Phần kim loại hóa học 12 THPT gồm 3 chương, cụ thể như sau:
2.1.1. Chương Đại cương về kim loại 2.1.1.1. Mục tiêu dạy học
a) Kiến thức HS biết:
- Vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn.
- Tính chất và ứng dụng của hợp kim.
- Một số khái niệm trong chương: cặp OXH – khử, pin điện hóa, suất điện động chuẩn của pin điện hóa, thế điện cực chuẩn của kim loại, sự điện phân (các pưhh xảy ra ở các điện cực).
HS hiểu:
- Giải thích được những tính chất vật lý, tính chất hóa học chung của kim loại. Dẫn ra được những thí dụ minh họa và viết các pthh.
- Ý nghĩa của dãy điện hóa chuẩn của kim loại:
+ Xác định chiều của pư giữa chất OXH và chất khử trong hai cặp OXH – khử.
+ Xác định suất điện động chuẩn của pin điện hóa.
- Các pưhh xảy ra trên các điện cực của pin điện hóa khi hoạt động và của quá trình điện phân chất điện li.
- Điều kiện, bản chất của sự ăn mòn điện hóa và các biện pháp phòng, chống ăn mòn kim loại.
45 Phần kim loại
Chương Đại cương về kim loại
Chương Kim loại kiềm – Kim loại kiềm thổ – Nhôm
Chương Crom – Sắt – Đồng
- Hiểu được các PP điều chế những kim loại cụ thể (kim loại có tính khử mạnh, trung bình, yếu).
b) Kĩ năng
Tiếp tục rèn kĩ năng:
- Biết vận dụng Dãy điện hóa chuẩn của kim loại để:
+ Xét chiều của pưhh giữa chất OXH và chất khử trong hai cặp OXH – khử của kim loại.
+ So sánh tính khử, tính OXH của các cặp OXH – khử.
+ Tính suất điện động chuẩn của pin điện hóa.
- Biết tính toán khối lượng, lượng chất liên quan với quá trình điện phân (tính toán theo phương trình điện phân và tính toán theo sự vận dụng định luật Faraday).
- Thực hiện được những thí nghiệm chứng minh tính chất của kim loại, thí nghiệm về pin điện hóa và sự điện phân, những thí nghiệm về ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại.
c) Tình cảm, thái độ
- Có ý thức vận dụng các biện pháp bảo vệ kim loại trong đời sống và trong lao động của cá nhân và cộng đồng XH [49,52,53].
2.1.1.2. Cấu trúc chung
Chương Đại cương về kim loại gồm 9 bài, trong đó có 5 bài lý thuyết, 2 bài luyện tập và 2 bài thực hành, cụ thể như sau:
Bài. Kim loại và hợp kim
Bài. Dãy điện hóa của kim loại
Bài. Sự điện phân
Bài. Thực hành Dãy điện hóa của kim loại. Điều chế kim loại Bài. Luyện tập Tính chất
của kim loại
Bài. Luyện tập Sự điện phân – Sự ăn mòn kim loại – Điều chế kim loại Bài. Sự ăn mòn kim loại
Bài. Điều chế kim loại
2.1.1.3. Một số đặc điểm cần lưu ý a) Về nội dung
Cùng với sự vận dụng những lý thuyết chủ đạo đã được học về cấu tạo nguyên tử, cấu tạo mạng tinh thể và liên kết kim loại, pư OXH – khử, định luật tuần hoàn, sự điện li, …. Chương Đại cương về kim loại còn được trang bị thêm một số lý thuyết chủ đạo để nghiên cứu về kim loại và những hợp chất của chúng. Đó là những vấn đề điện hóa: Dãy điện hóa của kim loại, thế điện cực chuẩn của kim loại, pưhh trong pin điện hóa, trong ăn mòn kim loại và trong điện phân.
Do vậy, việc dạy học tốt chương này có tác dụng chỉ đạo về nội dung và PPDH các nhóm kim loại, các kim loại cụ thể và những hợp chất của chúng.
b) Về phương pháp
Tùy thuộc vào tính chất của các bài học trong chương, ta có thể phân thành hai PP hình thành kiến thức cho HS:
- Đối với loại bài học nhằm xây dựng và hình thành khái niệm mới cho HS, như bài Dãy điện hóa của kim loại, Điện phân, Sự ăn mòn kim loại, …, PPDH nên thiết kế theo mô hình sau:
47
Kết luận hoặc hình thành khái
niệm mới Thí nghiệm
nghiên cứu:
Quan sát các hiện tượng của thí
nghiệm
Vận dụng lý thuyết chủ đạo để
giải thích các hiện tượng quan
sát được
- Đối với những loại bài học đòi hỏi sự vận dụng lý thuyết để tìm hiểu tính chất của chất, như tìm hiểu tính chất vật lý, tính chất hóa học chung của kim loại, điều chế kim loại, … thì PPDH nên thiết kế theo mô hình sau:
Đối với một số thí nghiệm khó thực hiện hoặc không đảm bảo sự an toàn, GV có thể dùng phim đèn chiếu, tranh ảnh hoặc mô hình để HS quan sát và khẳng định vấn đề [49,52,53].
2.1.2. Chương Kim loại kiềm – Kim loại kiềm thổ – Nhôm 2.1.2.1. Mục tiêu dạy học
a) Kiến thức HS biết:
- Vị trí, cấu hình electron nguyên tử, ứng dụng của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng.
- Tác hại của nước cứng và các biện pháp làm mềm nước.
HS hiểu:
- Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm.
- Tính chất hóa học của một số hợp chất của natri, canxi và nhôm.
- PP điều chế kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm.
- Khái niệm nước cứng, nước có tính cứng tạm thời, nước có tính cứng vĩnh cửu.
b) Kĩ năng
Rèn luyện các kĩ năng:
- Biết tìm hiểu tính chất chung của nhóm nguyên tố theo quy trình: Dự đoán tính chất → Kiểm tra dự đoán → Rút ra kết luận.
- Viết các pthh biểu diễn tính chất hóa học của chất.
Khẳng định những điều dự đoán bằng
các thí nghiệm Vận dụng lý
thuyết chủ đạo đã biết
Dự đoán cấu tạo và tính chất của
chất
- Suy đoán và viết được các pthh biểu diễn tính chất hóa học của một số hợp chất quan trọng của natri, canxi, nhôm trên cơ sở tính chất chung của các loại hợp chất vô cơ đã biết.
- Thiết lập được mối liên hệ giữa tính chất của các chất và ứng dụng của chúng.
c) Thái độ
Tích cực vận dụng những kiến thức về kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm để giải thích hiện tượng và giải quyết một số vấn đề thực tiễn sản xuất [49,52,53].
2.1.2.2. Cấu trúc chung
Chương Kim loại kiềm – KIm loại kiềm thổ – Nhôm gồm 10 bài, trong đó có 6 bài lý thuyết, 2 bài luyện tập và 2 bài thực hành, cụ thể như sau:
49 Bài. Kim loại kiềm
Bài. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm
Bài. Nhôm
Bài. Thực hành Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng
Bài. Luyện tập Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ
Bài. Luyện tập Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm Bài. Kim loại kiềm thổ
Bài. Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ
Bài. Một số hợp chất quan trọng của nhôm
Bài. Thực hành Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm
2.1.2.3. Một số đặc điểm cần lưu ý a) Về nội dung
Sau khi HS đã có kiến thức đại cương về kim loại, đây là chương đầu tiên nghiên cứu về các nhóm nguyên tố kim loại là nhóm IA (kim loại kiềm), IIA (kim loại kiềm thổ), IIIA (nhôm).
HS cần biết và hiểu được:
- Vị trí, cấu tạo và tính chất của nguyên tử, cấu hình electron, năng lượng ion hóa, số OXH, thế điện cực chuẩn của mỗi nguyên tố có liên quan đến những tính chất vật lý và tính chất hóa học cụ thể của kim loại.
Đó là những kim loại, có cấu hình electron lớp sát ngoài cùng là khí hiếm, lớp ngoài cùng là ns1, ns2, ns2np1. Trong các pưhh, chúng có khuynh hướng nhường 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng để trở thành cation M+, M2+, M3+. Trong các hợp chất, chúng thể hiện số OXH +1, +2, +3.
Chúng đều là những nguyên tố có năng lượng ion hóa thấp, giá trị thế điện cực chuẩn rất âm nên có tính khử rất mạnh. Các kim loại kiềm có tính khử mạnh nhất.
- Sự biến đổi tính chất vật lý (nhiệt độ nóng chảy, độ cứng) đi từ nhóm IA đến nhóm IIIA theo chiều từ trái sang phải trong một chu kì. Hiểu được nguyên nhân của sự biến đổi đó.
- Sự biến đổi tính chất hóa học (tính khử, tính axit bazơ của các oxit và hiđroxit, các hiđrua, tính tan, độ bền của các muối, …) đi từ nhóm IA đến nhóm IIIA theo chiều từ trái qua phải trong một chu kì và theo chiều từ trên xuống dưới trong mỗi nhóm. Hiểu được nguyên nhân của sự biến đổi đó.
Các hợp chất: Hiđroxit của chúng đều là những bazơ. Tính bazơ giảm dần từ hiđroxit của kim loại kiềm đến kim loại kiềm thổ và nhôm. Hiđroxit của các kim loại kiềm đều là những bazơ mạnh nhất. Nhôm hiđroxit có tính chất lưỡng tính.
- PP điều chế: Do có tính khử mạnh nên PP điều chế chúng là đpnc hợp chất hiđroxit, muối hoặc oxit.
- Nhận biết được các kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm bằng màu ngọn lửa hay bằng các pư đặc trưng (ví dụ tính lưỡng tính của nhôm hiđroxit, …).
Nhiều kiến thức về vị trí, cấu tạo, tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng và điều chế kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm, HS đã được biết từ các lớp 9, 10, 11 và ở chương đại cương về kim loại.
Nội dung của chương là sự kết nối, hệ thống hóa và mở rộng để có được những kiến thức về nhóm nguyên tố kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm cũng như một số hợp chất quan trọng của chúng.
Nhiều kiến thức của chương có liên quan đến đời sống hàng ngày của HS:
nước cứng, sự khử độ chua của đất, sử dụng đồ dùng bằng nhôm, dược phẩm, bột nổ, …
b) Về phương pháp
Do những đặc điểm về nội dung vừa nêu trên, PPDH chủ yếu là: GV nêu nhiệm vụ qua hệ thống câu hỏi và bài tập để HS tích cực hoạt động và tự lực rút ra được những kiến thức cần nắm vững.
PPDH từng nội dung cụ thể như sau:
51
- Về vị trí, cấu tạo, năng lượng ion hóa, số OXH, tính chất vật lý: GV yêu cầu HS nhớ lại kiến thức cũ, quan sát bảng số liệu, đọc thông tin trong SGK, kết nối các thông tin để hiểu được.
- Về tính chất hóa học của nhóm nguyên tố kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm, GV nêu nhiệm vụ để:
+ HS dự đoán tính chất hóa học dựa trên những thông tin đã có về vị trí, cấu hình electron nguyên tử, năng lượng ion hóa, thế điện cực chuẩn, …
+ HS kiểm tra dự đoán bằng cách làm thí nghiệm, sử dụng kiến thức cũ, đọc và thu thập thông tin trong SGK hoặc xem băng hình, đĩa hình, … HS sử dụng thí nghiệm nghiên cứu, thí nghiệm ĐC và thí nghiệm kiểm chứng kết hợp với những kiến thức thực tiễn có liên quan.
+ HS kết luận về tính chất hóa học.
- Về tính chất hóa học của hợp chất natri, canxi, nhôm:
+ HS suy đoán tính chất hóa học dựa trên những thông tin đã có về tính chất chung của các loại hợp chất oxit bazơ, bazơ, hợp chất lưỡng tính đã biết, …
+ HS kiểm tra dự đoán bằng cách: Làm thí nghiệm (thí nghiệm nghiên cứu, thí nghiệm ĐC và thí nghiệm kiểm chứng, …), kiến thức cũ, kiến thức thực tiễn, thông tin trong SGK hoặc xem băng hình, đĩa hình, …
+ HS kết luận về tính chất hóa học của các hợp chất.
- Về PP điều chế chất: HS có thể tự tìm được các thông tin cần thiết dựa vào kiến thức đã biết về tính chất hóa học và các thông tin trong bài học. HS quan sát hình vẽ, sơ đồ, băng hình hoặc đĩa hình để khai thác thông tin, rút ra kiến thức mới.
- Về ứng dụng của chất: HS đọc thông tin trong SGK và xác định được mối liên hệ giữa một số ứng dụng với tính chất vật lý và tính chất hóa học.
Chú ý cho HS vận dụng để giải thích các hiện tượng thực tế và sử dụng một cách có hiệu quả các đồ dùng, vật liệu, …
HS nêu một số ứng dụng của các chất có liên quan trong thực tiễn đời sống.
GV sử dụng sơ đồ, biểu bảng, hình vẽ đã có trong SGK hoặc phóng to để HS quan sát.
GV chú ý tổ chức tạo điều kiện để nhiều HS được tham gia hoạt động xây dựng bài và báo cáo kết quả sau mỗi hoạt động cụ thể [49,52,53].
2.1.3. Chương Crom – Sắt – Đồng 2.1.3.1. Mục tiêu dạy học
a) Kiến thức HS biết:
- Cấu tạo nguyên tử và vị trí của một số kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn.
- Cấu tạo đơn chất của một số kim loại chuyển tiếp.
HS hiểu:
- Sự xuất hiện các trạng thái OXH.
- Tính chất lý hóa học của một số đơn chất và hợp chất.
- Sản xuất và ứng dụng của một số kim loại chuyển tiếp quan trọng.
b) Kĩ năng
Rèn luyện các kĩ năng:
- Vận dụng kiến thức để giải thích tính chất của các chất.
- Biết phán đoán và so sánh để tìm hiểu tính chất của các chất.
c) Thái độ
- Biết yêu quý thiên nhiên và bảo vệ tài nguyên, khoáng sản.
- Có ý thức vận dụng những kiến thức hóa học để khai thác, gìn giữ và bảo vệ môi trường [49,52,53].
2.1.3.2. Cấu trúc chung
Chương Crom – Sắt – Đồng gồm 10 bài, trong đó có 7 bài lý thuyết, 2 bài luyện tập và 1 bài thực hành, cụ thể như sau:
53 Bài. Crom
Bài. Một số hợp chất của crom
Bài. Hợp kim của sắt
Bài. Luyện tập Tính chất hóa học của crom, sắt và những hợp chất
của chúng
Bài. Luyện tập Tính chất của đồng và hợp chất của đồng.
Sơ lược về các kim loại Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb
Bài. Sắt
Bài. Một số hợp chất của sắt
Bài. Đồng và một số hợp chất của đồng
Bài. Thực hành Tính chất hóa học của crom, sắt, đồng và những hợp chất của chúng
Bài. Sơ lược về một số kim loại khác
2.1.3.3. Một số đặc điểm cần lưu ý a) Về nội dung
Những kiến thức trong chương là phong phú, gần gũi và hấp dẫn HS:
- Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo nguyên tử của các kim loại chuyển tiếp, đặc biệt là các kim loại có nhiều ứng dụng như crom, sắt, đồng.
- Sự hình thành các trạng thái OXH của các nguyên tố nghiên cứu.
- Tính chất lý, hóa học, sản xuất và ứng dụng của các đơn chất và hợp chất trong đời sống và trong kĩ thuật.
- Ngoài các kim loại crom, sắt và đồng, một số kim loại chuyển tiếp quan trọng khác như bạc, vàng, niken, kẽm, thiếc cũng được nghiên cứu sơ lược.
b) Về phương pháp
Chương này nghiên cứu tính chất của các đơn chất và hợp chất cụ thể.
Những kiến thức cơ bản giúp nghiên cứu tính chất của chất, như cấu tạo nguyên tử, cấu tạo đơn chất, độ âm điện, liên kết hóa học, thế điện cực, …. HS đã được trang bị khá đầy đủ và đã được vận dụng để nghiên cứu tính chất của các chất ở những chương trước. Vì vậy, PP chủ yếu được dùng để dạy học chương này là:
- Gợi ý giúp HS nhớ lại kiến thức cũ.
- Nêu vấn đề, tạo điều kiện cho HS vận dụng kiến thức cũ vào việc giải quyết vấn đề.
- Đàm thoại, vấn đáp hoặc thảo luận nhóm tùy thuộc vào tình hình thực tế về cơ sở vật chất và trình độ HS.
- Khai thác triệt để những thí nghiệm hóa học mang tính nghiên cứu để phát hiện kiến thức mới hoặc để so sánh rút ra kết luận chung.
- Sử dụng bài tập linh hoạt để củng cố kiến thức, gắn kiến thức sách vở với hoạt động sản xuất và bảo vệ môi trường [49,52,53].
2.2. Xây dựng các giáo án phần kim loại hóa học 12 THPT theo hướng phân