CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.3.3. Các thí nghiệm về nhôm và hợp chất của nhôm
2.3.3.1. Thí nghiệm nhơm tác dụng với oxi
* Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh tính khử của nhơm, tác dụng với phi kim * Dụng cụ, hóa chất:
Glassware → Standard → Erlenmeyer Flask Equitment → Apparatus → Electric heater Equitment → Stoppers → Large → One tube
Chemilcals→ Metals → Powder & Liquids→ Aluminium Chemicals → Gases → Oxygen
Hình 2.29. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhơm tác dụng với oxi
* Cách tiến hành:
Cho khoảng 20 gam bột nhơm vào bình có đựng khí oxi, sau đó đun nóng khoảng 1 phút. Quan sát và giải thích hiện tượng?
* Câu hỏi định hướng:
- Dựa vào kiến thức đã học về oxi ở chương 6 lớp 10 hãy viết PTHH
- Em hãy giải thích tại sao nhơm là kim loại mạnh nhưng người ta vẫn sử dụng nồi nhôm, chậu nhôm trong sinh hoạt?
Hình 2.30. Kết quả thí nghiệm nhơm tác dụng với oxi
* Biểu hiện của NLTH:
- Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chưa biết cách dự đoán sản phẩm và viết đúng PTHH.
+ HS chưa tổng hợp được kiến thức trọng tâm là do nhôm là kim loại mạnh nên tác dụng được với nhiều chất.
+ HS còn lúng túng khi làm các bài tập có liên quan đến nhơm tác dụng với phi kim.
Mức độ 2:
+ HS đã biết viết PTHH: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
+ HS đã biết nhơm là kim loại mạnh có thể tác dụng được dễ dàng với oxi tạo ra nhôm oxit.
+ HS chưa liên hệ được kiến thức thực tế khi nhôm rất hoạt động mà người ta vẫn sử dụng nồi nhôm, chậu nhôm trong sinh hoạt.
Mức độ 3:
+ HS đã biết nhơm là kim loại mạnh, ngoải oxi có thể tác dụng được với nhiều phi kim khác.
+ HS đã giải thích được nhơm là một kim loại có tính khử mạnh, nhưng trong cuộc sống người ta vẫn sử dụng những đồ vật bằng nhơm là do bên ngồi những đồ vật này nhôm tác dụng một phần nhỏ với oxi, tạo ra lớp màng nhôm oxit rất bền ngăn cho nhôm tác dụng với các chất khác. Nên chúng ta rất yên tâm sử dụng những đồ vật bằng nhơm này.
2.3.3.2. Thí nghiệm nhiệt nhơm
* Mục tiêu:
Chứng minh tính khử mạnh của kim loại nhơm, có thể khử được các oxit kim loại. - HS hiểu nhôm là một kim loại mạnh.
- HS biết ứng dụng của phản ứng nhiệt nhôm
- HS vận dụng giải thích một vài tình huống gặp trong thực tiễn. * Dụng cụ, hóa chất:
Equipment→ Apparatus → Bunsen bumer Equipment→ Apparatus → Stand
Equipment → Stoppers → Large → Solid
Chemilcals→ Oxides → Iron(III) oxide
Chemilcals→ Metals → Powder & Liquids→ Aluminium
Hình 2.31. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm Al tác dụng với Fe2O3
* Tiến hành thí nghiệm:
- Trộn 10 gam bột Al với 10 gam bột Fe2O3, nung nóng trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát và giải thích hiện tượng?
* Câu hỏi định hướng:
- Sau một khoảng thời gian đun bột Fe2O3 với bột Al có hiện tượng gì xảy ra. Từ đó chứng tỏ điều gì?
- Xác định số oxi hóa của các chất trước và sau phản ứng, từ đó xác định vai trị của các chất trong phản ứng.
- Chứng minh tính chất hóa học đặc trưng của nhơm?
Hình 2.32. Hiện tượng thí nghiệm Al tác dụng với Fe2O3
* Biểu hiện của NLTH:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mơ tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS sau khi quan sát một khoảng thời gian nung, có ngọn lửa cháy sáng mãnh liệt mới biết Al tác dụng với Fe2O3.
+ HS đã có thể thực hiện thí nghiệm, nhưng chưa mơ tả đúng thí nghiệm. + HS chưa xác định được vai trò của các chất trong phản ứng.
Mức độ 2:
+ HS đã có thể dự đốn được hiện tượng thí nghiệm, nhưng cịn sai sót. + HS đã biết mơ tả thí nghiệm, và biết cơng dụng của từng dụng cụ, hóa chất. + HS đã biết nêu hiện tượng, nhưng giải thích hiện tượng cịn chưa thích đáng.
Mức độ 3:
+ HS đã biết mơ tả rất đúng, đầy đủ thí nghiệm.
+ HS đã dự đốn được hiện tượng thí nghiệm xảy ra, sản phẩm của thí nghiệm và giải thích hiện tượng thí nghiệm.
+ HS xác định thành thạo được vai trò của các chất trong phản ứng Al là chất khử, Fe2O3 là chất oxi hóa
- Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chỉ biết phản ứng giữa Al và Fe2O3 nhưng chưa viết được phương trình hóa học đúng.
+ HS chưa vận dụng được vào làm các bài tập có liên quan.
+ HS chưa biết vận dụng kiến thức của thí nghiệm để vận dụng vào các tình huống trong đời sống thực tế.
Mức độ 2:
- HS đã biết phân loại đây là phản ứng oxi hóa- khử, vì đã có sự thay đổi số oxi hóa của các chất trong phản ứng.
+ Nhơm ban đầu số oxi hóa là 0, sau khi phản ứng số oxi hóa +3. + Sắt ban đầu sơ oxi hóa +3, sau phản ứng số oxi hóa là 0.
+ Nhơm đóng vai trị chất khử, Fe2O3 đóng vai trị chất oxi hóa.
+ HS đã biết viết phương trình hóa học: 2Al + Fe2O3 t0 Al2O3 + 2Fe
+ HS đã biết vận dụng vào làm một số bài tập cơ bản liên quan đến phản ứng nhiệt nhơm, nhưng cịn chậm và chưa chính xác.
+ Ngồi ra, HS còn tự tổng hợp được kiến thức trọng tâm từ phản ứng này, Al là chất có tính khử mạnh, có thể khử được nhiều chất, trong đó có các oxit kim loại được tạo từ kim loại có tính khử yếu hơn nó.
+ HS đã biết vận dụng làm các bài tập từ cơ bản đến một số bài nâng cao dạng bài tập nhôm tác dụng với oxit kim loại. Tính chất hóa học đặc trưng của nhơm là tính khử.
+ HS giải thích được tại sao lại ứng dụng phản ứng này trong hàn đường ray tàu hỏa. Sau một thời gian sử dụng, đường ray tàu hỏa có thành phần là Fe sẽ bị oxi hóa tạo thành các oxit sắt, việc hư hại đường ray rất nguy hiểm nếu không xử lý kịp thời. Nên người ta dùng Al tác dụng với Fe2O3 để hàn lại đường chỗ đã bị oxi hóa trên đường ray.
+ Ngoài ra, HS vận dụng nhôm được dùng để điều chế một số kim loại khác bằng phản ứng nhiệt nhôm này.
2.2.3.3. Phản ứng nhôm tác dụng với dung dịch KOH
* Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh tính lưỡng tính của nhơm oxit. * Hóa chất, dụng cụ:
Chemilcals→ Metals → Powder & Liquids→ Aluminium Glassware → Standard→ Test tube
Hình 2.33. Dụng cụ, hóa chất của thí nghiệm Al tác dụng với dung dịch KOH
* Cách tiến hành
Cho khoảng 2-3 ml dung dịch KOH vào ống nghiệm. Cho bột nhôm vào ống đã có sữn dung dịch. Quan sát và giải thích hiện tượng?
* Câu hỏi định hướng:
- Khi cho bột nhôm vào dung dịch KOH có hiện tượng gì xảy ra? Từ đó chứng tỏ điều gì?
- Sau khi quan sát hiện tượng, hãy giải thích tại sao lại có hiện tượng đó?
- Nhơm có tác dụng với nước không? Tại sao nhôm lại tác dụng với dung dịch kiềm? Những kim loại nào có thể tác dụng được với dung dịch kiềm?
- Từ đó suy ra tính chất gì? Hãy vận dụng vào giải quyết một số vấn đề trong thực tiễn( ví dụ như tại sao không nên đựng dung dịch bazo vào các dụng cụ bằng nhơm)
Hình 2.34. Hiện tượng của thí nghiệm Al tác dụng dung dịch KOH
* Biểu hiện của NLTH:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mơ tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS sau khi quan sát thí nghiệm có khí thốt ra mới biết Al đã tác dụng với dung dịch KOH, nhưng HS chưa mơ tả được thí nghiệm.
+ HS đã nêu được hiện tượng thí nghiệm là có khí thốt ra, nhưng chưa biết khí đó là khí gì, chưa giải thích được hiện tượng.
Mức độ 2:
+ HS đã biết dự đốn hiện tượng thí nghiệm khi cho Al tác dụng với dung dịch KOH, nhưng còn chậm và cần sự gợi ý.
+ HS đã biết nêu hiện tượng nhưng chưa giải thích rõ được hiện tượng. Mức độ 3:
+ HS đã biết dự đốn đúng hiện tượng thí nghiệm thanh nhơm tan trong dung dịch KOH và có khí thốt ra nhờ và kiến thức tự học và kiến thức ở lớp 9(nâng cao).
+ HS đã nên đúng hiện tượng và giải thích được hiện tượng. Tại sao nhơm có thể tác dụng được với dung dịch KOH, là do khi nhôm tác dụng với nước có thể tạo Al(OH)3, Al(OH)3 là chất lưỡng tính nên có thể tác dụng với bazo tạo muối. Cịn khí H2 là do nhơm tác dụng với nước tạo thành. Q trình tác dụng của Al với dung dịch KOH được giải thích cụ thể bằng 2 phương trình sau:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2↑ Al(OH)3 + KOH → KAlO2 + H2O
- Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chưa viết được phương trình phản ứng của Al với dung dịch KOH. + HS chưa làm được cái bài tập có liên quan.
+ HS chưa tổng hợp được kiến thức trọng tâm là kim loại Al có thể tác dụng được với các dung dịch bazơ.
Mức độ 2:
+ HS đã xác định được vai trò các chất trong phản ứng.
+ HS đã viết được phương trình hóa học nhưng cần nhờ đến sự giúp đỡ của GV.
Phương trình hóa học:
2Al +2KOH + 2H2O → 2KAlO2 + 3H2↑
+ HS có thể làm được một số bài tập Al tác dụng với dung dịch KOH nhưng còn chậm.
+ Tuy nhiên HS vẫn chưa tổng hợp được kiến thức trọng tâm kim loại nhơm có thể tác dụng được với bazo do tính lương tính của hiđroxit của nó.
+ HS biết vận dụng ngồi tác dụng với KOH, Al cịn tác dụng được với một số dung dịch bazo khác như NaOH, Ca(OH)2...
+ HS vận dụng được quá trình sản xuất khí H2 trong thực tế. Trong thực tế người ta có thể dùng phản ứng này để điều chế khi H2 sau đó bơm khí H2 này vào bóng bay. Và bên cạnh đó khơng được sử dụng dụng cụ bằng nhôm để đựng các dung dịch bazo.
+ HS giải được các bài tập liên quan đến phản ứng Al tác dụng với dung dịch KOH.
2.4. Thiết kế kế hoạch dạy học chƣơng kim loại kiềm- kiềm thổ- nhơm theo có sử dụng phần mềm dạy học TN crocodile chemistry
2.4.1. Kim loại kiềm
* Những kiến thức đã biết:
- Kim loại kiềm ở vị trí nhóm IA trong bảng tuần hồn.
- Cách viết cấu hình, xác định vị trí trong bảng tuần hồn đã được học lớp 10.
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
Biết:
- Vị trí, cấu tạo nguyên tử: Cấu hình electron, số oxi hoá, năng lượng ion hoá, thế điện cực chuẩn... một số ứng dụng của kim loại kiềm trong thực tế.
Hiểu:
- Tính chất vật lí: nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng nhỏ.
- Tính chất hố học: tính khử mạnh.
- Phương pháp điều chế: điện phân muối nóng chảy hoặc điện phân hiđroxit nóng chảy
2. Kĩ năng
- Biết dự đốn tính chất chung, ngun tắc điều chế kiểm tra dự đoán rút ra kết luận.
3. Tình cảm, thái độ
- Biết sử dụng hố chất an tồn, tiết kiệm, hiệu quả.
4. Phát triển năng lực - Năng lực tự học
- Năng lực giao tiếp
- Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học - Năng lực thực hành
- Năng lực giải quyết vấn đề thơng qua mơn hóa học - Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống - Năng lực hoạt động nhóm
- Phát triển phẩm chất: Cẩn thận, làm việc khoa học, trách nhiệm cộng đồng.
II. TRỌNG TÂM
- Đặc điểm cấu tạo của kim loại kiềm và phản ứng đặc trưng của kim loại kiềm.
- Phương pháp điều chế kim loại kiềm. III. CHUẨN BỊ
1) Giáo viên
a. Phương tiện
- Bài dậy ứng dụng công nghệ thông tin. - Bảng tuần hồn phóng to qua màn hình - Cốc thuỷ tinh, ống nghiệm, đèn cồn.
- HCl đặc và MnO2, nước cất, dd AgNO3 cồn. b. Phương pháp
- Dự đốn tính chất chung, nguyên tắc điều chế kiểm tra dự đoán rút ra kết luận.
- Phương pháp thực nghiệm.
2) Học sinh
- Bảng tuần hoàn cá nhân
IV. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC 1. Kiểm tra sĩ số, ổn định lớp
2. Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra trong quá trình học bài mới. 3. Bài mới.
Như vậy các em đã nghiên cứu xong các vấn đề đại cương kim loại. Từ chương này chúng ta sẽ nghiên cứu cụ thể từng nhóm kim loại. Bắt đầu là nhóm IA.
Hoạt động GV - HS Nội dung bài học Năng lực cần hƣớng tới
Hoạt động 1:
GV: Chiếu hình ảnh bảng tuần hồn để HS quan sát.
GV: Yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi sau: - Quan sát trong BTH, nêu vị trí nhóm kim loại kiềm, đọc tên các nguyên tố trong nhóm?
HS: Nghiên cứu bảng
tuần hoàn và dựa vào kiến thức đã học ở lớp 10 trả lời:
Kim loại kiềm gồm
I. VỊ TRÍ CẤU TẠO 1. Vị trí của kim loại kiềm trong bảng tuần hồn Thành phần: liti (Li), natri
(Na), kali (K), rubiđi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr).
Vị trí: nhóm IA, đứng ở đầu mỗi chu kì (trừ chu kì 1), ngay sau khí hiếm.
* Phát triển năng lực: - Năng lực tự học - Năng lực giao tiếp - Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học
Phát triển phẩm chất : quan sát, phân tích
các nguyên tố Li, Na, K, Rb, Cs nằm ở nhóm IA.
Hoạt động 2: GV: Yêu cầu học sinh
hoạt động nhóm trả lời các câu hỏi sau:
- Nêu đặc điểm cấu hình e lớp ngồi cùng và khả năng cho nhận của nguyên tử kim loại kiềm?
- Quan sát bảng 6.1 cho nhận xét về biến thiên năng lượng ion hoá, độ âm điện, thế điện cực chuẩn, mạng tinh thể? - Suy đốn tính chất hố học đặc trưng của kim loại kiềm?
HS: Kim loại kiềm có
1e lớp ngồi cùng, có thể dễ dàng cho bớt 1 e và thể hiện tính khử mạnh.
2. Cấu tạo và tính chất của