các chất
Ngoài việc sử dụng bài tập hóa học để củng cố kiến thức , rèn luyện kỹ năng hóa học cho học sinh người giáo viên có thể dùng bài tập để tổ chức , điều khiển quá trình nhận thức của học sinh hình thành khái niệm mới . Trong bài dạy hình thành khái niệm, học sinh phải tiếp thu, lĩnh hội kiến thức mới mà học sinh chưa biết hoặc biết nhưng chưa chính xác rõ ràng . Giáo viên có thể xây dựng , lựa chọn hệ thống bài tập phù hợp để giúp học sinh hình thành khái niệm mới một cách chủ động và vững chắc.
Ví dụ 1: Hình thành khái niệm dãy đồng đẳng của etilen
Khi dạy bài Anken (Bài 39 Hóa học 11 NC), để hình thành khái niệm dãy đồng đẳng của etilen giáo viên thường nêu khái niệm , cho ví dụ cụ thể một số anken để
83
học sinh hiểu khái niệm . Với hình thức dạy học này , quá trình tiếp thu của học sinh vẫn mang tính thụ động . Để tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh , giáo viên có thể dùng các bài tập sau cho học sinh tự tìm kiếm, hình thành khái niệm anken.
Bài tập: Cho hợp chất X có CTPT là C4H8. Hãy viết các CTCT có thể có của X , từ đó em có nhận xét gì về các CTCT đó ?
Từ đề bài trên học sinh tính số liên kết π hay số vòng trong phân tử đã cho. Số liên kết π (số vòng) =
Từ đó học sinh suy ra được trong phân tử C4H8 có 1 liên kết π hay có 1 vòng và học sinh viết các CTCT có thể có.
Sau khi viết các CTCT học sinh nhận xét: các công thức (4) và (5) là các xicloankan,
các công thức (1), (2), (3) đều chứa 1 liên kết đôi và có mạch hở . Sau khi học sinh nhận xét, giáo viên nhận xét câu trả lời của học sinh và cho biết các CTCT (1), (2), (3) là các anken , chúng thuộc dãy đồn g đẳng của etilen . Từ đó giáo viên yêu cầu học sinh nêu khái niệm dãy đồng đẳng của etilen.
Như vậy qua bài tập này giáo viên vừa có thể kiểm tra bài cũ là viết CTCT của xicloankan lại vừa giúp học sinh tự mình hình thành được thế nào là dãy đồng đẳng của etilen. Như vậy học sinh đã tự mình lĩnh hội được kiến thức bài học , do vậy mà học sinh có thể nhớ bài và hiểu bài nhanh hơn.
Ví dụ 2: Hình thành khái niệm axit
Giáo viên viết lên bảng công thức cấu tạo của 2 chất (1), (2), kèm theo mô hình của chúng như hình 9.2-SGK, chất (1) có trong giấm chua, chất (2) có trong vòi con kiến lửa. Em hãy cho biết nhóm nguyên tử nào giống nhau trong 2 chất này.
CH3 C O H O H C O H O CH2 CH CH2 CH3 (1) CH3 CH CH CH3 (2) CH2 C CH3 CH3 (3) CH2 CH2 CH2 CH2 (5) CH2 CH2 CH2 (4)
84
Từ công thức cấu tạo, học sinh nêu nhận xét của mình về sự giống nhau của các nhóm nguyên tử trong 2 công thức đã cho, từ đó giáo viên dẫn dắt học sinh đến khái niệm thế nào là axit cacboxylic.
Như vậy bằng cách hình thành khái n iệm như trên thì học sinh chủ động lĩnh hội được khái niệm , hiểu khái niệm và đồng thời biết áp dụng nêu lên một số axit khác.
Ví dụ 3: Hình thành công thức cấu tạo của Stiren.
Để học sinh tích cực , chủ động tìm hiểu c ông thức cấu tạo của Stiren giáo viên yêu cầu học sinh làm bài tập sau:
Bài tập: Cho chất hợp chất hữu cơ X có CTPT là C8H8.
Biết rằng khi đun nóng X với dung dịch kali pemanganat rồi axit hóa thì thu được hợp chất hữu cơ Y có CTPT là C6H5COOH. Mặt khác X làm mất màu dung dịch brom
và tạo hợp chất Z có CTPT là C8H8Br2. Hãy viết CTCT của Stiren. Để làm bài tập này, HS phải huy động các kiến thức đã biết:
Khi đun nóng X với dung dịch kali pemanganat rồi axit hóa thì thu được hợp chất hữu cơ Y có CTPT là C6H5COOH. Vậy X phải có vòng benzene với 1 nhóm thế C6H5-R và R là C2H3.
X làm mất màu dung dịch brom và tạo hợp chất Z có CTPT là C8H8Br2, chứng tỏ nhóm C2H3 có chứa liên kết đôi và đó là liên kết CH2=CH-.
Từ 2 yếu tố trên suy ra CTCT của Stiren là:
Như vậy trong bài tập này để hình thành được khái niệm mới HS vừa phải tích cực huy động kiến thức đã học vừa phải tổng hợp k iến thức đã học để ra được kiến thức mới . Do đó phương pháp trên đã phát huy được tính tích cực của học sinh trong học tập.
2.1.2. Sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học
Bản thân bài tập hóa học là PPDH hóa học tích cực, song tính tích cực của phương pháp này được nâng cao hơn khi sử dụng như là nguồn kiến thức để HS tìm tòi chứ
85
không phải để HS tái hiện kiến thức . Với tính đa dạng của mình, bài tập hóa học là phương tiện để tích cực hóa hoạt động của HS trong các bài dạy học hóa học, nhưng hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào việc sử dụng của GV trong quá trình dạy học.
Trong mục tiêu môn học có nhấn mạnh đến việc tăng cường rèn luyện kỹ năng hóa học và kỹ năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn . Bài tập thực nghiệm là một phương tiện có hiệu quả cao trong việc rèn luyện kỹ năng thực hành , phương pháp làm việc khoa học , độc lập cho HS . GV có thể sử dụng bài tập thực nghiệm khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới, khi luyện tập, rèn luyện kỹ năng cho HS , khi kiểm tra đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS.
2.1.2.1. Sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới
Khi giải bài tập thực nghiệm , HS phải biết vận dụng kiến thức để giải bằng lý thuyết rồi sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của những bước giải bằng lý thuyết và rút ra kết luận về cách giải . Giáo viên cần hướng dẫn HS các bước giải bài tập thực nghiệm:
Bước 1: Giải lý thuyết , hướng dẫn HS phân tích lý thuyết , xây dựng các bước giải, dự đoán hiện tượng , kết quả thí nghiệm , lựa chọn hóa chất , dụng cụ, dự kiến cách tiến hành.
Bước 2: Tiến hành các thí nghiệm, chú trọng đến các kỹ năng sau:
- Sử dụng dụng cụ , hóa chất, lắp thiết bị, thao tác thí nghiệm đảm bảo an toàn , thành công.
- Mô tả đẩy đủ , đúng hiện tượng thí nghiệm và giải thích đúng các hiện tượng đó.
- Đối chiếu kết quả thí nghiệm với việc giải lý thuyết và rút ra nhận xét , kết luận.
Với các dạng bài tậ p khác nhau thì các hoạt động cụ thể của HS cũng có thể thay đổi cho phù hợp.
Ví dụ 1: Hãy làm thí nghiệm chứng tỏ rằng phenol có lực axit mạnh hơn ancol
nhưng vẫn chỉ là axit rất yếu.
Khi giải bài tập này, HS phải tiến hành các hoạt động: - Chọn hóa chất, dụng cụ cần cho các thí nghiệm. - Dự kiến cách tiến hành thí nghiệm.
86 - Dự đoán hiện tượng xảy ra.
- Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng đối với điều dự đoán. - Rút ra kết luận.
Cụ thể như sau:
- HS tự chọn hóa chất là phenol, nước, dung dịch NaOH, khí CO2.
- Dự kiến cách tiến hành thí nghiệm : có 2 ống nghiệm (1), (2) đều chứa phenol. Cho H2O vào ống nghiệm (1), nhỏ dung dịch NaOH vào ống nghiệm (2). Lắc đều 2 ống nghiệm. Sau đó sục khí CO2 vào ống nghiệm (2).
- Dự đoán và giải thích các hiện tượng xảy ra:
+ Ống nghiệm (1): có các hạt rắn là do phenol tan ít trong H2O.
+ Ống nghiệm (2): ban đầu các hạt rắn tan hết là do phenol tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành natri phenolat trong H 2O. Sau khi sục khí CO2 vào dung dịch thu được thì thấy dung dịch vẩn đục la do khí CO 2 phản ứng với dung dịch natri phenolat tạo ra phenol.
- Tiến hành thí nghệm, quan sát hiện tượng xảy ra, so sánh với dự đoán: ống (1) các hạt rắn tan ít, ống (2) ban đầu thấy các hạt rắn tan hết, sau khi sục khí thấy dung dịch vẩn đục.
- Rút ra kết luận:
+ Ống nghiệm (1) không xảy ra phản ứng: + Ống nghiệm (2) xảy ra phản ứng:
Hiện tượng : ban đầu thấy các hạt rắn tan hết chứng tỏ phenol phản ứng được với dung dịch NaOH là dung dịch kiềm. Vậy phenol có tính axit.
Sau khi sục khí CO2 thì thấy dung dịch vẩn đục chứng tỏ có phenol tạo thành . Như vậy tính axit của phenol rất yếu, bị axit cacbonic đẩy ra khỏi muối phenolat.
Ví dụ 2: Hãy làm thí nghiệm chứng tỏ trong tecpen có liên kết đôi.
Khi giải bài tập này học sinh phải tiến hành các hoạt động sau: - Hoc sinh chọn hóa chất là: dầu thông nước brom, quả cà chua chín. - Dự kiến cách tiến hành thí nghiệm:
C6H5OH + NaOH C6H5ONa + H2O
87
+ Cho vài giọt dầu thông vào ống nghiệm (1) chứa 2ml nước brom , lắc kỹ, để yên.
+ Nghiền nát quả cà chua chín đỏ, lọc lấy nước trong. Nhỏ từ từ từng giọt nước brom vào ống nghiệm (2) chứa 2ml nước cà chua.
- Dự đón hiện tượng xảy ra:
+ Ống nghiệm (1): nước brom bị mất màu.
+ Ống nghiệm (2): nước brom nâu đỏ chuyển thành tím nhạt , sau đó chuyển thành màu xanh nhạt.
- Tiến hành làm thí nghiệm, quan sát hiện tượng xảy ra, so sánh với dự đoán. - Rút ra kết luận:
+ Ống nghiệm (1): Dầu thông làm mất màu nước brom chứng tỏ trong dầu thông có một tecpen (α - pinen C10H16). Vậy trong tecpen có liên kết đôi làm cho tecpen tham gia phản ứng cộng với brom.
+ Ống nghiệm (2): Nước cà chua (màu đỏ ) làm chuyển màu brom (nâu đỏ ) thành sản phẩm có m àu tím nhạt , sau đó chuyển thành màu xanh nhạt , chứng tỏ trong cà chua có tecpen (licopen C40H56). Vậy trong tecpen có liên kết đôi làm cho tecpen tham gia phản ứng cộng với brom, trong tecpen này có nhiều liên kết đôi liên hợp nhau, và trong phản ứng này còn có sự trộn màu.
2.1.2.2. Sử dụng bài tập thực nghiệm khi luyện tập rèn kỹ năng cho học sinh
Khi dạy bài tập thực nghiệm để nhận biết các dung dịch mất nhãn , HS phải tiến hành các hoạt động:
a. Giải bằng lý thuyết
+ Phân tích đề bài, tiến hành phân loại các chất cần nhận biết.
+ Đề xuất phương án có thể dùng để nhận biết các chất theo điều kiện cho của đề bài.
+ Lựa chọn hóa chất dùng để nhận biết từn g chất, xác định các dấu hiệu , hiện tượng phản ứng để kết luận.
b.Tiến hành thí nghiệm
+ Lựa chọn phương án tối ưu và xây dựng quy trình tiến hành thí nghiệm. + Chọn hóa chất, dụng cụ cần thiết.
88
+ Tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng và kết luận về từng bước giải.
c.Kết luận về cách giải và trình bày hệ thống cách giải.
Ví dụ 1: Bằng phản ứng hóa học hãy phân biệt các chất: etan, etilen, axetilen.
Trong bài tập này, GV hướng dẫn HS tiến hành các hoạt động: - Giải bằng lý thuyết:
+ Phân tích đề bài để phân loại các chất cần nhận biết: đề bài cho các chất đều là các hiđrocacbon nhưng etan chỉ chứa các liên kết đơn, etilen chứa 1 liên kết đôi, axetilen chứa 1 liên kết ba. Vậy có thể dùng phản ứng thế bằng ion bạc và phản cộng vào nối đôi.
+ Đề xuất phương án và lựa chọn hóa chất để giải: Dùng dung dịch AgNO3/NH3 để nhận biết C2H2. Dùng nước brom để nhận biết C2H4.
Chất còn lại là etan. Cụ thể:
Như vậy trong khi giải bằng lý thuyết , HS đã được làm việc tích cực thông qua việc xây dựng cách giải , dựa vào dấu hiệu, hiện tượng phản ứng xảy ra để kết luận , thông qua đó GV rèn kỹ năng tư duy cho HS.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ HS sử dụng phương án đã đưa ra và xây dựng quy trình để tiến hành làm thí nghiệm.
xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt Axetilen
không có hiện tượng gì Etan
Etilen Axetilen
Etilen Etan
không có hiện tượng gì Etan
mất màu nước brom Etilen Etan
Etilen
89
+ Chuẩn bị hóa chất , dụng cụ cần thiết : chia nhỏ các chất cần nhận biết làm mẫu thử, đánh số thứ tự.
Thuốc thử là dung dịch AgNO3/NH3. + Tiến hành thí nghiệm.
+ Kết luận và trình bày cách giải.
Ví dụ 2: Chỉ dùng 1 thuốc thử , hãy phân biệt các chất sau : benzen, etylbenzen,
stiren. Trong bài tập này, yêu cầu đề bài đã được nâng cao hơn, thay vì việc được tự do dùng loại hóa chất và số lượng hóa chất thì đề bài giới hạn chỉ được dùng 1 loại hóa chất, do vậy HS phải suy nghĩ, phân tích đề bài linh hoạt hơn.
- Giải bằng lý thuyết:
+ Phân tích đề bài để phân loại các chất cần nhận biết: đề bài cho các chất đều chứa vòng benzen, riêng stiren chứa nối đôi trong phân tử ở ngoài vòng benzen, do vậy có thể dùng phản ứng cộng hoặc oxi hóa để phân biệt.
+ Đề xuất phương án và lựa chọn hóa chất để giải:
Dùng dung dịch KMnO4 để nhận biết C6H5C2H3 và C6H5C2H5 . Chất còn lại là C6H6.
Cụ thể:
mất màu dung dịch KMnO4 Stiren
không có hiện tượng gì Etylbenzen Benzen Stiren
Etyl benzen Benzen
KMnO4
không có hiện tượng gì Benzen mất màu dung dịch KMnO4 Etylbenzen Đun 80-1000C
Etyl benzene
90
Như vậy trong khi giải bằng lý thuyết, HS đã được làm việc tích cực thông qua việc xây dựng cách giải, dựa vào dấu hiệu, hiện tượng phản ứng xảy ra để kết luận, thông qua đó GV rèn kỹ năng tư duy cho HS.
- Tiến hành thí nghiệm:
+ HS sử dụng phương án đã đưa ra và xây dựng quy trình để tiến hành làm thí nghiệm.
+ Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ cần thiết: chia nhỏ các chất cần nhận biết làm mẫu thử, đánh số thứ tự.
Thuốc thử là dung dịch KMnO4. + Tiến hành thí nghiệm.
+ Kết luận và trình bày cách giải.
2.1.3. Tăng cường sử dụng các bài tập thực tiễn
Trong quá trình học tập , thông qua việc giải các bài tập hóa học thực tiễn thì học sinh càng hiểu bài học hơn, biết cách vận dụng kiến thức hóa học vào trong đời sống, và từ đó học sinh càng hứng thú , say mê với môn học hơn, do đó tính tích cực học tập của học sinh càng được phát huy . Khi dạy học, GV có thể dùng các bài tậ p liên quan đến thực tế như sau:
Ví dụ 1: Khi dạy bài Hóa học hữu cơ và hợp chất hữu cơ (bài 25 Hóa học 11NC),
GV có thể dùng bài tập:
Bài tập: Mật ong để lâu ngày thường có những hạt rắn xuất hiện ở đáy chai . Đó là
hiện tượng gì ? Vì sao? Làm thế nào để chứng tỏ những hạt rắn đó là hợp chất hữu cơ?
GV hướng dẫn HS cách trả lời : Đó là hiện tượng kết tinh . Mật ong là 1 dung dịch quá bão hòa . Trong quá trình bảo quản các chất hòa t an quá bão hòa như glucozo , fructozo và saccarozo tách ra dưới dạng tinh thể . Để chứng tỏ những hạt rắn là hợp chất hữu cơ ta đem những hạt rắn đó đốt , nếu cháy và hóa than thì chất đem đốt là hợp chất hữu cơ.
Ví dụ 2: Khi dạy bài Ankan (bài 34 Hóa học 11NC), GV có thể dùng bài tập sau:
Biết rằng thành phần chủ yếu của xăng dầu là các hiđrocacbon, hãy giải thích: A. Tại sao xăng dầu phải được chứa trong các bình chứa chuyên dụng và phải bảo
91
B. Vì sao các tàu chở dầu khi bị tai nạn thường gây ra thảm họa cho 1 vùng biển rất rộng?
C. Vì sao khi các chi tiết máy hoặc đồ dùng bị bẩn dầu mỡ người ta thường dùng xăng hoặc dầu hỏa để lau rửa?
D. Vì sao khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập?
Nhận xét:
A. Các hiđrocacbon rất dễ cháy nổ.
B. Các hiđrocacbon không tan trong nước, nhẹ hơn nước, thấm vào da và màng tế