6. Giả thuyết khoa học
2.2.2.5. Thiết kế một số giáo án sử dụng PPDH hợp tác theo nhóm nhỏ các bài về
bài về nguyên tố và chất.
Giáo án 2: BÀI 29: OXI – OZON
A - MỤC TIÊU
1. Về kiến thức
* Học sinh biết:
- Vị trí và cấu tạo nguyên tử oxi, cấu tạo phân tử oxi.
- Tính chất vật lí, tính chất hoá học cơ bản của oxi và ozon là tính oxi hoá, nhưng tính oxi hoá của ozon mạnh hơn oxi.
- Ứng dụng và phương pháp điều chế oxi.
- Vai trò của oxi và ozon đối với sự sống trên Trái Đất.
* Học sinh hiểu:
- Nguyên nhân tính oxi hoá mạnh của oxi và ozon. Chứng minh bằng PTPƯ cụ thể. - Nguyên tắc điều chế oxi trong phòng thí nghiệm: dung phản ứng phân hủy hợp chất giàu oxi và kém bền.
* Học sinh vận dụng:
- Dựa vào tính chất của oxi để nhận biết hỗn hợp các chất khí có chứa oxi. - Sử dụng các kiến thức lí thuyết vào một số bài tập liên quan.
2. Về kĩ năng
- Quan sát thí nghiệm, phân tích, nhận xét hiện tượng, từ đó rút ra tính chất và phương pháp điều chế.
- Viết phương trình hóa học thể hiện tính chất hoá học của oxi và một số phương trình hóa học điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.
- Giải một số bài tập có nội dung liên quan: nhận biết các khí, tính thể tích, thành phần thể tích khí …
3. Về giáo dục, tư tưởng
Hình thành và phát triển cho học sinh ý thức bảo vệ môi trường và bảo vệ tầng ozon.
B - CHUẨN BỊ
1. GV:
- Các phiếu học tập
Phiếu học tập 1: Tiến hành thí nghiệm: cho vào muỗng sắt một ít bột magie. Đốt
cháy magie trên ngọn lửa đèn cồn. Sau đó, đưa nhanh muỗng vào lọ chứa khí oxi. Quan sát và cho biết:
* Hiện tượng:………Giải thích:……….……...…… * Dấu hiệu nhận biết phản ứng hoá học xảy ra: ………... * PTPƯ :…...……….……
Phiếu học tập 2: Tiến hành thí nghiệm: cắt một mẫu kim loại Na nhỏ, dung giấy
lọc thấm khô dầu hoả. Cho mẫu Na vào muỗng sắt, đốt nóng trên ngọn lửa đèn cồn đến khi mẫu nóng chảy hoàn toàn thì cho nhanh vào bình chứa oxi. Quan sát và cho biết:
* Hiện tượng:………Giải thích:……… * Dấu hiệu nhận biết phản ứng xảy ra: ……….………… * PTPƯ : ………...……….………...
Phiếu học tập 3: Tiến hành thí nghiệm: đốt nóng đỏ mẫu than nhỏ gắn vào 1
đoạn dây sắt cuộn hình lò xo trên ngọn lửa đèn cồn. Sau đó, đưa nhanh vào bình khí oxi. Quan sát và cho biết:
* Hiện tượng:………Giải thích:……….…...……… * Dấu hiệu nhận biết phản ứng xảy ra: ……….……… * PTPƯ : ………..………... - Máy tính, máy chiếu, các phần mềm thí nghiệm.
- Dụng cụ và hóa chất phục vụ cho TN
+ Dụng cụ: ống nghiệm, bình tam giác có nút, muôi thủy tinh, kẹp gỗ… + Các bình chứa khí oxi, Na, dây sắt, bột Mg.
2. HS:
- Ôn tập các kiến thức cũ và chuẩn bị nội dung bài mới.
3. Phương pháp: sử dụng phương pháp dạy học hợp tác theo nhóm nhỏ kết hợp
với các phương pháp khác như đàm thoại gợi mở, nghiên cứu nêu vấn đề, sử dụng các phương tiện trực quan.
A- TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh A. OXI
Hoạt động 1: I. Vị trí và cấu tạo
- Yêu cầu học sinh dựa vào bảng tuần hoàn xác định vị trí của nguyên tố oxi.
- Yêu cầu học sinh viết cấu hình electron của O, biểu diễn sự phân bố electron trong các obitan, xác định số electron độc thân. - Từ đó suy ra công thức phân tử vàcông thức cấu tạo của oxi.
Hoạt động 2: II. Tính chất vật lí
- GV thu sẵn một bình đựng khí oxi và cho HS quan sát để đưa ra tính chất vật lí. Yêu cầu HS xác định tỉ khối của oxi với không khí.
- GV bổ sung các tính chất cần thiết theo SGK
III. Tính chất hóa học
Hoạt động 3
GV đặt vấn đề: Từ cấu hình electron của oxi hãy cho biết khi tham gia phản ứng hóa học, nguyên tử oxi chủ yếu nhường hay nhận electron?
GV giới thiệu thêm về độ âm điện của oxi và yêu cầu HS kết luận về độ hoạt động hóa học, tính oxi hóa, số oxi hóa trong hợp chất.
Hoạt động 4: 1. Tác dụng với kim loại
- Vị trí của nguyên tố oxi: + Số thứ tự: 8 + Chu kì: 2 + Nhóm VIA - Cấu hình electron: ⇒ CTPT: O2 ⇒ CTCT: O = O HS phát biểu:
- Oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí: O2 d KK = 32 29 >1 /
- Khí oxi ít tan trong nước, duy trì sự sống, sự cháy.
- Hóa lỏng ở - 1830C (P=1atm)
HS nhận xét: Từ cấu hình electron và độ âm điện của oxi là 3,44 chỉ kém flo suy ra:
- Oxi là nguyên tố phi kim hoạt động hóa học, dễ nhận 2electron.
8O: 1s2 2s2 2p4
- GV chia lớp thành các nhóm nhỏ (3 -5 hs), mỗi bàn học là một nhóm nhỏ.
- Phát cho mỗi nhóm 1 phiếu học tập sao cho các phiếu học tập1 hoặc 2 hoặc 3 là gần bằng nhau.
- Sau đó phát dụng cụ, hóa chất thí nghiệm cho các nhóm và yêu cầu các nhóm hoàn thành với thời gian là 3 phút. - GV quan sát các nhóm làm thí nghiệm và gọi đại diện của 3 nhóm (có thí nghiệm khác nhau) có kết quả tốt nhất lên báo cáo kết quả và viết phương trình phản ứng.
- GV thống nhất ý kiến của các nhóm và bổ sung, chỉnh sửa hợp lí.
Nhóm nào hoạt động đạt kết quả tốt GV cộng điểm vào bài kiểm tra 15 phút, đồng thời nhắc nhở các nhóm chưa hợp tác tốt.
Hoạt động 5: 2. Tác dụng với phi kim
- GV làm thí nghiệm: đốt cháy một mẫu than ngoài không khí, sau đó đưa vào bình khí oxi. Yêu cầu HS quan sát, nhận xét, viết PTHH, xác định số oxi hóa. - GV bổ sung thêm ngoài C, oxi còn có thể tác dụng với nhiều phi kim khác như: lưu huỳnh, photpho… trừ halogen.
Hoạt động 6:
3. Tác dụng với hợp chất
- GV giới thiệu thêm oxi có thể tác dụng
với nhiều hợp chất như C2H5OH, CO …
và gọi HS lên bảng viết PTHH. - GV gợi ý cho HS rút ra nhận xét
- GV bổ sung: các quá trình oxi hóa đều tỏa nhiệt, trong các hợp chất tạo thành oxi
- Tính oxi hóa mạnh.
O + 2e O2-
- Số oxi hóa trong hợp chất là -2
HS: Hình thành nhóm, làm thí nghiệm và hoàn thành phiếu học tập.
- HS có phiếu học tập1 trình bày: Hiện tượng: Mg cháy với ngọn lửa sáng chói trong lọ oxi tạo ra bột trắng của magie oxit.
0 0 t0 +2 -2
2Mg + O2→ 2MgO
- HS có phiếu học tập2 trình bày: Hiện tượng: Na cháy sáng chói trong lọ chứa oxi với ngọn lửa màu vàng.
0 0 t0 +1 -2 4Na + O2→ 2Na2O
- HS có phiếu học tâp3 trình bày Hiện tượng: Fe cháy đỏ rực trong khí oxi và có tiếng nổ lách tách làm bắn ra mọi phía những tia lửa đỏ là những hạt nhỏ oxit sắt nóng chảy. 0 0 t0 +8/3 -2
Fe + O2 → Fe3O4
- Các nhóm còn lại bổ sung và kết luận: Oxi tác dụng với hầu hết kim loại (trừ Au, Ag, Pt)
có số oxi hóa -2 (trừ hợp chất với flo và hợp chất peoxit)
Hoạt động 7: IV. Ứng dụng
- Hướng dẫn HS nghiên cứu SGK và qua thực tế rút ra một số ứng dụng của oxi trong đời sống và trong công nghiệp.
Hoạt động 8: V. Điều chế
GV: Cho HS quan sát sơ đồ điều chế oxi trong phòng thí nghiệm. Gợi ý HS trả lời các câu hỏi sau:
- Oxi được điều chế từ những chất nào? - Thu khí oxi bằng cách nào?
- Viết PTPƯ
- GV giới thiệu một số phương pháp sản xuất oxi dùng trong công nghiệp và hướng dẫn HS viết PTPƯ.
B. OZON
Hoạt động 9: I. Tính chất
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, từ đó so sánh với oxi về tính chất vật lí và tính chất hoá học.
1. Tính chất vật lí - Trạng thái
- HS nêu hiện tượng và viết PTHH: 2 2 0 CO O C + →t
Kết luận: Oxi tác dụng với nhiều phi
kim (trừ halogen). - HS viết:
-2 0 t0 +4 -2
C2H5OH + 3O2→ 2CO2 + 3H2O
Kết luận: Oxi tác dụng được với
nhiều hợp chất có tính khử.
* Ứng dụng:
- Nhu cầu thở, hô hấp trong đời sống con người và động vật.
- Sử dụng trong công nghiệp, y học, vũ trụ …
1. Trong phòng thí nghiệm
HS: quan sát và đưa ra kết luận - Oxi được điều chế bằng cách nhiệt phân những hợp chất giàu oxi và kém bền với nhiệt như KMnO4, KClO3, H2O2…
- Thu khí oxi bằng cách dời chỗ nước (oxi ít tan trong nước) hoặc dời chỗ không khí (oxi nặng hơn không khí).
t0
2KMnO4→ K2MnO4 + MnO2 + O2
t0
- Nhiệt độ hoá lỏng - Tính tan trong nước 2. Tính chất hoá học - Tính oxi hoá
GV bổ sung: Ozon là dạng thù hình của
oxi.
Hoạt động 10: II. Ozon trong tự nhiên
GV có thể cho học sinh xem hình ảnh tầng ozon trong tự nhiên qua tranh ảnh, máy chiếu.
Hoạt động 11: III. Ứng dụng
GV cho học sinh xem một số tranh ảnh về :
- Hiện tượng mù quang hoá bao phủ và giới thiệu cho học sinh biết về sự ô nhiễm của ozon do kết hợp với các hợp chất oxit nitơ tạo nên lớp mù quang hoá.
- Ứng dụng của ozon.
Hoạt động 13: Củng cố bài – bài tập về nhà.
Yêu cầu học sinh nắm vững:
- ozon và oxi đều có tính oxi hoá, nhưng tính oxi hoá của ozon mạnh hơn của oxi. - phương pháp điều chế.
Yêu cầu học sinh làm bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6.
2- Trong công nghiệp
a- Hóa lỏng không khí, chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu được oxi.
b- Điện phân dung dịch nước có chứa NaOH và H2SO4 + H2O dp H2SO4 H2 1 O2 2 HS tóm tắt: 1. Tính chất vật lí:
- Khí ozon màu xanh nhạt, mùi đặc trưng, hoá lỏng ở -1120C, tan trong nước nhiều hơn so với oxi.
2. Tính chất hoá học
Ozon có tính oxi hoá mạnh, mạnh hơn cả oxi. Nó oxi hoá được hầu hết các kim loại:
Ag + O2→ không xảy ra 2Ag + O3→ Ag2O + O2
Ozon hoá hợp được nhiều phi kim, nhiều hợp chất hữu cơ, vô cơ.
* Học sinh tóm tắt: - sự tạo thành tầng ozon
- ozon tạo ra do sự phóng điện trong khí quyển. Trên mặt đất, ozon được tạo ra do sự oxi hoá một số hợp chất hữu cơ…
* Học sinh quan sát và nghiên cứu SGK, rút ra các ứng dụng của ozon. * Học sinh lắng nghe và thực hiện.