hiện đại
2.5.2.1. Sử dụng phim thí nghiệm
Với những TN khó tiến hành hoặc dụng cụ cồng kềnh, phức tạp mà GV hay HS không có điều kiện làm trực tiếp trên lớp, GV có thể lựa chọn những phim TN thay thế.
Hoạt động nghiên cứu cách thức điều chế khí clo trong phòng TN
Mục đích hoạt động: Hoạt động này nhằm thực hiện mục tiêu HS trình bày được nguyên tắc, phương pháp điều chế clo trong phòng TN, giải thích được tác dụng của các hóa chất, nêu và giải thích hiện tượng quan sát được.
Tổ chức hoạt động: GV tổ chức sử dụng phương pháp đàm thoại, kết hợp với sử dụng phương tiện trực quan: phim TN.
Hoạt động của GV và HS
- GV dẫn dắt: Clo có nhiều ứng dụng trong thực tế nhưng trong tự nhiên nó chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Vậy làm cách nào để điều chế khí clo.
- GV yêu cầu HS quan sát video TN điều chế clo trong PTN và thảo luận theo cặp để thực hiện các nhiệm vụ sau: +) Cho biết hóa chất dùng để điều chế clo trong phòng TN.
+) Cho biết vai trò của các hóa chất trong quá trình điều chế.
+) Quan sát và nêu giải thích hiện tượng quan sát được.
+) Viết PTHH, xác định sự thay đổi số oxi hóa và cho biết vai trò của các chất trong phản ứng.
+) Có thể thay thế các hóa chất KMnO4
H2SO4 đặc và dung dịch NaOH bằng chất gì? Tại sao?
- HS trình bày câu trả lời và các HS khác nhận xét.
- GV yêu cầu HS rút ra nguyên tắc và phương pháp điều chế clo.
Các biểu hiện NL ThNHH
Biểu hiện 1: Hiểu được tác dụng của các dụng cụ và hóa chất cần thiết để làm TN: nêu được vai trò của các chất trong quá trình thực hiện điều chế clo bao gồm: KMnO4; HCl; NaCl; H2SO4
đặc, bông tẩm NaOH.
Biểu hiện 2: Biết cách quan sát, nhận xét và nêu chính xác hiện tượng TN khi xuất hiện khí clo.
Biểu hiện 3: Giải thích hiện tượng dựa trên kiến thức khoa học các hiện tượng TN xảy ra và viết được PTHH.
Biểu hiện 4: Đề xuất được các hóa chất thay thế: thay thế KMnO4 bằng chất oxi hóa mạnh khác; thay NaOH bằng dung dịch kiềm khác; thay H2SO4 đặc bằng chất hút nước khác.
Sản phẩm HS cần đạt được:
- HS trình bày được nguyên liệu dùng để điều chế clo trong phòng TN là: 4
KMnO , HClđặc.
- HS nêu hiện tượng quan sát được: màu tím của dung dịch thuốc tím nhạt dần; thấy sủi bọt khí trong hai bình dung dịch NaCl và dung dịch H2SO4đ và xuất hiện khí màu vàng. Sau 1 thời gian thấy bình nón thu được khí màu vàng lục.
PTHH: 2KMnO4+16HCl→2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H O2 - HS nêu vai trò của của các hóa chất:
+) KMnO4 là chất oxi hóa; HCl là chất khử
lẫn HCl), do HCl tan nhiều trong nước.
+ Dung dịch H2SO4 đ để giữ lại hơi nước, do H2SO4 đặc hút nước mạnh và không phản ứng với clo.
+ Bông tẩm NaOH để ngăn khí clo không bay ra ngoài do clo là khí độc thông qua phản ứng: 2NaOH +Cl2 → NaCl+ NaClO+ H2O
- HS đề xuất được các hóa chất thay thế:
+) Thay thế dùng dịch H2SO4 đặc bằng chất hút nước khác: CuSO4 khan, CaO. +) Thay thế dùng dịch NaOH bằng dung dịch kiềm: Ca(OH)2, Ba(OH)2, KOH. +) Thay thế KMnO4 bằng các chất oxi hóa mạnh khác như: MnO2; KClO3.
- HS rút ra nguyên tắc điều chế clo là oxi hóa ion Cl- thành Cl2 và phương pháp điều chế clo trong phòng TN là: cho axit clohidric đặc tác dụng với chất OXH mạnh: KMnO4, MnO2, KClO3.
Hình thức đánh giá:
- Đánh giá thông qua quan sát: Thái độ học tập, ý thức trong làm việc nhóm, thao tác thí nghiệm, kết quả thí nghiệm.
- Đánh giá thông qua hỏi đáp: HS trình bày câu trả lời, báo cáo, nhận xét nhóm khác. Ngoài ra, đề tài xây dựng 6 phim tình huống TN và xây dựng các câu hỏi để học sinh có thể ôn tập, củng cố và khắc sâu kiến thức. GV có thể sử dụng các phim
này trong các tiết luyện tập, ôn tập hoặc các tiết hoạt động ngoại khóa nhằm tăng thêm hứng thú, rèn luyện kĩ năng quan sát, thực hành, khả năng vận dụng sáng
tạo những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề thực tế.
Thí nghiệm 1: Clo tác dụng với natri
Quan sát TN cho biết: các dụng cụ, hóa chất cần dùng? Nêu các bước tiến hành TN và các chú ý? Nêu hiện tượng và viết phương trình giải thích.
Hướng dẫn:
- Dụng cụ: Kẹp gắp hóa chất, muỗng đốt hóa chất, bình đựng khí clo, đèn cồn, que đóm. Hóa chất: Natri, bình khí clo.
- Các bước tiến hành: Dùng dao cắt một mẩu natri nhỏ bằng hạt đậu, thấm hết lớp dầu bên ngoài. Dùng muỗng đốt hóa chất dun nóng chảy natri trên ngọn lửa đèn cồn rồi đưa nhanh vào lọ chứa khí clo.
- Chú ý: Phải dùng kẹp gắp kim loại natri, tuyệt đối không được dùng tay cầm. Cắt một mẩu natri nhỏ bằng hạt đậu, do phản ứng xảy ra mãnh liệt nếu dùng lượng lớn có thể gây nguy hiểm. Phản ứng phải được làm trong tủ hút hoặc nơi thoáng khí do khí clo rất độc.
Thí nghiệm 2: Thử tính tẩy màu của nước clo
Quan sát TN cho biết tại sao bông hoa có thấm nước lại bị mất màu? Trong trường hợp sử dụng mảnh giấy màu khô thì giấy màu có bị mất màu không?
Hướng dẫn:
Vì khí clo phản ứng nước với tạo nước clo (HClO có tính oxi hóa mạnh) có tính tẩy màu: Cl2 + H2O ⇄ HClO + HCl.
Trong trường hợp sử dụng mảnh giấy màu khô thì mảnh giấy không bị mất màu. Do không tạo được nước clo.
Thí nghiệm 3: Quan sát TN
TN3a: HBr + H2SO4 đ → khí X TN3b: NaI + H2SO4 đ → khí Y
a, Khí X, Y lần lượt là gì? Viết các PTHH.
b, Vì sao người ta có thể điều chế HCl bằng cách cho muối NaCl (tinh chế) tác dụng với H2SO4 đặc nhưng không áp dụng phương pháp này để điều chế HBr, HI.
Hướng dẫn:
a, 2HBr + H2SO4đ → SO2 + Br2 + 2H2O 8HI + H2SO4đ → H2S + 4I2 + 4H2O
b, Không dùng phương pháp này để điều chế HBr và HI được, vì HBr, HI có tính khử mạnh hơn HCl nên HBr, HI khử được H2SO4 đ.
Thí nghiệm 4: Al tác dụng với I2 và Br2.
Quan sát 2 TN: Nêu các dụng cụ, hóa chất cần dùng ở 2 TN? So sánh mức độ phản ứng khác nhau của brom và iot. Từ đó rút ra kết luận về tính chất của iot và brom.
Hướng dẫn:
- Dụng cụ: bát sứ, muỗng xúc hóa chất. Hóa chất: bột nhôm, bột iot, nước brom - Hiện tượng:
+ TN Al phản ứng với Br2 ban đầu thấy có khói màu vàng nâu, sau đó phản ứng hóa học xảy ra mãnh liệt (tạo những tia sáng bắn như pháo hoa), tỏa nhiệt mạnh:
2Al + 3Br2 → 2AlBr3
+ TN Al phản ứng với I2 sau khi nhỏ nước để làm xúc tác cho phản ứng thì phản ứng xảy ra mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt làm cho iot thăng hoa tạo khói màu tím:
2Al + 3I2 →2AlI3
=> Tính oxi hóa của brom mạnh hơn của iot.
Thí nghiệm 5: Nhận biết 3 chất rắn dạng bột: NaCl, Na2CO3, CaCO3.
Quan sát TN: Thuốc thử để nhận biết 3 chất trên là gì? Nêu hiện tượng của các phản ứng. Cho biết các ống nghiệm 1, 2, 3 chứa chất gì? Viết các PTHH.
Quan sát TN: Nêu các dụng cụ, hóa chất cần dùng ở TN? Tại sao phải để khí hiđro thoát ra một vài phút rồi mới châm lửa cho vào bình đựng khí clo? Nêu cách chứng minh sản phẩm tạo thành?
Hướng dẫn:
- Dụng cụ: bình kíp, bình thủy tinh.
- Hóa chất: Zn, HCl để điều chế khí H2 từ bình kíp, khí clo, quỳ tím ẩm.
- Hiện tượng: Khí H2 cháy trong không khí cho ngọn lửa xanh mờ; sau khi đưa vào bình khí clo khí H2 cháy cho ngọn lửa sáng trắng.
- Nhận biết sản phẩm sinh ra bằng giấy quỳ ẩm sẽ thấy giấy quỳ hóa đỏ. Nếu còn dư clo nhiều, giấy quỳ sẽ mất màu do tác dụng của clo ẩm.
- Phải để H2 thoát ra một vài phút để đẩy khí oxi trong không khí có lẫn với H2 ra ngoài. Khi khí H2 đã tinh khiết mới châm lửa đốt.
2.5.2.2. Sử dụng TN ảo
Do phần Halogen có nhiều TN phải sử dụng đến hoá chất độc hại nên hình thức sử dụng TN ảo hay TN mô phỏng thông qua phần mềm hoá học là biện pháp tương đối thích hợp với GV như crocodile hay chemist by thix. Những phần này GV cũng như HS có thể dễ dàng tải về điện thoại và sử dụng. Với ứng dụng chemsit by thix, đây là phòng TN ảo chứa rất nhiều hoá chất vô cơ và hữu cơ thông dụng. Khi chạm vào hóa chất, ngay lập tức hiện thông tin và các thông số cần thiết của hóa chất. Có thể điều chỉnh điều kiện (nhiệt độ, độ ẩm, chân không,…) hoặc tăng giảm thời gian phản ứng nhằm tăng độ chính xác của TN, dễ dàng cho HS quan sát hiện tượng và hiển thị nhanh chóng phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
Ví dụ: GV hướng dẫn HS xây dựng TN ảo phản ứng của brom và iot với kim loại và so sánh mức độ hoạt động.
Để sử dụng được TN ảo trong bài dạy, GV yêu cầu HS cài trước phần mềm chemsit by thix trên điện thoại.
Hoạt động nghiên cứu phản ứng của brom và iot với kim loại
Mục đích hoạt động: Hoạt động này nhằm thực hiện mục tiêu HS trình bày được tính oxi hóa của brom và iot thông qua phản ứng với kim loại và so sánh mức độ hoạt động của hai phi kim.
Thời gian: 15 phút
Tổ chức hoạt động: GV tổ chức sử dụng phương pháp đàm thoại, kết hợp với sử dụng phương tiện trực quan: TN ảo
Hoạt động của GV và HS
- GV dẫn dắt: tuy yếu hơn flo và clo nhưng brom và iot vẫn
Các biểu hiện NL ThNHH
tính oxi hoá, brom và iot tác dụng với chất nào? Và so sánh mức độ hoạt động hóa học của brom và iot.
- GV yêu cầu HS đề xuất phản ứng chứng minh tính oxi
hoá của brom lớn hơn iot.
- HS cho biết chúng ta có nên thực hiên trực tiếp phản ứng của brom và iot với kim loại trong điều kiện của lớp học không? Từ đó dẫn dắt HS sử dụng TN ảo thông qua phần mềm hóa học chemist by thix.
- HS thực hiện theo cặp hoạt động xây dựng TN ảo chứng minh tính oxi hoá của brom lớn hơn iot.
- GV phát phiếu học tập trong đó có hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix và giới thiệu. HS mở phần mềm chemist by thix để thao tác theo. HS tiến hành thực hiện các nhiệm vụ sau:
+) HS thảo luận đề xuất dụng cụ cần dùng và giải thích tác dụng của các dụng cụ.
+) HS đọc các bước tiến hành TN dự đoán hiện tượng, thảo luận và ghi ý kiến chung vào cột “Hiện tượng dự đoán” (nếu không dự đoán được thì bỏ trống).
+) HS đọc phiếu hướng dẫn thực hành TN và tiến hành TN. Trong quá trình đó GV quan sát HS thực hiện, giúp đỡ HS. - Sau khi HS tiến hành TN, GV gọi bất kì HS trong các nhóm báo cáo kết quả, GV chiếu lại clip của quá trình thực hiện hai phản ứng để HS rút kinh nghiệm trong quá trình làm. GV phân tích hiện tượng và tổng kết kiến thức.
Một số câu hỏi khai thác khi tổ chức cho HS báo cáo kết quả, thảo luận chung:
+) Tại sao phải cần ống dẫn khí vào dung dịch NaOH. +) Đưa ra yếu tố chứng minh tính oxi hoá của brom > iot
xuất được phương án TN chứng minh tính oxi hóa của brom lớn hớn iot.
Biểu hiện 2: Hiểu được tác dụng và lựa chọn được dụng cụ và hóa chất tiến hành TN của brom và iot với nhôm.
Biểu hiện 3: Lắp được dụng cụ và tiến hành được TN ảo giữa brom và iot với nhôm.
Biểu hiện 4: Biết cách quan sát, nhận xét hiện tượng xảy ra. Mô tả chính xác các hiện tượng TN.
Biểu hiện 5: Viết được PTHH giữa brom và iot với nhôm và rút ra được yếu tố chứng minh tính oxi hoá của brom lớn hơn iot.
Sản phẩm HS cần đạt được:
- HS nhắc lại được: Brom và iot thể hiện tính oxi hoá khi tác dụng với kim loại và H2 (tương tự clo) và brom có tính oxi hoá lớn hơn iot.
- HS đề xuất được: Có thể sử dụng phản ứng của brom và iot với kim loại ví dụ như nhôm,…để chứng minh tính oxi hóa của hai chất.
- HS giải thích được: Do brom là hoá chất độc hại không nên làm TN trực tiếp để kiểm chứng, phản ứng giữa brom và nhôm tỏa nhiệt lớn, nguy hiểm dễ gây bỏng.
- HS đề xuất được dụng cụ; hóa chất làm TN và giải thích tác dụng của dụng cụ: +) Với TN của brom với nhôm: bình cầu chịu nhiệt, giá đỡ, ống nghiệm, ống dẫn khí. Hoá chất: Al, dung dịch brom, dung dịch NaOH.
+) Với TN của iot với nhôm: Hóa chất: Al, bột iot, nước cất. Dụng cụ: cối sứ khô, bình đựng nước cất.
- HS nêu hiện tượng quan sát được và viết PTHH:
+) Phản ứng giữa nhôm và brom xảy ra mãnh liệt, trong ống nghiệm có một lượng brom cho brom bốc hơi. 2Al+3Br2⎯⎯→2AlBr3
+) Phản ứng giữa nhôm và iot có hiện tượng cháy sáng H O2
2 3
2Al+3I ⎯⎯⎯→2AlI - HS đưa ra được yếu tố chứng minh tính oxi hoá của brom lớn hơn iot: phản ứng của iot với nhôm cần có có sự xúc tác hay là cần có sự khơi mào của H2O để phản ứng diễn ra.
Hình thức đánh giá:
- Đánh giá thông qua quan sát: Thái độ học tập, ý thức trong làm việc nhóm, thao tác thí nghiệm, kết quả thí nghiệm.
- Đánh giá thông qua hỏi đáp: HS trình bày câu trả lời, báo cáo, nhận xét nhóm khác.
PHIẾU HỌC TẬP
1. THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CỦA BROM VÀ IOT VỚI NHÔM
Cách tiến hành Dự đoán hiện tường Hiện tượng quan sát được Viết PTHH
1. Thí nghiệm của Br2 với Al:
Lắp dụng cụ như hình và cho vào bình cầu khoảng 2-3ml dung dịch brom. Cho vào ống nghiệm 1 lượng NaOH hoặc Ca(OH)2. Hoà tan NaOH. Nối bình cầu và ống nghiệm bằng ống dẫn.
của Br2 với Al
1. Thí nghiệm của I2 với Al:
Lấy vào cối sứ khô một ít tinh thể iot (chứng bằng hạt đậu xanh) và cũng bằng ấy bột nhôm. Nhỏ vào hỗn hợp một giọt nước để khơi mào phản ứng.
Hình 2.35. Hiện tượng phản ứng của I2 với Al
2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM CHEMIST BY THIX
Bước 1: Khi mở phần mềm sẽ quan sát được giao diện như hình.
Bước 2: Quan sát một số tính năng khác
Bước 3: Ấn vào biểu tượng dung cụ TN để lựa chọn dụng cụ phù hợp
Bước 4: Ấn vào biểu tượng hóa chất để tìm và cho hóa chất là chất rắn vào ống nghiệm trước Bước 5: Cho thêm dung dịch HCl và quan sát TN
Hình 2.36. Hướng dẫn sử dụng phần mềm chemist by thix