7. Những đóng góp của đề tài
2.4.1. Tổ chức hoạt động hợp tác theo cấu trúc STAD của Slavin cho một số nộ
2.4.1.1. Xây dựng nội dung hoạt động học hợp tác theo cấu trúc STAD cho một số nội dung phần hóa kim loại lớp 12 THPT - Ban nâng cao
Để tổ chức hoạt động HHT theo cấu trúc STAD có hiệu quả ta lựa chọn những nội dung kiến thức mới, các khái niệm, kĩ năng cần hình thành trong bài học.
Các khái niệm mới, kiến thức cần hình thành: - Tính chất vật lí và hóa học chung của kim loại. - Ý nghĩa thế điện cực chuẩn của kim loại.
- Sự điện phân. Sự ăn mòn kim loại.
- Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ. - Khái niệm hợp kim và cấu tạo hợp kim.
- Vị trí, cấu hình electron của kim loại kiềm, kiềm thổ.
- Tính chất hóa học của nhôm và một số hợp chất quan trọng của nhôm. - Tính chất của sắt và một số hợp chất của sắt.
Trong phần kim loại lớp 12 có thể vận dụng cấu trúc STAD tổ chức hoạt động với các nội dung:
STT Nội dung Bài học chƣơng
1 Kim loại và hợp kim 19 5
2 Dãy điện hóa của kim loại 20 5
3 Kim loại kiềm 28 6
4 Kim loại kiềm thổ 30 6
5 Nhôm 33 6
6 Sắt 40 6
7 Đồng và một số hợp chất của đồng 43 7
Từ quy trình đó tiến hành xây dựng cấu trúc hoạt học tập hợp tác theo cấu trúc STAD của Slavin cho các nội dung sau:
* Ví dụ 1: Bài 19 - Kim loại và hợp kim
Nghiên cứu về tính chất vật lí và hóa học chung của kim loại.
GV tổ chức cho HS đọc thông tin trong SGK, thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi trong phiếu học tập sau:
Phiếu học tập số 1:
Cho biết: Tính chất vật lí chung và riêng của kim loại? Nguyên nhân gây ra tính chất đó.
Đáp án:
- Kim loại có những tính chất chung là: Tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt, tính ánh kim. Những tính chất vật lí chung của kim loại chủ yếu do các electron tự do trong kim loại gây ra.
- Kim loại còn có tính chất vật lí riêng biệt nhƣ: Khối lƣợng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng của kim loại... Tính chất này phụ thuộc vào độ bền của liên kết kim loại, nguyên tử khối, kiểu mạng tinh thể của kim loại.
Phiếu học tập số 2: Dựa vào kiến thức đã học ở lớp 9 và vị trí của kim
loại trong bảng TH hãy dự đoán tính chất hóa học của kim loại. Viết PTPƢ minh họa.
Đáp án:
Tính chất hóa học đặc trƣng của kim loại là tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dƣơng).
M → Mn+ + ne Thể hiện qua:
+ Tác dụng với phi kim: Cu + Cl2 t0 CuCl2
4Al + 3O2 t0
2Al2O3
+ Tác dụng với axit:
- Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ - Đối với H2SO4 (đặc, nóng), HNO3
Fe + 4H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 2H2O + Tác dụng với muối: Kim loại hoạt động khử đƣợc ion kém hoạt động hơn trong dung dịch muối tạo thành kim loại tự do.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
+ Tác dụng với nƣớc: Na + H2O → NaOH + H2↑
Bài tập vận dụng 1:
So sánh sự khác nhau về tính chất vật lí của kim loại và phi kim, cho VD.
Đáp án:
Đặc điểm Kim loại Phi kim
Trạng thái Đa số là rắn
VD: Fe, Au, Ag, Na...
3 tạng thái: + Rắn: S, P, C... + Lỏng: Br2, I2... + Khí: O2, H2, Cl2...
Độ dẫn điện Cao; VD: Au, Ag, Al, Cu... Đa số không có, trừ C
than chì
Độ dẫn nhiệt Cao Đa số không có
Nhiệt độ nóng chảy Cao; VD: Vofam (V) nóng chảy 34100C
Thấp
Bài tập vận dụng 2: Hãy viết các PTHH biểu diễn các dãy chuyển hóa sau:
MgCl2 (1) (6) MgCl2 (2) Mg (5) MgS MgO (3) MgSO4 (4) Mg(NO 3) Đáp án: (1) Mg + Cl2 → MgCl2 (2) 2Mg + O2 t0 2MgO (3) Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑
(4) Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag
(5) Mg + S t0 MgS
(6) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
*Ví dụ 2: Bài 20 - Dãy điện hóa của kim loại
Phiếu học tập: Nghiên cứu nội dung trong SGK và cho biết:
1. Cơ sở để so sánh tính oxi hóa - khử của kim loại? Nêu VD. 2. Cách xác định chiều của phản ứng oxi hóa - khử?
Đáp án:
1. Muốn so sánh tính oxi hóa - khử cần dựa vào thế khử chuẩn. Nếu thế khử chuẩn của kim loại E0
Mn+/ M càng lớn thì tính oxi hóa của cation Mn+
càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu và ngƣợc lại. 2. Xác định chiều của phản ứng oxi hóa - khử:
+ Kim loại của cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn khử đƣợc cation kim loại của cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn. Quy tắc: Viết cặp oxi hóa - khử có thế điện cực nhỏ ở bên trái, cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn lớn ở bên phải rồi viết PTPƢ oxi hóa - khử theo quy tắc anpha (α).
+ Kim loại trong cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn âm khử đƣợc ion hiđro của dd axit.
Bài tập vận dụng 1: Trong các kim loại Fe, Cu, Ag, Mg kim loại nào khử đƣợc
ion Cu2+:
A Fe, Mg, Ag. B Fe, Ag.
C Mg, Ag. D Mg, Fe.
Đáp án: D.
Bài tập vận dụng 2: Cho các cặp oxi hóa - khử sau Sn4+/Sn2+, Cu2+/Cu,
Fe3+/Fe2+. Cho biết tính oxi hóa tăng dần theo thứ tự Sn4+< Cu2+< Fe3+, tính khử giảm dần theo thứ tự Sn2+> Cu> Fe2+. Dự đoán các PTPƢ sau có xảy ra không? Giải thích?
1. Cu + FeCl3 2. SnCl2 + FeCl3
Đáp án: Theo bài ra ta có: Ion Sn2+ có tính khử mạnh nhất, ion Fe3+ có tính oxi hoá mạnh nhất. Áp dụng quy tắc anpha (α):
PTPƢ: SnCl2 + 2FeCl3 → SnCl4 + 2FeCl2
*Ví dụ 3: Bài 31 - Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ Phiếu
học tập: Nghiên cứu nội dung trong SGK và cho biết:
1. Nƣớc cứng, nƣớc mềm là gì? Cơ sở phân loại và phân loại nƣớc cứng.
2. Các biện pháp làm mềm nƣớc cứng. Đáp án:
1. + Nƣớc cứng là nƣớc có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nƣớc mềm là nƣớc chứa ít hoặc không chứa các ion trên.
+ Phân loại nƣớc cứng: Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nƣớc cứng, phân thành 3 loại:
- Nƣớc có tính cứng tạm thời: Do các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
gây ra.
- Nƣớc có tính cứng vĩnh cửu: Do các muối CaCl2, MgCl2,CaSO4, MgSO4 gâyra.
- Nƣớc có tính cứng toàn phần: Là nƣớc có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.
2. Nguyên tắc làm mềm nƣớc cứng là làm giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+
trong nƣớc cứng. Thực hiện nguyên tắc này, thƣờng dùng phƣơng pháp chuyển những cation tự do này vào hợp chất không tan (Phƣơng pháp kết tủa) hoặc thay thế những cation này bằng những cation khác (Phƣơng pháp trao đổi ion)
Bài tập vận dụng 1: Trong cốc nƣớc có chứa 0,01mol Na+, 0,02mol Ca2+,
0,01mol Mg2+, 0,05mol HCO3-, 0,02mol Cl-. Nƣớc trong cốc thuộc loại nào?
A. Nƣớc cứng tạm thời. B. Nƣớc cứng vĩnh cửu.
C. Nƣớc cứng toàn phần. D. Nƣớc mềm.
Đáp án: C.
Bài tập vận dụng 2: Cho dãy chất gồm các dd sau: Ca(OH)2, Na2CO3, NaNO3, HCl, Na3PO4, Na2SO4. Những chất nào có thể làm mềm nƣớc cứng vĩnh cửu? Viết PTPƢ xảy ra.
Đáp án:
Các dung dịch Na2CO3, Ca(OH)2 và dung dịch Na3PO4 có thể làm mềm nƣớc cứng có tính cứng vĩnh cửu.
PTPƢ dạng ion:
Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ 3Ca2+ + PO43- → Ca3(PO4)2↓
Mg2+ + CO32- + Ca2+ + 2OH- → Mg(OH)2 ↓+ CaCO3↓
* Ví dụ4: Bài 40 - Sắt
GV tổ chức cho HS nghiên cứu phần I. Vị trí và cấu tạo, phần III. Tính
chất hóa học, cho HS thảo luận nhóm và hoàn thành phiếu học tập sau: Phiếu
học tập:
1. Sắt có Z = 26. Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố sắt và cho biết vị trí của sắt trong bảng TH.
2. Từ cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố sắt hãy dự đoán tính chất hóa học của sắt. Lấy VD minh họa.
Đáp án:
1. Cấu hình: 1s22s22p63s23p63d64s2 có thể viết gọn là: [Ar] 3d64s2.
Vị trí của sắt: Sắt ở ô số 26, thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4 của bảng TH. 2. Tính chất hóa học
Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Thể hiện qua:
- Tác dụng với phi kim: Ở nhiệt độ cao, sắt khử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2, +3.
Fe + S t0 FeS
3Fe + 2O2 t0 Fe3O4 - Tác dụng với axit:
Fe khử dễ dàng ion H+ trong dd axit HCl, H2SO4 loãng thành hiđro đồng thời bị oxi hóa thanh Fe2+.
Khi tác dụng với những axit có tính oxi hóa mạnh nhƣ HNO3, H2SO4 đặc nóng Fe bị oxi hóa mạnh thành Fe3+.
VD: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O - Tác dụng với muối:
Fe + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 3Ag
- Tác dụng với nƣớc: Ở nhiệt độ cao sắt khử đƣợc hơi nƣớc.
Bài tập vận dụng 1:
chứng bằng phản ứng.
Đáp án: a) Cấu hình electron của: Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2. Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6.
Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5.
b) Fe3+ có cấu hình 3d5 (nửa bão hòa) bền hơn 3d6 của Fe3+. VD: 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
Bài tập vận dụng 2: Nêu hiện tƣợng và viết PTPƢ khi:
- Đốt dây sắt trong khí clo.
- Cho mẩu sắt vào ống nghiệm đựng ddH2SO4 loãng.
- Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng dd CuSO4.
- Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng dd MgSO4.
Đáp án:
Thí nghiệm Hiện tƣợng Phƣơng trình phản ứng
Đốt dây sắt trong khí clo
Có khói màu nâu tạo
thành. Fe + Cl2 → FeCl3
Cho mẩu sắt vào ống nghiệm đựng dd H2SO4 loãng
Có hiện tượng sủi bọt (khí không màu tạo thành), mẩu sắt tan dần.
Fe + H2SO4 → FeSO4
+H2↑
Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng
CuSO4
- Có màu đỏ bám quanh đinh sắt.
- Dd màu xanh nhạt dần và xuất hiện màu lục nhạt
Fe + CuSO4 →FeSO4 +Cu
Cho đinh sắt vào ống nghiệm đựng
dd MgSO4
Không có hiện tượng gì
* Ví dụ 5: Bài 38 - Crom
GV tổ chức cho HS nghiên cứu và hoàn thành phiếu học tập sau:
Phiếu học tập:
1. Crom có Z = 24. Hãy viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố crom và cho biết vị trí của crom trong bảng TH.
2. Từ tính chất hóa học chung của kim loại và cấu hình electron nguyên tử của crom hãy dự đoán tính chất hóa học của crom.
Đáp án:
1. Cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p63s23p63d54s1, hoặc [Ar]3d54s1
Crom là kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 24.
Các số oxi hoá +2, +3. 2. Tính chất hóa học
a) Tác dụng với phi kim
0 3
4Cr + 3O2 2Cr O2 3
0 3
2Cr + 3Cl2 2CrCl3
b) Tác dụng với nƣớc
Crom có thế điện cực chuẩn nhỏ (Eo
3 = 0,86 V), nhƣng không
Cr /Cr
tác dụng đƣợc với nƣớc do có màng oxit bảo vệ. c) Tác dụng với axit
0 2
Cr + 2HCl CrCl2 + H2
Tƣơng tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội mà các axit này làm cho kim loại crom trở nên thụ động.
Bài tập vận dụng 1: Phát biểu nào dƣới đây không đúng?
A.Crom là nguyên tố thuộc ô thứ 24, chu kì IV, nhóm VIB, có cấu hình electron [Ar] 3d54s1
B. Nguyên tử khối crom là 51,996; C. Crom là một kim loại lƣỡng tính
D. Trong hợp chất, crom có các mức oxi hóa đặc trƣng là +2, +3 và +6.
Đáp án: C.
Bài tập vận dụng 2: Các kim loại nào sau đây luôn đƣợc bảo vệ trong môi
trƣờng không khí, nƣớc nhờ lớp màng oxit:
A. Al - Ca. B. Cr - Al.
C. Fe - Cr. D. Fe - Mg.
2.4.1.2. Thiết kế giáo án bài dạy có sử dụng cấu trúc STAD trong tổ chức học hợp tác theo nhóm.
TIẾT 51, BÀI 33: NHÔM
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức Học sinh biết:
- Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử, cấu hình electron lớp ngoài cùng, năng lƣợng ion hóa, thế điện cực chuẩn, tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên và ứng dụng của nhôm.
- Nhôm là kim loại có tính khử khá mạnh; phản ứng với phi kim,dd axit, nƣớc, dd kiềm, oxit kim loại.
- Nguyên tắc và sản xuất nhôm bằng phƣơng pháp điện phân nóng chảy.
2. Kỹ năng
- Quan sát mẫu vật, thí nghiệm, rút ra kết luận về tính chất hóa học và nhận biết ion nhôm.
- Viết các phƣơng trình hóa học minh họa tính chất hóa học của nhôm. - Sử dụng và bảo quản hợp lí các đồ dùng bằng nhôm.
- Giải đƣợc bài tập: Nhận biết nhôm, tính thành phần phần trăm khối lƣợng nhôm trong hỗn hợp kim loại phản ứng, một số bài tập liên quan.
3. Thái độ - tình cảm
- Bồi dƣỡng HS có lòng say mê với môn hóa học. - Có ý thức bảo vệ kim loại.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Bộ dụng cụ thí nghiệm gồm: Ống nghiệm, kẹp, vụn nhôm, dd axit clohidric, bình chứa khí oxi, dd NaOH và một số dụng cụ cần thiết khác. - Hình ảnh về ứng dụng của nhôm.
- Phiếu học tập.
Hãy tiến hành các thí nghiệm hóa học kiểm nghiệm tính chất hóa học của nhôm và hoàn thành các câu hỏi sau:
Thí nghiệm
Cách tiến hành Hiện tƣợngPTHH Nhận xét
1.Tác dụng với phi kim (O2, Cl2, S,…) Đốt nống bột nhôm trong không khí 2.Tác dụng với dung dịch axit
Cho mảnh nhôm vào ống nghiệm chứa 2ml dung dịch HCl.
Úp 1 ống nghiện khác lên trên thu khí thoát ra đốt trên ngọn lửa đèn cồn
3.Nhôm tác dụng với nƣớc
Cho bột nhôm vào ống nghiệm chứa 2ml nƣớc 4.Tác dụng
với dungg dịch kiềm
Cho dây nhôm vào ống nghiệm đựng 2ml NaOH, thu khí và đốt trên ngọn lửa đèn cồn.
2. Từ các kết quả thí nghiệm trên kết luận gì về tính chất của nhôm?
3. Nhôm tác dụng đƣợc với oxi? Vì sao đồ dùng bằng nhôm lại rất bền, không bị phá hủy?
2. Học sinh
- Ôn tập các kiến thức cũ. - Làm bài tập về nhà.
- Nội dung kiến thức bài mới.
3. Phương pháp dạy học
Đàm thoại tìm tòi, học tập hợp tác theo nhóm (cấu trúc STAD).
1. Ổn định tổ chức lớp học (1 phút) 2. Đặt vấn đề
Nhôm là nguyên tố phổ biến thứ 3 trong vỏ trái đất và có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất. Nhôm có tính chất vật lý, hóa học nào? Có ứng dụng gì quan trọng? Ta tìm hiểu những nội dung này trong bài hôm nay.
3. Bài mới
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung
Hoạt động 1: Tìm hiểu vị trí và cấu tạo của nhôm (8 phút)
-Yêu cầu học sinh đóng hết sách lại và dùng bảng tuần hoàn kết hợp quan sát hình ảnh trên bảng của nguyên tử Al để trình bày:
+ Vị trí của nhôm trong bảng tuần hoàn?
+ Cấu hình electron và cho biết số electron lớp ngoài
Quan sát bảng HTTH để trả lời câu hỏi
HS viết cấu hình của nhôm.
HS trả lời
I.Vị trí và cấu tạo
1. Vị trí Ô: 13 Chu kì: 3 Nhóm: IIIA 2. Cấu tạo - Cấu hình e:
cùng?
Vậy Al dễ nhƣờng hay
nhận thêm e? Viết phƣơng trình.
+ Cho biết độ âm điện và số oxi hóa của Al? Cấu tạo mạng tinh thể của nhôm?
Hoạt động 2: Nghiên cứu tính chất vật lý (5 phút) ? Bằng hiểu biết trong thực tế