Giới thiệu chủ đề:
Khi xuống biển, muốn lặn sâu xuống biển mà vẫn đảm bảo an toàn các thợ lặn thường phải đeo một chiếc bình sau lưng. Bình đó gọi là bình dưỡng khí. Trong bình dưỡng khí chứa một loại khí vô cùng quan trọng đối với sự sống của con người, đó là khí oxi. Oxi có hai dạng thù hình là oxi và ozon. Hai chất khí này đều có nhiều ứng dụng, không thể thiếu trong cuộc sống.
I. Mục tiêu chủ đề
1. Kiến thức
- Trình bày được các kiến thức cơ bản về oxi, ozon: cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học, cách điều chế.
- Liệt kê được các ứng dụng của oxi và ozon trong đời sống.
- Trình bày được nguyên nhân gây ra các đám cháy, các kỹ năng cần thiết để thoát khỏi các đám cháy an toàn.
- Trình bày được tác dụng của tầng ozon, nguyên nhân gây suy giảm tầng ozon, cách bảo vệ tầng ozon.
2. Kĩ năng
- Viết các phương trình hóa học liên quan đến oxi, ozon.
- So sánh được tính chất hóa học của oxi, ozon và lấy được ví dụ minh họa. - Giải các bài tập hóa học liên quan đến oxi, ozon.
- Vận dụng các kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề thực tiễn.
3. Thái độ
- Nêu được lý do vì sao cần nghiên cứu oxi – ozon và những vấn đề liên quan trong cuộc sống.
- Yêu thích Khoa học nói chung và Hóa học nói riêng. - Có thái độ hòa hợp với thiên nhiên và môi trường.
4. Năng lực hình thành
- NL hợp tác giải quyết vấn đề. - NL sử dụng CNTT.
Xây dựng trang WebQuest về chủ đề oxi – ozon và cuộc sống.
Phân công nhóm, phân chia nhiệm vụ nhóm và nhiệm vụ cá nhân.
- Học sinh:
Thành lập nhóm, bầu nhóm trưởng, thư ký. Xây dựng kế hoạch thực hiện.
Đọc, nghiên cứu thông tin trong SGK, tài liệu tham khảo và internet để tìm kiếm thông tin.
Chuẩn bị nội dung dưới dạng bài thuyết trình, powerpoint, video, mindmap, sản phẩm (bài thuyết trình, video hoặc power point), điền thông tin vào phiếu ghi bài.
IV. Thời gian thực hiện và hình thức tổ chức dạy học
Thời gian thực hiện:
Trên lớp: 90 phút (2 tiết).
Ở nhà: 1 tuần chuẩn bị nhiệm vụ được giao trên WebQuest.
Hình thức tổ chức: Hai tiết trên lớp: Một tiết tìm hiểu về oxi – ozon (PPDH GQVĐ)
và một tiết thảo luận về vấn đề oxi – ozon và cuộc sống (PPDH WebQuest)
V. Tiến trình dạy học:
Tiết 1: Tìm hiểu về oxi – ozon (PPDH GQVĐ)
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của HS Nội dung bài học Hoạt động 1: Giới thiệu (5’)
GV làm 2 thí nghiệm: Cho một que diêm đang cháy dở vào một bình khí (chưa biết), tàn đóm bùng cháy. Đốt một cây đèn cầy, lấy bình thủy tinh úp lên ngọn lửa đèn cầy, đèn cầy tắt. Vậy, các yếu tố cần cho ngọn lửa là gì? Khí trong bình là khí gì? Em biết gì về khí này?
HS: Có 3 yếu tố tạo nên ngọn lửa: chất cháy, oxi và nguồn nhiệt. Khí trong bình là khí oxi, là khí không màu, không mùi, có nhiều trong không khí, giúp duy trì sự sống và sự cháy.
GV: Oxi có 2 dạng thù hình là O2 (khí oxi) và O3 (ozon) GV đưa ra bộ câu hỏi định hướng về oxi – ozon:
Bộ câu hỏi định hướng Câu hỏi khái quát
Oxi và ozon có vai trò như thế nào đến cuộc sống của chúng ta?
Câu hỏi bài học Trái đất sẽ như thế nào nếu không có tầng ozon?
Em sẽ làm gì khi bị mắc kẹt trong một tòa nhà bị cháy?
Câu hỏi nội dung Cấu tạo, tính chất, cách điều chế oxi? Cấu tạo, tính chất của ozon?
Ứng dụng của oxi, ozon trong đời sống? Hiện nay, tầng ozon đang gặp vấn đề gì? Vai trò của oxi đối với sự cháy?
Nguyên nhân gây ra các đám cháy ở các tòa nhà hoặc khu đông dân cư?
Các cách để thoát hiểm an toàn khi gặp cháy?
GV sử dụng bảng KWL: Trình bày những kiến thức em đã biết về oxi (dựa vào bộ câu hỏi định hướng)
K (đã biết) W (muốn biết)
L (được học)
Ghi sau khi học xong bài về oxi
Tính chất vật lí Tính chất hóa học Điều chế
Ứng dụng
- Dựa vào các kiến thức đã biết, đã học về tính chất vật lí của oxi, hãy giải thích các hiện tượng: “Vào những ngày nắng nóng, nhiệt độ cao, cá thường ngoi lên mặt nước”.
“Vì sao khi đi máy bay, chúng ta thường cảm thấy buồn ngủ hoặc đau đầu”.
Một HS trình bày, các HS khác nhận xét.
- Các nhóm
nghiên cứu, thảo luận giải quyết các hiện tượng GV đặt ra.
Vấn đề:
Cá sống ở dưới nước nhưng trời nắng thường ngoi lên mặt nước. Ở trên cao, chúng ta thường buồn ngủ, đau đầu hơn.
Đề xuất lí do:
Cá ngoi lên mặt nước để thở, để kiếm thức ăn,… Ở trên cao, không khí ít hơn nên thường khó thở và gây các cảm giác khó chịu hơn ở mặt đất… - Các nhóm HS thảo luận, thống nhất giải pháp
-Oxi thuộc: CK: 2; Nhóm: VIA =>Có 2 e độc thân và 6e lớp ngoài cùng.
- CTPT: O2
II/ TÍNH CHẤT VẬT LÍ
-Oxi là chất khí không màu, không mùi và không vị, hơi nặng hơn không khí 1 . 1 29 32 2 dO KK
-Dưới áp suất của khí quyển, oxi hóa lỏng ở -1830C
- GV nhận xét. chung để giải thích các hiện tượng trên. - Đại diện nhóm HS trình bày, các nhóm khác nhận xét.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về tính chất hóa học của oxi (20’)
- GV đưa ra tình huống: Có một bạn HS phát biểu rằng:
“Clo là phi kim, clo vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử. Oxi là một phi kim, như vậy giống với clo, oxi vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử”.
Em hãy nhận xét về phát biểu trên? Gợi ý: Dựa vào
các kiến thức đã học, hãy cho biết oxi tác dụng được với những hóa chất nào? Viết PTHH. Oxi thể hiện tính chất gì trong các phản ứng đó? Đề xuất các thí
- HS thảo luận dựa trên các kiến thức đã học ở lớp 8 và lí thuyết về phản ứng oxi hóa khử ở lớp 10, nghiên cứu về vấn đề GV đặt ra. Vấn đề: Oxi có tính chất hóa học gì? Oxi có thể vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử được không? Đề xuất giải pháp: xác định số oxi III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA OXI
-Nguyên tử oxi có 6e lớp ngoài cùng, dễ nhận thêm 2e (để đạt cấu hình e của khí hiếm) 0 2 2 e O O ĐAĐ của O = 3,44 < F = 3,98
Oxi có tính oxi hóa mạnh.
*Vậy : Oxi là nguyên tố phi kim hoạt động mạnh, có tính oxi hóa mạnh: tác dụng với kim loại, hidro, phi kim, hợp chất.
1. Tác dụng với kim loại ( trừ Au,
Pt, Ag ở điều kiện thường, ...)
Vd: 2 1 2 0 2 0 2 4 0 O Na O Na t 2 2 0 2 0 2 2 0 O MgO Mg t
ra kết luận về tính chất hóa học của oxi. - HS đề xuất, thống nhất giải pháp chung hợp lí nhất. - Đại diện nhóm HS trình bày, các nhóm khác theo dõi, nhận xét. - Các nhóm đưa ra kết luận. Tỉ lệ VH2:VO2 = 2:1 Nổ
3. Tác dụng với phi kim (trừ halogen) 2 2 4 0 2 0 0 O CO C t 2 2 4 0 2 0 0 O SO S t 5 2 5 2 0 2 0 2 5 4 0 O P O P t 4. Tác dụng với hợp chất
Etanol cháy trong không khí, CO cháy trong không khí:
2 2 2 2 4 2 0 5 2 2 3 2 3 0 O CO H O OH H C t 2 4 0 2 2 2 2CO O t0 CO 2 1 0 3 2 4 2 2 2 3 2 4Fe S 11O to 2Fe O 8S O
Oxi là chất oxi hóa.
(Các quá trình oxi hóa đều tỏa nhiệt)
Hoạt động 4: Tìm hiểu về ứng dụng, cách điều chế oxi (10’)
- GV yêu cầu HS dựa vào các ứng dụng đã được học và những hiểu biết về oxi trong đời sống, hãy giải thích:
“Tại sao chúng ta không nên đi vào rừng vào ban đêm và lúc mặt trời chưa mọc hoặc tại sao không nên để cây xanh trong nhà kín
- Các nhóm thảo luận về tình huống GV đặt ra.
Vấn đề: Không đi
trong rừng khi trời tối.
Đề xuất lí do:
trong rừng nhiều cây xanh, cây quang hợp tạo khí
IV/ ỨNG DỤNG
-Oxi duy trì sự sống và sự cháy -Oxi có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực: công nghiệp, luyện gang, thép, y học, vũ trụ…
vào ban đêm”.
- GV đưa ra các hóa chất và dụng cụ sau (nếu trường không có điều kiện thí nghiệm thì GV sử dụng hình ảnh về hóa chất và dụng cụ): Na2O, KMnO4, K2- Cr2O7, HCl, P2O5, NaOH, H2O2, KClO3,…
Dụng cụ: bình tam giác, chậu nước, ống nghiệm,
oxi khi trời sáng, khi trời tối, cây hô hấp dùng khí oxi, thải khí cacbonic gây khó thở cho con người. - HS thảo luận theo nhóm để giải quyết vấn đề GV đặt ra. Vấn đề: Hóa chất nào dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm? Dụng cụ nào dùng để điều chế oxi? Cách tiến hành. Đề xuất giải pháp: Các hóa chất chứa nhiều hàm lượng oxi, dụng cụ cần là đèn cồn, bình V/ ĐIỀU CHẾ OXI 1. Trong phòng thí nghiệm.
*Nguyên tắc: Phân hủy những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt. Vd: , 2 3 2 3 2KClO MnO2t0 KCl O MnO
Em hãy lựa chọn các hóa chất và dụng cụ thích hợp để điều chế oxi. Đề xuất cách tiến hành.
- GV theo dõi, sau đó tiến hành cho HS điều chế oxi
hoặc chiếu video điều chế oxi.
- GV đưa ra vấn đề: Trong hai cách sau, cách nào dùng để thu khí oxi? Vì sao?
- GV thông tin cho HS cách điều chế oxi trong công nghiệp. đúng nhất. - Đại diện nhóm HS trình bày, các nhóm khác nhận xét. - Các nhóm dựa vào tính chất vật lí của oxi, đề xuất cách thu khí oxi cho phù hợp. - Đại diện nhóm HS trình bày, các nhóm khác bổ sung, nhận xét. đoạn không khí lỏng Không khí Loại bỏ CO2 (dùng dd NaOH) Loại bỏ hơi nước (-250C )
Không khí khô Hóa lỏng không khí Không khí lỏng N2 Ar O2 -1960C -1860C -1830C b. Từ nước.
Điện phân nước có hòa tan (H2SO4 hay NaOH tăng tính dẫn điện của nước).
2 2
2 2
2H Ođp H O
Tiết 2: Tìm hiểu các vấn đề về ozon và ảnh hưởng của oxi – ozon tới cuộc sống (PPDH WebQuest)
Hoạt động 1: Giới thiệu chủ đề, ổn định tổ chức lớp (4’)
- Kiểm tra quá trình thảo luận ở nhà của các nhóm thông qua sản phẩm.
Hoạt động 2: Tìm hiểu về tính chất của ozon (10’)
- GV tổ chức cho HS nhóm 2 đóng kịch tìm hiểu về ozon. - GV theo dõi, góp ý và bổ sung thêm các kiến thức còn thiếu. - Câu hỏi thảo luận:
Dựa vào các tính chất hóa học của oxi và ozon, nhận biết oxi, ozon bằng phương pháp hóa học. - Nhóm 2 trình bày, các nhóm khác theo dõi, nhận xét, rút ra kết luận về tính chất của ozon. - Các nhóm thảo luận, đề xuất giải pháp, giải quyết vấn đề đặt ra.
B. OZON. (O3)
I. TÍNH CHẤT 1. Tính chất vật lí
- O3 là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt;
- Hóa lỏng -1120C.
- Tan trong nước nhiều hơn O2 - Phân tử O3 kém bền hơn.
- Ozon cũng có thể phân hủy tạo thành oxi theo phản ứng: O3 O2 + O
2. Tính chất hóa học: Ozon có tính oxi hóa rất mạnh. (Mạnh hơn oxi) *Tác dụng với kim loại (trừ Au và Pt): Ở nhiệt độ thường
Hoạt động 3 : Tìm hiểu về trạng thái tự nhiên, ứng dụng của ozon, tầng ozon (7 phút)
- GV tổ chức cho HS nhóm 1 báo cáo kết quả.
- Câu hỏi thảo luận:
Tại sao oxy nhẹ hơn ozon nhưng tầng ozon ở trên cao, oxy ở dưới mặt đất?
- Nhóm 1 trình bày, các nhóm khác nhận xét, bổ sung.
- Các nhóm thảo luận, đề xuất giải pháp, giải quyết vấn đề đặt ra.
II. OZON TRONG TỰ NHIÊN. - Ozon được tạo thành từ oxi do ảnh hưởng của tia cực tím hoặc sự phóng điện trong cơn giông.
Tia tử ngoại 3 O2 2 O3
- Tầng ozon hấp thụ tia tử ngoại từ tầng cao của không khí bảo vệ con người và các sinh vật trên trái đất tránh được tác hại của tia này.
III. ỨNG DỤNG CỦA OZON
- Làm sạch không khí, khử trùng y tế.Tẩy trắng trong công nghiệp và ngăn tia tử ngoại để bảo vệ trái đất.
- Gọi đại diện từng nhóm 3, 4 trình bày sản phẩm. Yêu cầu HS ở các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung.
- GV nhận xét và tổng kết lại các nội dung kiến thức.
- Đại diện các nhóm lên báo cáo kết quả đã thảo luận, các nhóm khác lắng nghe và nhận xét. - Lắng nghe. Hoạt động 5: Củng cố (10 phút) - Thảo luận:
1. Trong các nhà máy sản xuất bia, rượu, nước ngọt…nước là một nguyên liệu quan trọng, chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm. Nước được khử trùng bằng clo thường có mùi khó chịu do lượng nhỏ clo dư gây nên. Do vậy mà các nhà máy đó đã sử dụng phương pháp khử trùng nước bằng ozon để nước không có mùi vị lạ. Ozon được bơm vào trong nước với hàm lượng từ 0,5 - 5 g/m3. Lượng dư được duy trì trong nước khoảng 5 – 10 phút để diệt các vi khuẩn cỡ lớn (như vi khuẩn Kock gây bệnh lao, amip…..).
a. Vì sao ozon lại có tính sát trùng?
b. Hãy nêu phương pháp nhận biết lượng ozon dư trong nước.
c. Tính khối lượng ozon cần dùng để khử trùng nước đủ sản xuất được 400 lít rượu vang. Biết rằng để sản xuất được 1 lít rượu vang cần dùng hết 5 lít nước.
1. Giới thiệu
Vì có thành tích học tập tốt nên trong dịp nghỉ lễ 30/4, 1/5, gia đình đưa Hùng đi du lịch ở Nha Trang. Ở Nha Trang, Hùng và gia đình thuê phòng trong khách sạn Ba Con Mèo. Khách sạn nổi tiếng về sự sạch sẽ và an toàn. Hùng và bố mẹ ở phòng 507, tầng 5.
Tình huống 1: Buổi sáng, trước khi ra khỏi phòng khách sạn, Hùng thấy mẹ bôi
lớp mỹ phẩm trên da. Hùng thắc mắc thì được mẹ cho biết đó là kem chống nắng. Kem chống nắng giúp bảo vệ da khỏi bị cháy nắng và chống lão hóa da sớm. Mẹ cũng cho Hùng biết thêm, không chỉ có con người mới cần kem chống nắng mà Trái Đất cũng cần đến kem chống nắng, giúp bảo vệ các loài sinh vật trên Trái Đất tránh khỏi tác hại của tia cực tím. “Kem chống nắng” của Trái Đất chính là tầng ozon. Hùng muốn biết thêm nhiều hơn về tầng ozon nhưng mẹ bận rộn chuẩn bị đồ để ra biển. Em hãy giúp Hùng biết các thông tin về tầng ozon.
Tình huống 2: Buổi tối, bố đang tắm, mẹ đang xếp lại đồ trong phòng, Hùng
đang ngắm cảnh thành phố Nha Trang từ cửa sổ, đột nhiên Hùng nghe tiếng chuông báo cháy kêu lên, khói từ tầng dưới bay lên, tiếng loa thông báo khách sạn bị cháy bắt nguồn từ một phòng ở tầng 3. Nếu em là Hùng, em sẽ làm gì để mình và gia đình thoát ra khỏi đám cháy đó?
HS chia thành 4 nhóm để giải quyết các tình huống. Nhóm 1 + 2 giải quyết tình huống 1; nhóm 3+4 giải quyết tình huống 2.