CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Phân tích nội dung, cấu trúc chương Sự điện li Hóa học 11
2.1.2. Nội dung kiến thức chương Sự điên li Hóa học 11 Trung học phổ thông
* Nội dung kiến thức trong chương bao gồm ba vấn đề lớn, đó là: - Sự điện li, chất điện li.
- Axit, bazơ. Đánh giá lực axit, bazơ. - Phản ứng trong dd chất điện li.
Bài 1: Sự điện li.
Bài 2: Axit, bazơ và muối
Bài 3: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit – bazơ. Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li. Bài 5: Luyện tập: Axit, bazơ và muối.
Phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li.
Bài 6: Bài thực hành 1: Tính axit- bazơ. Phản ứng trao đổi trong dung dịch chất điện li.
2.1.3. Phương pháp dạy học chương Sự điện li- Hóa học 1- Trung học phổ thơng
- Lí thuyết về phản ứng trong dd chất điện li HS đã được biết đến từ lớp dưới nhưng chưa hệ thống và chưa biết được bản chất của phản ứng. Vì vậy nên tổ chức DH theo nhóm để HS dễ trao đổi, thảo luận trên cơ sở những kiến thức đã biết để xây dựng kiến thức mới.
- Cố gắng đến mức tối đa sử dụng các TN đã mô tả trong sách giáo khoa, nếu có điều kiện nên cho HS thực hiện các TN đó để bồi dưỡng hứng thú học tập và khắc sâu kiến thức.
- Dùng PP gợi mở, nêu vấn đề, hướng dẫn HS suy luận logic, phát hiện kiến thức mới.
- PP Th.N: Dùng TN nghiên cứu giúp HS hiểu được q trình hịa tan (cả về vật lí và hóa học) kết hợp với đàm thoại để ơn luyện về q trình thu và tỏa nhiệt của các phản ứng.
- PP tiên đề: HS phải công nhận công thức biểu thị nồng độ sau đó phải dùng bài tập để HS ứng dụng.
- Khi xây dựng khái niệm về sự điện li ta có thể kết hợp biểu diễn TN và thuyết trình nêu vấn đề. Trên cơ sở những kiến thức đã được nghiên cứu trước GV khái qt hóa, hồn thiện kiến thức về dd và sự điện li.
- Sử dụng BT: Có tác dụng ơn luyện củng cố hiệu quả nhất, nó giúp HS có được nhiều kĩ năng đồng thời khắc sâu những gì mà các em đã lĩnh hội được.
2.1.4. Một số đặc điểm cần lưu ý khi dạy học chương Sự điện li
- Trong chương sự điện li, lý thuyết sự điện li đóng góp vào việc nghiên cứu các chất điện li về mặt cơ chế và quy luật của phản ứng. Nó cho phép khám phá bản
chất của các chất điện li, các quá trình điện li, phát triển và khái quát các kiến thức về các loại chất axit, bazơ lưỡng tính và chứng minh tính tương đối của sự phân loại này. Lý thuyết này đưa ra khả năng giải thích sự phụ thuộc tính chất của các chất điện li vào thành phần và cấu tạo của chúng theo quan điểm của thuyết proton.
- Khi dạy về thuyết cần xuất phát từ các sự kiện cụ thể, riêng lẻ có liên quan đến nội dung học thuyết, tìm ra bản chất chung hoặc được nêu ra trong nội dung cơ bản của thuyết.
- Cần phải nêu rõ một cách chính xác, khoa học của thuyết.
- Từ nội dung của học thuyết cần chỉ ra cơ sở khoa học, ý nghĩa của chúng để giúp HS hiểu, nắm chắc nội dung và vận dụng vào việc nghiên cứu vấn đề cụ thể, giải quyết các vấn đề học tập đặt ra.
- Cần vận dụng những nội dung của thuyết vào việc nghiên cứu các trường hợp cụ thể khác để hiểu sâu sắc nội dung của nó, hồn thiện, mở rộng phạm vi áp dụng.
- Tăng cường sử dụng các phương tiện trực quan: Mô hình, tranh vẽ, TN, biểu bảng...giúp HS tiếp thu được dễ dàng các nội dung của thuyết.
2.2. Tuyển chọn và xây dựng hệ thống thí nghiệm phát triển năng lực thực hành cho học sinh trung học phổ thông hành cho học sinh trung học phổ thông
2.2.1. Nguyên tắc lựa chọn, xây dựng hệ thống thí nghiệm phát triển năng lực thực hành cho học sinh trung học phổ thông thực hành cho học sinh trung học phổ thông
- Nguyên tắc 1: GV khi xây dựng hệ thống TN THHH cần chọn lựa những TN trọng
tâm, trọng điểm gắn liền với nội dung kiến thức chính yếu của tiết học, bài học tránh lựa chọn tràn lan. Số lượng TN trong một bài không nên quá nhiều, khoảng từ 3 đến 5 TN là phù hợp.
- Nguyên tắc 2: GV phải lựa chọn những TN có tính trực quan cao, hiện tượng TN
rõ ràng, có tính thuyết phục cao. Do đó GV phải lựa chọn các phản ứng, các quá trình hóa học có hiện tượng quan sát được dễ dàng bằng mắt thường. Đó là các PƯHH có màu sắc biến đổi, phản ứng tạo thành chất kết tủa, chất khí bay lên khỏi dung dịch, phản ứng có kèm theo sự tỏa nhiệt hay thu nhiệt hoặc phát quang.
- Nguyên tắc 3: GV cần lựa chọn những TN hấp dẫn, kích thích tính tích cực cho HS.
- Nguyên tắc 4: GV phải xây dựng hệ thống TN mà hóa chất dễ kiếm, dụng cụ đơn
thống TN sao cho việc thực hiện TN không mất quá nhiều thời gian, phải nhanh chóng và gọn gàng trong thời gian một tiết học. GV cần lựa chọn hệ thống TN đảm bảo được tính an tồn và giảm tối đa tính độc hại đối với GV và HS trong quá trình làm TN.
2.2.2. Quy trình xây dựng hệ thống thí nghiệm phát triển năng lực thực hành cho học sinh trung học phổ thông học sinh trung học phổ thông
Xây dựng hệ thống TN trải qua 5 bước:
- Bước 1: Xác định mục tiêu, lựa chọn nội dung kiến thức liên quan đến TN. - Bước 2: Lựa chọn các TN đáp ứng các tiêu chí phát triển NLTHHH cho HS. - Bước 3: Tiến hành làm thử các TN đã lựa chọn.
- Bước 4: Thiết kế câu hỏi, bài tập Th.N để hình thành, phát triển NLTHHH cho HS. - Bước 5: Thiết kế các tiêu chí đánh giá NLTHHH cho HS.
2.2.3. Hệ thống thí nghiệm chương Sự điện li- Hóa học 11- Trung học phổ thông
Việc lựa chọn và sử dụng hệ thống các TN trong mỗi tiết dạy là rất cần thiết đối với mỗi GV. Với mục đích đó, chúng tơi đã tiến hành, lựa chọn và sử dụng các TN trong từng bài học của chương Sự điện li- Hóa học 11.
Dưới đây là hệ thống các TN của chương Sự điện li- Hóa học 11- THPT thực hiện cho từng bài và PP tiến hành các TN đó.
Bảng 2.1. Hệ thống các TN chương Sự điện li- Hóa học 11- THPT
Stt Tên bài học Tên thí nghiệm GV biểu diễn HS thực hành Mô phỏng 1
Bài 1: Sự điện li
Tính dẫn điện x X
2 Phân loại chất
điện li x X
3 Bài 2: Axit, bazơ, muối Tính lưỡng tính của hidroxit X 4 Bài 3: Sự điện li của nước. pH. Chất chỉ thị axit- bazơ pH của dung dịch x X 5 Chất chỉ thị axit- bazơ X 6 Bài 4: Phản ứng trao đổi ion trong
Phản ứng tạo thành chất kết tủa
7 dung dịch các chất điện li Phản ứng tạo thành chất điện li yếu X 8 Phản ứng tạo thành chất khí X 9 Bài 6: Bài thực hành 1: Tính axit- bazơ. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch
chất điện li
Tính axit- bazơ X
10
Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li
X
Theo bảng trên, đề tài đã lựa chọn và xây dựng hệ thống gồm 10 TN chương Sự điện li. Trong đó có 3 TN biểu diễn của GV và 10 TN biểu diễn của HS.
TN 1: Tính dẫn điện.
* Mục đích: Nghiên cứu hiện tượng dẫn điện của một số chất. * Dụng cụ, hóa chất
- Dụng cụ: cốc 50 ml, ống hút nhỏ giọt, bộ dụng cụ điện hóa
- Hóa chất: nước cất, dd saccarozơ, ancol etylic, dd NaCl, dd NaOH, dd HCl, muối khan. * Cách tiến hành TN Hình 2.1a.Cốc đựng các chất để thử tính dẫn điện Hình 2.1b. TN thử tính dẫn điện của dd NaCl
Làm TN tương tự với nước cất, dd saccarozơ, ancol etylic, dd NaOH, dd HCl, muối khan.
* Hiện tượng và giải thích
Cốc đựng dd NaCl, dd NaOH, dd HCl đèn sáng.
Do các muối, axit, bazơ trong nước phân li ra các ion làm cho dd của chúng dẫn điện được.
* Lưu ý: Mỗi lần nhúng điện cực vào dd xong phải rửa điện cực bằng nước cất và dùng giấy lọc thấm khô.
TN 2: Phân loại chất điện li.
* Mục đích: Chứng minh được chất điện li mạnh, chất điện li yếu. * Dụng cụ, hóa chất
- Dụng cụ: Cốc 50 ml, ống hút nhỏ giọt, bộ dụng cụ thử tính dẫn điện. - Hóa chất: dd HCl 0,1M; dd CH3COOH 0,1M.
* Cách tiến hành TN
Hình 2.2. Thử tính dẫn điện của dd HCl 0,1M và CH3COOH 0,1M
* Hiện tượng và giải thích
Bóng đèn ở cốc 1 sáng hơn bóng ở cốc 2.
Do nồng độ ion trong dd HCl lớn hơn trong dd CH3COOH. Do đó HCl phân li mạnh hơn. Bóng đèn sáng rõ hơn.
TN 3: Tính lưỡng tính của hiđroxit.
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, kẹp ống nghiệm. - Hóa chất: dd NaOH, dd ZnCl2, dd HCl.
* Cách tiến hành
* Hiện tượng và giải thích
Zn(OH)2 dd NaOH Zn(OH)2 dd HCl dd ZnCl2 dd NaOH (thêm từ từ đến khi kết tủa lớn nhất)
Ở hai ống kết tủa đều tan.
Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O * Lưu ý: Có thể thay dd ZnCl2 bằng dd AlCl3.
TN 4: pH của dung dịch.
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: Cốc 50 ml, ống hút nhỏ giọt, máy đo pH cầm tay.
- Hóa chất: dd NaOH 0,1M; dd NaCl 0,1M; dd HCl 0,1M; nước cất, dd Na2CO3 0,1M.
* Cách tiến hành
Hình 2.3. Đo pH của dd NaCl 0,1M
Làm tương tự với dd NaOH 0,1M; dd HCl 0,1M; nước cất, dd Na2CO3 0,1M. * Hiện tượng và giải thích
Cốc đựng dd NaCl, nước cất đều có pH= 7.
Cốc đựng dd NaOH 0,1M có pH= 13, dd HCl 0,1 M có pH= 1, dd Na2CO3 0,1 M có pH= 11,65.
* Lưu ý: có thể dùng giấy pH để xác định pH của dung dịch.
TN 5: Chất chỉ thị axit- bazơ
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: Mặt kính đồng hồ, ống hút nhỏ giọt, quỳ tím.
- Hóa chất: dd NaOH; dd NaCl; dd HCl; nước cất, dd Na2CO3, dd AlCl3, dd NH4Cl.
* Cách tiến hành dd HCl
Giấy pH Mặt kính
Làm tương tự với các dd cịn lại. * Hiện tượng và giải thích
Cốc đựng dd NaCl, nước cất quỳ không đổi màu
Cốc đựng dd NaOH; dd Na2CO3 quỳ chuyển sang màu xanh. Cốc đựng dd HCl, dd AlCl3, dd NH4Cl quỳ chuyển sang màu đỏ.
Giải thích: dd NaCl, nước cất có mơi trường trung tính nên khơng làm đổi màu quỳ. Các dd NaOH; dd Na2CO3 có mơi trường bazơ làm quỳ chuyển màu xanh. Các dd HCl, dd AlCl3, dd NH4Cl có môi trường axit làm quỳ chuyển màu đỏ.
* Lưu ý: - Có thể giấy pH để xác định mơi trường.
- Dùng ống hút nhỏ giọt lấy lượng nhỏ hóa chất rùi nhỏ lên quỳ tím.
TN 6: Phản ứng tạo thành chất kết tủa
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá đỡ ống nghiệm, kẹp ống nghiệm. - Hóa chất: dd Na2SO4, dd BaCl2
* Cách tiến hành
* Hiện tượng và giải thích Có kết tủa trắng xuất hiện: Na2SO4 2Na+ + SO42- BaCl2 Ba2+ + 2Cl-
- Bản chất của phản ứng là: Ba2+ + SO42- BaSO4
TN 7: Phản ứng tạo thành chất điện li yếu
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, đũa thủy tinh. - Hóa chất: dd NaOH, dd HCl, dd phenolphtalein (p.p). * Cách tiến hành
dd BaCl2 dd Na2SO4
* Hiện tượng và giải thích
Dùng ống hút nhỏ giọt lấy một ít dd NaOH cho vào ống nghiệm. Sau đó nhỏ dd phenolphtalein vào, dd có màu hồng. Nhỏ từ từ dd HCl đến dư vào ống nghiệm trên và dùng đũa thủy tinh khuấy thì dd chuyển thành khơng màu.
NaOH + HCl NaCl + H2O H+ + OH- H2O
* Lưu ý: Khi nhỏ dd HCl vào cốc vừa nhỏ vừa khuấy đến khi dd mất màu thì dừng.
TN 8: Phản ứng tạo thành chất khí.
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá đỡ ống nghiệm, kẹp ống nghiệm, đũa thủy tinh.
- Hóa chất: dd Na2CO3, dd HCl. * Cách tiến hành
* Hiện tượng và giải thích
Có khí thốt ra: 2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 + H2O Giải thích: HCl và Na2CO3 đều dễ tan và phân li mạnh HCl H+ + Cl- Na2CO3 2Na+ + CO32-
2 H+ + CO32- CO2 + H2O
TN 9: Tính axit- bazơ.
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: Ống hút nhỏ giọt, mặt kính đồng hồ.
- Hóa chất: Giấy đo pH, dd HCl 0,1M; dd NaOH 0,1M; dd CH3COOH 0,1M; dd NH3 0,1M. * Cách tiến hành dd HCl Giấy pH Mặt kính đồng hồ dd HCl dd Na2CO3
So sánh màu của mẩu giấy với màu chuẩn của thang đo pH. Làm tương tự với các dd còn lại.
* Hiện tượng và giải thích
- dd HCl 0,1M làm giấy đo pH chuyển màu đỏ. Do trong dd HCl phân li ra ion H+ HCl H+ + Cl-
- dd NaOH 0,1M làm giấy đo pH chuyển màu xanh. Do trong dd NaOH phân li ra ion OH- NaOH Na+ + OH-
- dd CH3COOH 0,1M làm giấy đo pH chuyển màu đỏ. Do trong dd CH3COOH phân li ra ion H+ CH3COOH H+ + CH3COO-
- dd NH3 0,1M làm giấy đo pH chuyển màu xanh. Do trong dd NH3 phân li ra ion OH- NH3 + H2O NH4+ + OH-
* Lưu ý: Có thể dùng máy đo pH để kết quả được chính xác.
TN 10: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li.
* Dụng cụ và hóa chất
- Dụng cụ: ống nghiệm, thìa, muỗng lấy hóa chất.
- Hóa chất: dd Na2CO3, dd ZnSO4, dd NaOH, dd CaCl2, dd phenolphtalein. * Cách tiến hành
TN 1 TN 2 TN 3
* Hiện tượng và giải thích
TN 1: Nhỏ dd Na2CO3 đặc vào dd CaCl2 đặc xuất hiện kết tủa trắng CaCO3. Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + 2NaCl
TN 2: Hoà tan kết tủa CaCO3 vừa mới tạo thành bằng dd HCl loãng: Xuất hiện các bọt khí CO2, kết tủa tan: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
TN 3: Nhỏ vài giọt dd phenolphtalein vào dd NaOH loãng chứa trong ống nghiệm, dd có màu hồng tím. Nhỏ từ từ từng giọt dd HCl vào, vừa nhỏ vừa lắc,dd sẽ mất màu. Phản ứng trung hoà xảy ra tạo thành dd muối trung hoà NaCl và H2O mơi trường trung tính. NaOH + HCl → NaCl + H2O
dd NaOH + p.p dd HCl Kết tủa ở TN 1 dd HCl loãng dd CaCl2 dd Na2CO3
Giải thích: Khi lượng NaOH bị trung hoà hết, màu hồng của phenolphtalein trong kiềm khơng cịn dd chuyển thành khơng màu.
2.2.4. Xây dựng một số thí nghiệm thay thế
Hóa học là mơn khoa học vừa lí thuyết và thực nghiệm, vì thế trong quá trình dạy học, GV cần xây dựng được hệ thống các TN gắn liền với các hiện tượng gần gũi với thực tiễn cuộc sống. Các TN này cần đảm bảo các nguyên tắc về xây dựng các TN để phát triển NLTHHH cho HS. Với mục đích đó chúng tơi tiến hành xây dựng 4 TN thay thế.
TN 1: Nghiên cứu hiện tượng dẫn điện của một số chất
- Dùng các chất dễ kiếm như: Chanh, giấm, xà phòng, sữa tắm, nước sinh hoạt, rượu, muối ăn...để thử tính dẫn điện của chúng.