7. Những đóng góp của đề tài
2.4.2. Vận dụng cấu trúc Jigsaw trong tổ chức hoạt động học hợp tác theo nhóm
2.4.2.1. Một số nội dung dạy học tập hóa phần hóa kim loại lớp 12 - Ban nâng cao có thể vận dụng được cấu trúc Jigsaw để tổ chức hoạt động học hợp tác theo nhóm
Trên cơ sở yêu cầu lựa chọn nội dung kiến thức có thể tổ chức hoạt động HHT theo cấu trúc Jigsaw, xác định một số nội dung bài học trong phần hóa kim loại lớp 12 THPT - Ban nâng cao có thể vận dụng cấu trúc hoạt động này, đó là:
- Các bài nghiên cứu tính chất hóa học của các kim loại: Nghiên cứu từng tính chất riêng biệt của chúng.
- Các bài luyện tập:
Bài 21. Luyện tập: Tính chất của kim loại.
Bài 25. Luyện tập: Sự điện phân - Sự ăn mòn kim loại - Điều chế kim loại.
Bài 32. Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ. Bài 35. Luyện tập: Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm.
Bài 46. Luyện tập: Tính chất của đồng và hợp chất của đồng. Sơ lƣợc về các kim loại.
Nội dung các bài học này có nhiều phần tách biệt nhau nên có thể chia các nội dung cho từng thành viên nghiên cứu sau đó thành viên cùng chủ đề thảo luận nắm chắc nội dung (trả lời câu hỏi trong phiếu học tập) và thống nhất về phƣơng pháp trình bày cho cả nhóm. Nhóm hợp tác thảo luận để các thành viên khác lắng nghe trao đổi để hiểu rõ phần nội dung đó, cứ thế cho hết các phần. GV có thể giải đáp chỉnh lí những nội dung các nhóm chƣa thống nhất và tổ chức cho HS làm bài kiểm tra cá nhân.
2.4.2.2. Tổ chức hoạt động hợp tác theo cấu trúc Jigsaw cho một số nội dung của phần hóa kim loại lớp 12 - Ban nâng cao
Từ quy trình trên tiến hành xây dựng HHT theo cấu trúc Jigsaw cho một số nội dung dạy học sau:
1. Xây dựng phiếu học tập theo cấu trúc Jigsaw
* VD 1: Nghiên cứu tính chất hóa học của sắt.
GV chia lớp thành các nhóm có 4 HS (với lớp HS từ 25 - 30 HS) hoặc 8 HS (với lớp 40 - 50 HS). Trong đó 2 HS phụ trách một tính chất của sắt rồi trình bày, 4 em phụ trách một nội dung ở 2 nhóm gần nhau thảo luận với nhau (nhóm chuyên gia) rồi trình bày trong nhóm hỗn hợp (một HS làm thí nghiệm, một HS trình bày và giải đáp thắc mắc).
Phiếu học tập 1: Sắt tác dụng với phi kim (dành cho nhóm HS số 1).
1. Tiến hành thí nghiệm sau:
+ Lấy một đoạn dây thép nhỏ (hoặc dây phanh xe đạp) cuốn thành hình lò xo, bên trong có một mẩu gỗ làm mồi. Đốt nóng dây thép đến khi mẩu gỗ cháy hết chỉ còn tàn đỏ hồng, rồi đƣa nhanh vào lọ đựng khí oxi.
+ Cho sắt tác dụng với clo: Đốt nóng đỏ dây sắt đã cuộn thành hình lò xo, cho nhanh vào bình chứa khí clo.
Mô tả hiện tƣợng và nhận xét 2 thí nghiệm trên.
2. Rút ra kết luận, đƣa ra phƣơng trình hoá học tổng quát.
Đáp án:
1. HS tiến hành lần lƣợt 2 thí nghiệm. Mô tả:
- Thí nghiệm 1: Sắt cháy sáng, xuất hiện chất rắn màu đen. - Thí nghiệm 2: Sắt cháy sáng, xuất hiện chất khí màu nâu đỏ. Nhận xét: Sắt phản ứng mãnh liệt với oxi và clo.
Phƣơng trình tổng quát:
Fe + phi kim t0 oxit (muối)
Phiếu học tập 2: Sắt tác dụng với axit (dành cho nhóm HS số 2).
1. Lấy riêng vào 3 ống nghiệm 4 - 5 giọt dd các chất sau: HCl (loãng), HNO3 (loãng), H2SO4 đặc. Bỏ vào mỗi ống nghiệm một mẩu nhỏ Fe kim loại. Quan sát hiện tƣợng, nhận xét.
2. Viết PTPƢ xảy ra.
Đáp án:
1. HS tiến hành thí nghiệm:
+ Khi cho sắt tác dụng với axit HCl thấy mẩu sắt tan dần, sủi bọt khí.
+ Khi cho sắt tác dụng axit HNO3 loãng, sắt tan dần, xuất hiện khí không
màu bay ra rồi hóa nâu ngoài không khí.
+ Không có hiện tƣợng gì với H2SO4 đặc. 2. Các PTPƢ:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O Chú ý: Sắt thụ động với HNO3, H2SO4 đặc, nguội.
Phiếu học tập số 3: Sắt tác dụng với dd muối (dành cho nhóm HS số 3).
1. Thả nhẹ một mẩu sắt đã đƣợc làm sạch vào ống nghiệm đựng 3-4ml dd đồng (II) sunfat. Quan sát hiện tƣợng xảy ra trên bề mặt mẩu sắt, giải thích và viết PTPƢ.
2. Sắt có thể phản ứng với những muối nào?
Đáp án:
1. HS tiến hành thí nghiệm. Có một lớp đồng màu đỏ bám bên ngoài đinh sắt, dd CuSO4 nhạt màu. Do sắt đã tác dụng với dd đồng (II) sunfat.
PTPƢ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
2. Sắt có khả năng phản ứng với một số muối của kim loại kém hoạt động hơn tạo thành dd muối sắt và giải phóng kim loại trong muối.
Phiếu học tập số 4: Sắt có tác dụng với nƣớc không? Tại sao? Nếu có hãy viết PTPƢ xảy ra (dành cho HS nhóm 4).
Đáp án:
Sắt có tác dụng với nƣớc. Vì thế điện cực của hiđro ở pH = 7 (E0H2O/H2 = -0,41) cao hơn so với thế điện cực chuẩn của sắt (E0Fe2+/Fe = -0,44).
Fe + H2O → FeO + H2↑
Chú ý: GV chuẩn bị hóa chất vào các lọ có dán nhãn các chất cho các nhóm. GV tổ chức cho các nhóm treo bảng phụ, nêu kết luận chung. GV chỉnh lí và bổ sung, nhận xét hoạt động nhóm. Tổ chức cho HS làm bài tập vận dụng (bài kiểm ta).
* VD 2: Tìm hiểu sơ lƣợc về một số kim loại khác.
Nội dung 1: GV và HS cùng trao đổi thảo luận để nắm vững những kiến thức, mục tiêu cần đạt khi tìm hiểu nội dung này.
Nội dung 2: Tổ chức cho HS làm việc theo nhóm theo cấu trúc Jigsaw tìm hiểu một số kim loại khác (tính chất vật lí, hóa học cơ bản).
Phiếu học tập số 1: Nghiên cứu về kim loại vàng và cho biết: Tính chất
vật lí, hóa học của vàng.
Đáp án:
+ Tính chất vật lí:
Vàng là kim loại mềm, màu vàng, dẻo (ngƣời ta có thể cán lá vàng mỏng hơn 0,0002 mm, từ 1 g vàng có thể kéo thành sợi mảnh dài tới 3,5 km). Vàng có tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, chỉ kém bạc và đồng.
Vàng có khối lƣợng riêng là 19,3 g/cm3, nóng chảy ở 1063oC. + Tính chất hóa học:
Vàng có tính khử rất yếu ( o 3 Au / Au
E = +1,50V).
Vàng không bị oxi hoá trong không khí dù ở nhiệt độ nào và không bị hoà tan trong axit, kể cả HNO3 nhƣng vàng bị hoà tan trong :
- Nƣớc cƣờng toan (hỗn hợp 1 thể tích HNO3 và 3 thể tích HCl đặc). Au + HNO3 + 3HCl AuCl3 + 2H2O + NO
- Dung dịch muối xianua của kim loại kiềm, nhƣ NaCN, tạo thành ion phức
Au(CN)2
.
- Thuỷ ngân, tạo thành hỗn hống với Au (chất rắn, màu trắng). Đốt nóng hỗn hống, thuỷ ngân bay hơi còn lại vàng (chú ý tính độc hại của thí nghiệm này).
Phiếu học tập số 2: Nghiên cứu về kim loại niken và cho biết: Tính chất
vật lí, hóa học của niken.
Đáp án.
+ Tính chất vật lí: Là kim loại có màu trắng bạc, rất cứng, có khối lƣợng riêng bằng 8,91g/cm3.
+ Tính chất hóa học:
Niken có thể tác dụng đƣợc với nhiều đơn chất và hợp chất: Khi đun nóng có thể phản ứng với một số phi kim nhƣ oxi, clo,...phản ứng đƣợc với một số dd axit, đặc biệt là tan dễ dàng trong dd axit HNO3 đặc, nóng.
VD: 500 C o 2 2Ni + O 2NiO Ni + Cl2 0 t NiCl2
Phiếu học tập số 3: Nghiên cứu về kim loại kẽm và cho biết: Tính chất
vật lí, hóa học của kẽm.
Đáp án:
Kẽm là kim loại có màu lam nhạt, giòn ở nhiệt độ phòng, dẻo ở nhiệt độ 100 -150OC, giòn trở lại ở nhiệt độ trên 200OC. Kẽm có khối lƣợng riêng bằng 7,13 g/cm3, nóng chảy ở 419,5OC, sôi ở 906OC.
Kẽm là kim loại hoạt động, có tính khử mạnh, thế điện cực chuẩn của kẽm o 2
Zn / Zn
E = -0,76V. Kẽm tác dụng đƣợc với nhiều phi kim và các dd axit, kiềm, muối. Tuy nhiên, kẽm không bị oxi hoá trong không khí, trong nƣớc vì trên bề mặt kẽm có màng oxit hoặc cacbonat bazơ bảo vệ.
GV yêu cầu các nhóm ghi lại kết quả vào bảng sau:
Vàng Niken Kẽm
Tính chất vật lí Tính chất hóa học
GV tổ chức cho các nhóm treo bảng phụ, nêu kết luận chung. GV chỉnh lí, bổ sung, tổ chức cho HS làm bài tập vận dụng (bài kiểm tra).
* VD 3: Nghiên cứu tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ. Phiếu học tập số 1: Dựa vào vị trí của kim loại kiềm trong bảng TH hãy
dự đoán tính chất hóa học của kim loại kiềm.
Đáp án:
Các nguyên tử kim loại kiềm đều có năng lƣợng ion hoá I1 thấp và thế điện cực chuẩn EO
có giá trị rất âm. Vì vậy kim loại kiềm có tính khử rất mạnh. 1. Tác dụng với phi kim
Hầu hết các kim loại kiềm có thể khử đƣợc các phi kim. Thí dụ, kim loại Na cháy trong môi trƣờng khí oxi khô tạo ra natri peoxit Na2O2. Trong hợp chất peoxit, oxi có số oxi hoá -1:
2Na + O2 Na2O2 (r)
Natri tác dụng với oxi trong không khí khô ở nhiệt độ phòng, tạo ra Na2O: 4Na + O2 2Na2O (r)
2. Tác dụng với axit
Do thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử
2
o 2H / H
E = 0,00 V, thế điện cực chuẩn của cặp oxi hoá - khử của kim loại kiềm có giá trị từ -3,05V đến -2,94V, nên các kim loại kiềm đều có thể khử dễ dàng ion H+ của dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) thành khí H2 (phản ứng gây nổ nguy hiểm):
2M + 2H+ 2M+ + H2 3. Tác dụng với nƣớc
Vì thế điện cực chuẩn ( o
M / M
E ) của kim loại kiềm nhỏ hơn nhiều so với thế điện cực chuẩn của nƣớc (
2 2
o H O / H
E = -0,41 V) nên kim loại kiềm khử đƣợc nƣớc dễ dàng, giải phóng khí hiđro:
2M + 2H2O 2MOH (dd) + H2
Phiếu học tập số 2: Dựa vào vị trí của kim loại kiềm thổ trong bảng TH
hãy dự đoán tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ.
Đáp án: Các kim loại kiềm thổ đều có tính khử mạnh, nhƣng yếu hơn so với
kim loại kiềm. Tính khử của các kim loại kiềm thổ tăng dần từ Be đến Ba. 1. Tác dụng với phi kim
Khi đốt nóng, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy trong không khí tạo ra oxit. 2Mg + O2
o
t
2MgO Tác dụng với halogen tạo muối halogenua.
Ca + Cl2 o t CaCl2 2. Tác dụng với axit Ca + 2HCl CaCl2 + H2 3. Tác dụng với nƣớc
Ca, Sr, Ba tác dụng với H2O ở nhiệt độ thƣờng tạo thành dd bazơ. Mg tác dụng chậm với nƣớc ở nhiệt độ thƣờng tạo ra Mg(OH)2, tác dụng nhanh với hơi nƣớc ở nhiệt độ cao tạo thành MgO. Be không tác dụng với H2O dù ở nhiệt độ cao.
Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 Mg + H2O to MgO + H2
2. Xây dựng các bài kiểm tra cho cấu trúc Jigsaw
* Bài kiểm tra dùng cho VD 1:
Đề kiểm tra: Viết phƣơng trình hóa học biểu diễn các chuyển hóa sau:
Fe (1) FeCl2 (2) FeCl3 (3) Fe(NO3)3 (4) Fe2O3 (5) Fe Fe(OH)2 (7) Fe(OH)3
Đáp án:
(1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (2) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
(3) FeCl3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3HCl
(4) 2Fe(NO3)3
0
t
Fe2O3 + 6NO2↑ + 3/2O2 (5) 2Fe2O3 t0 4Fe + 3O2
(6) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl (7) 3Fe(OH)2 + O2 + 1/2H2O → 3Fe(OH)3
* Bài kiểm tra dùng cho VD 2:
Đề kiểm tra:
Câu 1: Cho luồng khí H2 dƣ qua hỗn hợp các oxit CuO, FeO, ZnO và Al2O3
nung ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là: A. Cu, FeO, ZnO, Al2O3 B. Cu, Fe, ZnO, Al2O3 C. Cu, Fe, Zn, Al2O3 D. Cu, Fe, Zn, Al
Câu 2: Vàng bị hoà tan trong dung dịch nào sau đây?
A. hỗn hợp 1 thể tích HNO3 đặc và 3 thể tích HCl đặc B. 3 thể tích HNO3 và 1 thể tích HCl đặc
C. HNO3
D. H2SO4 đặc, nóng
Đáp án: Câu 1- D, Câu 2 - A
* Bài kiểm tra dùng cho VD 3:
Đề kiểm tra:
Câu 1: Ta phải làm gì để bảo quản kim loại kiềm? Hãy giải thích việc này. Câu 2: Tại sao trong các phản ứng hóa học kim loại kiềm thổ chỉ thể hiện mức
oxi hóa +2 mà không thể hiện mức +1 hoặc +3?
Đáp án:
Câu 1: Do kim loại kiềm rất dễ bị oxi hóa bởi oxi của không khí, bởi ion H+ của H2O nên ta phải cách li chúng với oxi (của không khí) và hơi nƣớc bằng cách ngâm chúng trong dầu hỏa là hỗn hợp các parafin không chứa oxi và hoạt động hóa học kém.
Câu 2: Vì số electron ở lớp vỏ nguyên tử ngoài cùng là 2 nên theo nguyên tắc
liên kết các nguyên tử kim loại phải cho 2 electron ở lớp vỏ nguyên tử ngoài cùng để đạt cấu hình electron của khí trơ ở gần nhất nên có số oxi hóa là +2 không thể là +1 hoặc +3 vì trái với nguyên tắc liên kết. Mặt khác, các nguyên tố kim loại kiềm thổ có năng lƣợng ion hóa phổ biến là I2.
2.4.2.3. Thiết kế giáo án có tổ chức hoạt động học hợp tác theo cấu trúc Jigsaw
TIẾT 65+66, BÀI 42: HỢP KIM CỦA SẮT
I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức
- Khái niệm và phân loại gang, sản xuất gang (nguyên tắc, nguyên liệu, cấu tạo và vận chuyển của lò cao, biện pháp kĩ thuật).
- Khái niệm và phân loại thép, sản xuất thép (nguyên tắc chung, phƣơng pháp Mac- tanh, Bet-xơ-me, lò điện: Ƣu điểm và nhƣợc điểm).
- Ứng dụng của gang, thép.
2. Kĩ năng
- Quan sát mô hình, hình vẽ, sơ đồ…rút ra đƣợc nhận xét về nguyên tắc và
quá trình sản xuất gang.
- Viết PTHH, phƣơng trình oxi hóa- khử xảy ra trong lò luyện gang, thép. - Sử dụng và bảo quản hợp lý đồ dùng hợp kim của sắt.
- Giải đƣợc bài tập: Tính khối lƣợng quặng sắt cần thiết để sản xuất một lƣợng gang xác định theo hiệu suất, bài tập khác có nội dung liên quan.
3. Thái độ - tình cảm
- Biết giá trị về kinh tế và giá trị sử dụng của gang và thép.
- Có ý thức và biết cách sử dụng, bảo vệ các vật dụng bằng gang và thép.
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Một số mẫu gang,thép (mẩu gang, cái kim). - Sơ đồ lò cao phóng to, lò luyện thép phóng to.
- GV chuẩn bị phiếu học tập tổ chức hoạt động HHT theo cấu trúc Jigsaw.
Phiếu học tập số 1:
Tìm hiểu hợp kim của sắt và điền thông tin vào bảng:
Đặc điểm Gang Thép Khái niệm Phân loại Tính chất Ứng dụng Phiếu học tập số 2:
Đọc nội dung sản xuất gang và cho biết:
1. Nguyên liệu để sản xuất gang gồm những chất gì? 2. Nguyên tắc sản xuất gang?
3. Các phản ứng hóa học chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang? 4. Sự tạo thành gang xảy ra nhƣ thế nào?
Phiếu học tập số 3:
Đọc nội dung sản xuất thép và cho biết: 1. Nguyên liệu sản xuất thép là gì?
2. Nguyên tắc sản xuất thép?
3. Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình sản xuất thép?
Phiếu học tập số 4:
1. Nêu các phƣơng pháp luyện thép? 2. Ƣu, nhƣợc điểm của từng phƣơng pháp.
2. Học sinh
- Xem lại tính chất hóa học của đơn chất sắt và các oxit sắt. - Xem lại kiến thức về gang, thép đã học ở THCS.
- Sƣu tầm các mẫu vật về gang, thép.
3. Phương pháp dạy học
Đàm thoại tìm tòi, HHT theo nhóm (cấu trúc Jigsaw).
III. TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
1. Ổn định lớp (1 phút) 2. Bài mới
Trong đời sống và kĩ thuật, hợp kim của sắt là gang và thép đƣợc sử dụng rất rộng rãi. Thế nào là gang, thép? Gang, thép đƣợc sản xuất nhƣ thế nào? Chúng ta vào bài hôm nay.
Hoạt động của GV Hoạt động củaHS Nội dung ghi
Hoạt động 1: (35 phút)
1. GV nêu yêu cầu, nội dung nghiên cứu
2. Tổ chức cho học sinh các nhóm học tập, mỗi nhóm từ 6-8 HS hoặc nhóm nhỏ 2-4 HS sẽ nghiên cứu phiếu học tập và trở thành nhóm
