên bằng cách dựa vào:
- Tính bazơ yếu của NH3.
- NH3 có tính khử nên không thể làm khô bằng H2SO4 đặc (có tính oxi hóa) được.
- Thu khí NH3 bằng cách đẩy không khí và úp bình thu (thử bằng quỳ tím ẩm).
GV đặt câu hỏi:
- Điều chế NH3 trong công nghiệp
V - ĐIỀU CHẾ
1. Trong phòng thí nghiệm
PTHH:
NH4Cl + NaOHt0 NH3 + NaCl + H2O
2. Trong công nghiệp
- Nguyên liệu: N2 (không khí) và H2. - PTHH của phản ứng:
49 từ nguồn nguyên liệu nào? Tại sao?
- Hãy viết PTHH của phản ứng điều chế NH3.
- Đặc điểm của phản ứng và nêu các điều kiện để cân bằng nhanh chóng được thiết lập và nâng cao hiệu suất phản ứng?
HS: Tham khảo SGK, trả lời.
GV nêu vấn đề: Vì sao cần xây dựng chu trình kín trong quá trình sản xuất NH3 trong công nghiệp? (tình huống 7)
N2(k) + 3H2(k) t 2NH3(k)
o,P
xt ;
H = -92KJ
- Đặc điểm: phản ứng thuận nghịch, tỏa nhiệt.
- Điều kiện: 450 - 500oC; áp suất 200 - 300 atm; xúc tác (Al2O3 + Fe).
Hoạt động 6: Củng cố bài học
- GV tổng kết lại những tính chất của amoniac. - Cho HS làm bài tập 5, 6 - SGK trang 47,48
4. Về nhà:
- Làm các bài tập còn lại trong SGK và SBT
- Tìm hiểu thêm về vai trò của amoniac trong đời sống, sản xuất.
Bài 11: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI - tiết 2
I - MỤC TIÊU
1. Kiến thức: giúp HS * Biết được:
Tính chất vật lí, tính chất hóa học, phương pháp điều chế muối amoni. * Hiểu được:
Tính chất hóa học của muối amoni, vai trò của muối amoni trong thực tiễn.
2. Kỹ năng: Rèn luyện cho HS.
- Từ cấu tạo phân tử giải thích tính chất vật lí, hóa học của muối amoni. - Khả năng lập luận lôgic và khả năng viết các phương trình trao đổi ion.
50
3. Giáo dục tư tưởng đạo đức
- Nâng cao tình cảm yêu khoa học.
- Có ý thức gắn những hiểu biết về khoa học với đời sống và trong sản xuất.
II- PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC. 1. Phương pháp
- Trực quan- đàm thoại tìm tòi. - Phát hiện và GQVĐ.
2. Phương tiện dạy học
- Hóa chất và dụng cụ tiến hành các thí nghiệm: + Thí nghiệm về tính tan của muối amoni. + Thí nghiệm về muối amoni tác dụng với kiềm. - Các movie thí nghiệm.
- Máy tính, máy chiếu. - Phiếu học tập.
III- TIẾN TRÌNH DẠY VÀ HỌC 1. Ổn định tổ chức
2. Kiểm tra bài cũ
3. Thiết kế các hoạt động của GV - HS
Hoạt động của GV - HS Nội dung kiến thức Hoạt động 1: Tìm hiểu về tính chất vật lí
GV chia lớp thành 4 nhóm, phát phiếu học tập, yêu cầu HS thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi.
HS thảo luận, đại diện 2 nhóm trả lời, 2 nhóm còn lại nhận xét, bổ sung.
GV: Chỉnh lí, kết luận.
B. MUỐI AMONI I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Các muối amoni là chất tinh thể ion nên tồn tại ở trạng thái rắn.
- Tính tan : Tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn thành ion NH4+ (không màu) và ion gốc axit
- Dung dịch các muối amoni của axit mạnh có môi trường axit:
51
NH4Cl NH4+ + Cl-
NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ
Hoạt động 2 : Tìm hiểu về tính chất hóa học
GV nêu vấn đề: Muối amoni có tính chất hóa học nào? Có tính chất hóa học nào giống và khác các muối đã học. GV làm thí nghiệm: Nhỏ 5- 6 giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm đựng dung dịch (NH4)2SO4, đun nóng nhẹ. Đưa giấy quỳ tím ẩm trên miệng ống nghiệm. Yêu cầu HS:
- Quan sát, mô tả hiện tượng?
- Giải thích hiện tượng, viết PTHH của phản ứng ở dạng phân tử và ion thu gọn.
HS quan sát, thảo luận trả lời yêu cầu. GV thông báo: Các muối amoni khác cũng có phản ứng với kiềm tương tự (NH4)2SO4.
GV : Phản ứng trên có ứng dụng gì? HS trả lời câu hỏi.
GV: Làm thí nghiệm nhiệt phân muối NH4Cl (như hình vẽ 2.7 SGK) yêu cầu HS quan sát, nhận xét, giải thích hiện tượng, viết PTHH.
HS : trả lời theo yêu cầu.
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Tác dụng với dung dịch kiềm.
Hiện tượng: Có khí mùi khai bay ra, làm xanh quỳ tím ẩm. PTHH: (NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3↑+ Na2SO4 + 2H2O . NH4+ + OH-→ NH3↑ +H2O phản ứng này dùng để điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm, nhận biết ion amoni (NH4+) trong dung dịch.
2. Phản ứng nhiệt phân
- Phản ứng nhiệt phân muối NH4Cl tạo thành NH3(k) và HCl(k), khi bay lên miệng ống nghiệm, nhiệt độ giảm hơn hai khí này lại tác dụng với nhau tạo thành NH4Cl rắn, trắng.
52 GV: Hiện tượng trong thí nghiệm trên có thể gọi là hiện tượng thăng hoa của muối NH4Cl được không? Tại sao? (tình huống 12)
HS: nghiên cứu, trả lời.
GV: Yêu cầu HS viết PTHH nhiệt phân các muối amoni: (NH4)2CO3, NH4HCO3 và đưa ra nhận xét.
HS viết PTHH và có thể đưa ra nhận xét: muối amoni to NH3 và axit tương ứng ở thể khí.
- GV thực hiện phản ứng nhiệt phân muối NH4NO3, yêu cầu HS dự đoán sản phẩm thu được. (tình huống trong ví dụ trang 14 trong khóa luận)
HS dự đoán: tạo ra HNO3 và NH3 rồi có sự kết hợp ngược lại tạo tinh thể NH4NO3.
* Hiện tượng:
- Không có tinh thể muối ở gần miệng ống nghiệm.
- Khí thoát ra không làm xanh quỳ tím ẩm.
- Có hơi nước ngưng đọng.
Hiện tượng thu được không giống như dự đoán, xuất hiện mâu thuẫn.
* Hướng dẫn GQVĐ:
- Có gì mâu thuẫn nếu tạo ra 2 sản
NH4Cl(r )
0
t
NH3(k) + HCl(k) . HCl + NH3 NH4Cl
- Sự nhiệt phân của các muối amoni phụ thuộc vào độ bền và tính oxi hóa của axit tương ứng với muối.
+ Muối của axit không có tính oxi hóa
to NH3 + axit tương ứng. (NH4)2CO3 to NH3+ NH4HCO3 NH4HCO3 to NH3+ CO2+ H2O + Muối của axit có tính oxi hóa to N2 hoặc N2O...
NH4NO2 N2 + 2H2O. NH4NO3 N2O + 2H2O . (Là phản ứng oxi hóa - khử)
53 phẩm là HNO3 và NH3? 2 sản phẩm này có tác dụng với nhau không?
- Phản ứng xảy ra tiếp tục?
- Các muối này có gì khác so với các muối đã nghiên cứu ở trên?
HS: nghiên cứu, trả lời câu hỏi.
GV: Hãy so sánh tính chất của muối amoni với muối của kim loại kiềm? Tại sao có sự giống đó? (tình huống 13) HS trả lời theo hướng dẫn của GV. GV liên hệ thực tế giúp HS hiểu ứng dụng của một số muối amoni:
- Tại sao người ta dùng NH4Cl để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn? (tình huống trong ví dụ trang 19)
- Tại sao cả 2 muối NH4HCO3 và (NH4)2CO3 đều nhiệt phân tạo CO2 và