Chương 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIẾN CỦA ĐỀ TÀI
2.4.3. Biện pháp 3: Tập luyện cho học sinh biết phân tích tình huống đặt ra dướ
nhiều góc độ khác nhau, biết giải quyết vấn đề bằng nhiều cách khác nhau và lựa chọn cách giải quyết tối ưu
Đây là biện pháp nói về chiến thuật giải một số bài tốn cụ thể. Khi HS gặp một bài tốn, các em nên phân tích BT đó dưới nhiều góc độ khác nhau, khơng chấp nhận một cách giải quen thuộc hoặc duy nhất, biết liên kết các kiến thức đã học để đưa ra các cách giải quyết bài toán. Đứng trước một BT dài và phức tạp HS phải nghĩ ngay đến cách giải ngắn gọn hơn. Từ đó, HS có thể lựa chọn cách giải quyết tối ưu. Biện pháp này giúp cho các em có hướng nhìn nhận vấn đề một cách tồn diện, khơng phiến diện, một chiều hay cứng nhắc, hình thành nên một tư duy mềm dẻo và linh hoạt đồng thời nó cũng thể hiện tính độc đáo của TDST.
Biện pháp này giúp HS có cách nhìn tồn diện, biết hệ thống hoá và sử dụng các kiến thức, các kĩ năng, thủ thuật một cách chắc chắn, mềm dẻo, linh hoạt. Qua phân tích vấn đề, xuất hiện các trường hợp cần phải giải quyết, HS phải nắm vững kiến thức, các phép suy luận thì mới có thể linh hoạt sáng tạo trong giải quyết. Tập hợp nhiều cách giải và tìm được cách giải tốt nhất. Đây là quá trình tư duy trên các cách giải thơng qua đó phát hiện ra các vấn đề mới.
Ví dụ 1: Thêm 1,00 ml dd HCl nồng độ C(M) vào 999 ml NaNO3 thì thu được dd có pH= 6,70. Tính C? Hướng dẫn Cách 1: Áp dụng ĐKP: [H+]= C HCl + [OH-] 10-6,7 = 10-3 C + 10-14 / 10-6,7 => C = 103 .(10-6,7 -10-7,3) = 1,49.10-4 (M) Cách 2: Tính theo cân bằng H2O H+ + OH- C 10-3 C [ ] 10-3 C +x x (10-3 C + x)x =10-14 mặt khác, 10-3 C +x =10-6,7 => C = 1,49.10-4 (M) Ví dụ 2: Người ta dự tính hồ tan 10-3
mol Mg(NO3)2 trong một lít dung dịch NH3 0,5M ; để tránh sự tạo thành kết tủa Mg(OH)2 phải thêm vào dung dịch tối thiểu bao nhiêu mol NH4Cl? Cho
3 NH K = 1,8.10-5; 2 Mg(OH) T = 1,0.10-11 Hướng dẫn
Cách 1: Điều kiện để không tạo kết tủa Mg(OH)2 là [Mg2+].[OH -]2 10-11. với C0(Mg2+) = 10-3 thì [OH -] 10-4 Cân bằng NH3 + H2O NH + OH- K b = 1,8.10-5 [ ] 0,5 – 10-4 x + 10-4 10-4 có = 1,8.10-5 (coi 10-4<< 0,5 ) x = 0,09
Cách 2: Điều kiện để không tạo kết tủa Mg(OH)2 là [Mg2+].[OH-]2 10-11
. với C0(Mg2+) = 10-3
thì [OH-] 10-4 [H+] 10-10 pH 10 Khi thêm NH4Cl sẽ được dung dịch đệm bazơ (NH3 + NH4+)
pHđệm bazơ = 14 – pKb – lg . Thay pH = 10 ; pK = 4,74 ; [NH
3] = 0,5 tính được [NH ] = 0,09
Vậy phải thêm tối thiểu 0,09 mol NH4Cl để không tạo được kết tủa Mg(OH)2.
2.4.4. Biện pháp 4: Tập luyện cho học sinh biết vận dụng ph p tương tự
Giúp HS phát hiện ra được cách giải bài tốn theo các tiền lệ đã có sẵn, tự
đặt ra bài toán phán đoán, suy luận và mở rộng được vấn đề từ một bài toán cụ thể. Từ đó hình thành tính độc đáo của TDST.
Biện pháp này yêu cầu HS biết vận dụng thao tác tương tự trong quá trình dạy học giải bài tập tốn, cách liên hệ BT cần giải với một BT tương tự đơn giản. Vận dụng kết quả hoặc phương pháp giải của BT tương tự để giải BT đã cho.
Ví dụ 1: Cho dd axit CH3COOH 0,1M, biết hằng số phân li axit bằng 1,75.10-5 . Giá trị pH của dd là bao nhiêu?
Ví dụ 2: Cho 900 ml dung dịch axit HA 0,01M. Biết pKa của axit HA là 3,3. a) Tính pH của dung dịch HA nói trên?
b) Nếu cho 100ml dung dịch HCl 0,01M vào dung dịch HA ở trên thì thu được dung dịch có pH bằng bao nhiêu?
Cả hai ví dụ trên tương tự nhau về cách giải BT. GV yêu cầu HS làm ví dụ 1 rồi áp dụng cách giải vào ví dụ 2, HS suy luận và mở rộng vấn đề khi cho thêm dd HCl vào dd HA ban đầu sẽ làm thay đổi nồng độ H+, từ đó giá trị pH của dd thu được cũng thay đổi theo. Tuy nhiên, HS cần có thói quen kiểm tra điều kiện bài
4 4 4 4 ( 10 ) 10 0,5 10 x 43 NH NH 4
tốn khi giải, bởi có nhiều bài tập đã cố tình tạo ra những phương trình khơng thỏa mãn điều kiện trên với mục đích kiểm tra kiến thức cơ bản của các em. Cụ thể như ví dụ sau:
Ví dụ 3: Xác định pH của dung dịch HNO3 nồng độ 6,3.108 M?
Hướng dẫn
Nồng độ 6,3.108 M rất nhỏ nên phải tính cả H+ do H2O điện li ra. HNO3 → H+ + NO3
H2O H+ + OH
Theo điều kiện proton (ĐKP): [H+] = [NO3] + [OH] Thay [NO3] = C 3 HNO = 6,3.108 và [OH] = 14 + 10 [H ] ta được: [H+] = 6,3.108 + 14 + 10 [H ] [H+]2 + 6,3.108 [H+] 1014 = 0 [H+ ] = 1,365.107 pH = (lg1,365.107 ) = 6,86
2.4.5. Biện pháp 5: Tập luyện cho học sinh biết hệ thống hoá kiến thức và hệ thống hoá phương pháp thống hoá phương pháp
Biện pháp này giúp cho HS có cách nhìn tổng thể kiến thức trong chương
trình, các loại bài tập thường gặp trong giải tốn. Ở mỗi loại tốn, các em biết cách hình thành và hệ thống phương pháp giải, đồng thời qua các BT này các em mở rộng ra các BT mới, góp phần hình thành TDST.
Biện pháp này yêu cầu HS tự vận dụng linh hoạt, nhuần nhuyễn các kiến thức và phương pháp sẽ đưa đến các cách giải độc đáo. Biết tổng kết, hệ thống hoá, khái quát hoá kiến thức, kĩ năng sau khi học xong một chương, một phần hay toàn bộ chương trình bằng cách sử dụng sơ đồ tư duy.
2.5. Xây dựng giáo án dạy học phần điện li trong bồi dưỡng học sinh giỏi
2.5.1. Giáo án chuyên đề 1
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- HS nêu được các kiến thức về dự đoán chiều phản ứng trong dd điện li, các quy ước khi viết phương trình ion, cặp oxi hố khử, cấu tạo pin điện.
- HS áp dụng một số định luật như: định luật bảo toàn nồng độ, bảo toàn điện tích và các khái niệm liên quan trong mỗi định luật.
2. Kĩ năng
- Dự đoán khả năng xảy ra phản ứng trong dd điện li và viết PTHH xảy ra. - Nêu hiện tượng của một số phản ứng hóa học.
- Rèn khả năng tự nghiên cứu tài liệu, óc quan sát và giải thích một số hiện tượng thực tiễn có liên quan.
- Giải bài tập xác định độ điện li, hằng số điện li, giải theo phương trình ion - electron, suất điện động pin điện...
3. Phát triển năng lực
- Năng lực tư duy sáng tạo - Năng lực tính tốn hố học - Năng lực giải quyết vấn đề - Năng lực tự học
II. Chu n bị
1. Giáo viên
- Hệ thống lí thuyết và bài tập chuyên đề 1 - Máy chiếu, máy tính
- Phiếu học tập 2. Học sinh
HS nghiên cứu HTLT (trích tài liệu GV photo, phát trước cho HS), kết hợp với tìm hiểu những nguồn tài liệu tham khảo khác.
III. Phương pháp
Đàm thoại phát hiện, phát hiện và giải quyết vấn đề, hợp tác theo nhóm
IV. Các hoạt động dạy học
GV giới thiệu vào bài:
Chiếu một số hình ảnh, clip về phản ứng trong dd điện li, phản ứng oxi hoá - khử thường gặp trong cuộc sống như nước mưa ăn mịn núi đá vơi, tàu thuỷ bị ăn mòn...; pin điện trên thị trường như pin con thỏ. Từ đó tìm hiểu bản chất q trình đang diễn ra xung quanh chúng ta? Sau đó nêu mục đích đạt được của chuyên đề
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh
Hoạt động 1. (20 phút)
GV chia HS thành 3 nhóm để nghiên cứu các vấn đề với câu hỏi sau:
- Nhóm 1: Phần I
- Độ điện li và hằng số điện li là gì? Nêu cơng thức, ý nghĩa?
- Nhóm 2: Phần II
- Nêu các điều kiện để xảy ra phản ứng trong dd chất li và các quy ước viết phương trình ion?
- Nhóm 3: Phần III
- Nêu nội dung, biểu thức của định luật bảo toàn nồng độ đầu và định luật BTĐT? Lấy ví dụ.
GV tổ chức cho HS trình bày kết quả và tổng kết kiến thức trọng tâm.
GV phát phiếu học tập số 1 (từ bài 1 đến bài 11 trong luận văn)
A. LÝ THUYẾT
HS đọc tài liệu, thảo luận trả lời. Nhóm cử đại diện trình bày vấn đề của nhóm mình, các nhóm khác lắng nghe và đặt ra câu hỏi cho vấn đề đó. Sau đó các nhóm cùng nhau thảo luận. I. Độ điện li và hằng số điện li α = C C0 hoặc .100 i n n KC = [M n+ ].[Xn-] [MX]
II. Dự đoán chiều phản ứng trong dung dịch các chất điện li.
a. Điều kiện để có phản ứng trong dung dịch điện li.
b. Các quy ước khi viết phương trình ion
III. Một số định luật bảo toàn
- Định luật bảo toàn nồng độ đầu: ] [ i Ci - BTĐT:[i]Zi 0 HS vận dụng làm bài tập Hoạt động 2. (10 phút)
GV tổ chức cho học sinh thảo luận theo định hướng sau:
- Khái niệm về phản ứng oxi hố - khử? Lấy ví dụ?
- Các chất oxi hóa – khử thường gặp? Lấy ví dụ?
HS đọc tài liệu trước ở nhà, thảo luận trả lời các câu hỏi
IV. Phản ứng oxi hoá - khử và Pin điện
1. Thiết lập phản ứng oxi hoá khử theo phương pháp thăng bằng ion -
- Các phương pháp thiết lập phương trình oxi hố - khử đã học? Lấy ví dụ? GV tổng kết nội dung kiến thức trọng tâm.
GV yêu cầu HS nêu nguyên tắc, các bước cân bằng phản ứng theo phương pháp ion - eletron. Lấy ví dụ?
GV tổ chức cho HS cân bằng theo phương pháp ion - eletron.
GV tổ chức cho HS làm BT vận dụng ở
phiếu học tập số 2 (bài 12,13 trong luận
văn).
electron
- Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự trao đổi electron giữa các nguyên tử của các chất tham gia pư.
Ví dụ: 4 Na0 + O20 2 Na2+O–2 - Các chất oxi hóa thường gặp: Phi kim, axit, ... Ví dụ: O2, Cl2, HNO3,... - Các chất khử thường gặp: Kim loại, phi kim, hợp chất của phi kim,.... Ví dụ: Na, Mg, H2, H2S,...
- Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp đại số và phương pháp thăng bằng e.
HS đọc tài liệu trước ở nhà, thảo luận trả lời các câu hỏi.
HS suy nghĩ làm BT.
Hoạt động 3. (20 phút)
GV chia 3 nhóm HS để nghiên cứu các vấn đề với câu hỏi:
- Nhóm 1: Phần IV.2
- Nêu khái niệm cặp oxi hố - khử? Lấy ví dụ và chỉ rõ các cặp oxi hố khử?
- Nhóm 2: Phần IV.3
- Nêu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và sơ đồ pin điện hố?
- Nhóm 3: Phần IV.4
HS đọc tài liệu, thảo luận trả lời. Nhóm cử đại diện trình bày vấn đề của nhóm mình, các nhóm khác lắng nghe và đặt ra câu hỏi cho vấn đề đó. Sau đó các nhóm cùng nhau thảo luận.
- Thế điện cực là gì? Nêu cách xác định thế điện cực? Cơng thức tính thế điện cực theo phương trình Nernst?
GV tổ chức cho HS trình bày kết quả và tổng kết kiến thức trọng tâm.
GV phát phiếu học tập số 3 (từ bài 14 đến bài 18 trong luận văn)
HS suy nghĩ làm BT. Hoạt động 4. (90 phút) GV cho HS tóm tắt bài tốn để tìm ra các dữ kiện bài tốn. GV có thể đưa ra các gợi ý. GV chữa bài làm, nhận xét. B. BÀI TẬP
HS suy nghĩ, làm bài, suy nghĩ giải bài tập theo nhiều cách khác nhau,.
Bài 1 (Bài 19). Cân bằng sau tồn tại
trong dd: HCOOH ⇌ H+ + HCOO-. Độ điện li α của HCOOH biến đổi như thế nào?
a) Khi pha loãng dd
b) Khi nhỏ vào vài giọt dd HCl c) Khi nhỏ vào vài giọt dd NaOH
d) Khi nhỏ vào vài giọt dd HCOONa
Bài 2 (Bài 22). Dd CH3COOH 0,1M có pH = 2,88. Cần pha loãng dd này bao nhiêu lần để độ điện li tăng gấp
5 lần?
Bài 3 (Bài 24). Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Cu (a mol), CuO (a mol), ZnO (a mol), FeO (b mol), Fe2O3 (2b mol) và Fe3O4 (b mol) bằng một lượng vừa đủ dd H2SO4 lỗng. Cơ cạn dd sau phản ứng thu được 26,59 gam chất rắn chỉ chứa 3 muối khan. Xác định a và b?
nồng độ ban ban đầu, nồng độ cân bằng của các chất trong dd thu được khi trộn 50,0 ml Ba(NO3)2 0,200M với 30,0 ml K2SO4 0,240M.
Bài 5 (Bài 26). Cho 100ml dd A chứa
HCl 2M và HNO3 1,5M tác dụng vừa đủ với 0,1 lít dd B chứa NaOH 0,5M
và KOH a M. Tìm giá trị a?
Bài 6 (Bài 28). Có các điện cực:
Cu/Cu2+; Mg/Mg2+
a) Hãy viết sơ đồ pin dùng để xác định thế tiêu chuẩn của mỗi điện cực đó theo quy ước. Viết PTPƯ hoá học xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin. b) Cho: 2 0 / Mg Mg E = -2,363V; 2 0 / Cu Cu E =
+0,34V. Hãy xác định lại sơ đồ pin để đúng theo quy ước E0
> 0.
Bài 7 (Bài 31). Cân bằng phản ứng
oxi – hóa khử sau theo phương pháp cân bằng ion – electron
a) KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O b) FeO + HNO3 Fe(NO3)3 + NxOy + H2O. Trên cơ sở hệ số tìm được, hãy suy luận cho trường hợp: Fe3O4 + HNO3 NxOy +...
Bài 8 (Bài 34). Một pin được tạo ra từ
2 điện cực có các cặp oxi hố/ khử tương ứng là e3+/Fe2+ với CFe3+=1 M; CFe2+= 0,1 M và MnO4-/Mn2+ với
CMn2+= 10-4 M; CMnO4-=10-2 M; CH+=10-3 M ( axit là H2SO4). Hãy: a) Viết sơ đồ của pin (có giải thích). b) Viết phương trình phản ứng hố học xảy ra ở mỗi điện cực và toàn mạch khi pin hoạt động.
c) Tính sức điện động E của pin. Cho φ0 Fe3+/Fe2+= 0,771 V; φ0 MnO4-/Mn2+=1,507 V. Hoạt động 5. (5 phút) GV củng cố, cho HS tổng kết kiến thức trọng tâm và giao bài tập về nhà
2.5.2.Giáo án chuyên đề 2
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Học sinh nêu được nội dung định luật bảo tồn proton.
- Học sinh mơ tả được các cân bằng phản ứng xảy ra trong dung dịch axit, bazơ, muối của một số trường hợp và áp dụng tính pH của dung dịch trong mỗi trường hợp.
- Học sinh áp dụng tính tốn pH và đánh giá môi trường của dd trong những bài tập cụ thể.
2. Kĩ năng
- Viết biểu thức của định luật proton trong những trường hợp cụ thể. - Đánh giá định lượng môi trường của dung dịch.
- Giải một số dạng bài tập tính Ka, Kb, pH...
- Rèn khả năng tự nghiên cứu tài liệu, óc quan sát và giải thích một số hiện tượng thực tiễn có liên quan.
3. Phát triển năng lực
- Năng lực tư duy sáng tạo - Năng lực tính tốn hố học
- Năng lực vận dụng kiến thức hoá học - Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực tự học
II. Chu n bị
1. Giáo viên
- Hệ thống lí thuyết và bài tập chuyên đề 2 - Máy chiếu, máy tính, một số mẫu SĐTD
- Phiếu học tập, phiếu đánh giá sản phẩm (xem phụ lục 3) 2. Học sinh
- HS nghiên cứu HTLT (trích tài liệu GV photo, phát trước cho HS), kết hợp với tìm hiểu những nguồn tài liệu tham khảo khác
- Giấy A0, bút dạ, bút màu các loại, nam châm
III. Phương pháp
Đàm thoại phát hiện, phát hiện và giải quyết vấn đề, hợp tác theo nhóm
IV. Các hoạt động dạy học
GV giới thiệu vào bài:
Chiếu một số hình ảnh, clip về các loại axit, bazơ, muối thơng dụng; nêu ý nghĩa