ĐỊNH LUẬT FA-RA-ĐÂY I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Xác định được chất nào là chất điện phân.
- Giải thích được hiện tượng điện phân, hiện tượng dương cực tan.
- Nêu được bản chất của dòng điện trong chất điện phân.
- Vận dụng được kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân.
2. Kỹ năng
- Quan sát và giải thích được các hiện tượng liên quan đến dòng điện trong chất điện phân trong thực tế.
- Vận dụng định luật Fa-ra-đây để giải các bài tập liên quan.
3. Thái độ
- Có ý thức trong việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn.
- Có tinh thần hợp tác nhóm.
II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên
- Kiểm tra tình hình chuẩn bị bài mới của HS thông qua PHT điện tử.
- MVT kết hợp với projector, hệ thống e-Learning chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 NC.
- Thí nghiệm về sự dẫn điện của nước tinh khiết, nước đường và nước muối.
- Thí nghiệm mô phỏng sự chuyển động của các ion trong chất điện phân (NaCl) khi chưa có điện trường và khi có điện trường.
- Video thí nghiệm về hiện tượng dương cực tan.
- Video thí nghiệm điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn.
- Thí nghiệm ảo về định luật I và II Fa-ra-đây.
- Hình ảnh về các ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tế.
- Phiếu học tập cho HS.
2. Học sinh
- Ôn lại kiến thức về dòng điện trong kim loại thông qua việc hoàn thành các PHT điện tử có nội dung liên quan.
- HS hoàn thành PHT điện tử được giao thông qua hệ thống e-Learning nhằm ôn lại kiến thức hóa học: cấu tạo của các axit, bazơ, muối; liên kết ion và hiện tượng điện ly.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1. Giải thích hiện tượng điện phân
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
GV chiếu nội dung PHT 5 được giao ở bài học trước đã được hoàn thành bởi một HS trong lớp từ hệ thống e-Learning, yêu cầu cả lớp nhận xét phần trả lời, bổ sung và hoàn thiện.
GV thông báo: nội dung PHT 5 sẽ được sử dụng để giải thích hiện tượng sau đây.
GV tiến hành thí nghiệm về dòng điện trong chất điện phân (thí nghiệm biểu diễn hoặc chiếu video thí nghiệm từ hệ thống e- Learning) và yêu cầu HS quan sát hiện tượng.
HS thực hiện yêu cầu của GV.
HS nhận thức vấn đề đặt ra.
GV chia lớp thành 4 nhóm và yêu cầu các nhóm thảo luận để giải thích TN thông qua bộ câu hỏi định hướng trong PHT 1.
GV xác minh câu trả lời của các nhóm thông qua thí nghiệm mô phỏng:
HS quan sát thí nghiệm.
Thí nghiệm 1 và 2: đèn không sáng chứng tỏ nước cất và nước đường không dẫn điện.
Thí nghiệm 3: đèn sáng chứng tỏ nước muối dẫn điện.
HS tiến hành thảo luận nhóm và trình bày kết quả.
Từ đó yêu cầu HS cho biết chất điện phân là gì và hạt tải điện trong chất điện phân là hạt nào?
GV thông báo: ngoài các dung dịch muối, axit và bazơ thì muối nóng chảy cũng là chất điện phân.
Vậy bản chất của dòng điện trong chất điện phân là gì?
HS quan sát thí nghiệm mô phỏng.
HS trả lời: chất điện phân là chất mà khi tan trong nước bị phân li thành ion; các ion có thể chuyển động tự do trong dung dịch và trở thành hạt tải điện. Ví dụ: muối, axit, bazơ.
HS trả lời: dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường.
Hoạt động 2. Tìm hiểu các hiện tượng diễn ra ở điện cực, hiện tượng dương cực tan
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Quay lại thí nghiệm về sự dẫn điện của
nước muối, ngoài hiện tượng tạo nên dòng điện còn có hiện tượng nào khác nữa không?
GV thông báo: khi các ion dịch chuyển đến 2 điện cực chúng có thể tác dụng với điện cực và dung môi, gây ra phản ứng hoá học (gọi là phản ứng phụ).
Phản ứng phụ tiêu biểu là hiện tượng dương cực tan.
GV chiếu video thí nghiệm từ hệ thống:
HS quan sát kĩ và trả lời được: có khí bay lên ở điện cực.
HS tiếp thu kiến thức mới.
HS quan sát thí nghiệm.
HS cho biết hiện tượng: có đồng bám vào catôt.
Yêu cầu HS thảo luận và trả lời câu hỏi trong PHT 2: Đồng bám vào catôt từ đâu ra?
Vậy đồng từ dung dịch CuSO4 và anôt bám vào catôt bằng cách nào?
GV bổ sung: Ở anôt Cu → Cu2+ + 2e- . Khi (SO4)2- chạy về anôt nó kéo ion Cu2+
vào dung dịch và đồng ở đây tan vào dung dịch gây ra hiện tượng dương cực tan.
GV thông báo: khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm, giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
HS đưa ra các giả thuyết:
- Giả thuyết 1: đồng từ dung dịch CuSO4
(Kiểm chứng GT: anôt bị ăn mòn nên GT này là sai).
- Giả thuyết 2: đồng từ điện cực anôt (Kiểm chứng GT: sử dụng thí nghiệm tương tự và thay đồng bằng bạc thì kết quả vẫn có đồng bám vào catôt nên GT này là sai).
- Giả thuyết 3: đồng từ cả dung dịch và anôt
(Kiểm chứng GT: đo khối lượng 2 điện cực trước và sau khi điện phân
=> khối lượng đồng bám vào catôt lớn hơn khối lượng đồng tan từ anôt).
HS vận dụng kiến thức vừa học chỉ trả lời được: dưới tác dụng của điện trường, các ion Cu2+ đến catôt, nhận 2 electron từ nguồn điện và trở thành nguyên tử đồng bám vào catôt ( Cu2+ + 2e- → Cu).
HS hoàn thiện kiến thức từ đó định nghĩa được hiện tượng dương cực tan.
HS tiếp thu kiến thức mới.
Hoạt động 3. Tìm hiểu các định luật Fa-ra-đây
Hoạt động của GV Hoạt động của HS Khi cho dòng điện qua chất điện phân
thì xảy phản ứng phụ như có khí bay lên hay có chất bám vào điện cực. Vậy làm thế nào để xác định khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực?
GV phát PHT và yêu cầu HS hoàn thành theo nhóm.
GV chiếu các thí nghiệm ảo từ hệ thống:
Yêu cầu HS quan sát TN và tiến hành thảo luận theo nhóm.
GV nhận xét kết quả báo cáo của các nhóm và đi tới nội dung định luật I và II Fa-
HS nhận thức vấn đề đặt ra.
HS quan sát thí nghiệm.
Các nhóm tiến hành thảo luận và hoàn thành PHT 3.
ra-đây.
Yêu cầu HS rút ra công thức Fa-ra-đây về điện phân từ công thức định luật I và II Fa-ra- đây.
HS rút ra công thức công thức Fa-ra- đây về điện phân:
m = n A F1.
It
Hoạt động 4. Vận dụng kiến thức để giải thích các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
Cho HS xem các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân trong thực tế thông qua hệ thống e-Learning.
Yêu cầu HS trả lời câu 1 và câu 2 của PHT 4.
GV giao nhiệm vụ về nhà thông qua hệ thống e-Learning:
- Hoàn thành nội dung còn lại của PHT 4 về các ứng dụng cơ bản của hiện tượng điện phân.
- Hoàn thành PHT 5 để củng cố kiến thức về dòng điện trong chất điện phân.
HS quan sát.
HS ghi nhớ nhiệm vụ được giao.
IV. PHẦN DÀNH CHO HS TỰ HỌC THÔNG QUA HỆ THỐNG Phần bắt buộc:
- Hoàn thành nội dung PHT 4 và 5.
Phần tự chọn:
- Ôn tập lại nội dung bài học trong module "Tóm tắt lý thuyết" của hệ thống.
- Tiến hành làm bài kiểm tra trắc nghiệm trực tuyến trong module "Kiểm tra trắc nghiệm" của hệ thống.
- Lựa chọn nội dung yêu thích để mở rộng, tìm kiếm tư liệu thông qua module
"Tư liệu học tập" nhằm hiểu hơn kiến thức của bài học đồng thời tăng cường tính tích cực, tự nghiên cứu của HS trong quá trình học tập.
- Trong quá trình tự học thông qua hệ thống, HS có thể tham gia vào việc thảo luận của lớp, trao đổi ý tưởng với các bạn học, trao đổi thông tin, đối thoại với GV và bạn bè, gửi các câu hỏi tư vấn, … thông qua các module "Trao đổi góp ý"
của hệ thống.
V. PHỤ LỤC
Phiếu học tập 1 Nhóm: ………….
Lớp: ………….
1. Tại sao nước cất không dẫn điện?
...
...
2. Tại sao đường và muối đều tan trong nước nhưng nước muối dẫn điện trong khi nước đường không dẫn điện?
...
...
...
Phiếu học tập 2 Nhóm: ………….
Lớp: ………….
Sau khi quan sát thí nghiệm, hãy cho biết đồng bám váo catôt là từ đâu ra?
Đề xuất giả thuyết Kiểm chứng giả thuyết 1
2 3 4 Rút ra kết luận
Phiếu học tập 3 Nhóm: ………….
Lớp: ………….
Thí nghiệm xác định sự phụ thuộc của khối lượng chất giải phóng ở điện cực vào điện lượng chạy qua bình điện phân
Thí nghiệm 1 Thí nghiệm 2 Thí nghiệm 3 Mô tả TN
Kết quả TN
Nhận xét kết quả TN
Rút ra kết luận
2.5. Kết luận chương 2
Từ việc nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc tổ chức dạy học theo b-Learning với sự hỗ trợ của PHT ở chương 1, kết hợp với việc phân tích nội dung chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 NC ở đầu chương 2, chúng tôi đã tiến hành thiết kế HĐDH chương này theo b-Learning với sự hỗ trợ của PHT.
Kết quả nghiên cứu cụ thể như sau:
Thiết kế được PHT trong DH chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 NC theo quy trình đã trình bày ở chương 1.
Xây dựng khá hoàn chỉnh hệ thống e-Learning hỗ trợ QTDH chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 NC được thể hiện dưới dạng một cấu trúc cây với các module. Các module này được liên kết theo một trình tự logic để người học có thể tự học theo ý đồ sư phạm của GV. Trong đó, chúng tôi chú trọng đến việc thiết kế PHT điện tử hỗ trợ cho quá trình tự học của HS.
Soạn thảo một số bài dạy học chương “Dòng điện trong các môi trường” Vật lý 11 NC theo quy trình tổ chức HĐDH theo b-Learning với sự hỗ trợ của PHT đã đưa ra ở chương 1.
Kết quả này là cơ sở để chúng tôi tiến hành TNSP để kiểm tra giả thuyết khoa học mà đề tài đã đề ra.