Skkn phát triển bài học thế Điện cực và nguồn Điện hóa học (sgk hóa học 12) theo hướng vận dụng thực tiễn và Đánh giá năng lực tư duy

Việc phát triển bài học theo hướng vận dụng thực tiễn, đánh giá năng lực và tư duy cho HS giúp kết nối kiến thức lý thuyết với các lĩnh vực khác, từ đó hỗ trợ định hướng nghề nghiệp cho

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN

LĨNH VỰC: HÓA HỌC

Năm thực hiện : 2024 - 2025

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU

LĨNH VỰC: HÓA HỌC

Nhóm người thực hiện:

Lê Thị Lan - SĐT: 0866213339 Phan Thị Thiều Hoa - SĐT: 0987354559

Năm học: 2024-2025

GD & ĐT Sở giáo dục và đào tạo

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 5

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 5

3 Thời gian, phạm vi và đối tượng nghiên cứu

4 Các phương pháp nghiên cứu 6

5 Tính mới, đóng góp của đề tài 2

NỘI DUNG 9

I CƠ SỞ LÍ LUẬN 9

1 Phát triển năng lực tư duy và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn 9

1 1 Năng lực tư duy 9

1.1.1 Khái niệm và tầm quan trọng của năng lực tư duy 4

1.1.2 Các dạng năng lực tư duy 4

1.1.3 Các tiêu chí để đánh giá năng lực tư duy HS THPT 4

1.1.4 Phát triển tư duy trong dạy học 5

1.2 Vận dụng kiến thức vào thực tiễn 6

1.2.1 Thực tiễn và vấn đề thực tiễn 6

1.2.2 Kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn 6

1.2.3 Học và vận dụng kiến thức thực tiễn thực tiễn như thế nào cho có hiệu quả.6 1.2.4 Qui trình rèn luyện cho học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn 7

1.2.5 Vai trò của phát triển kỹ năng vận dụng vào thực tiễn cho HS 8

2 Vai trò quan trọng của bài học "Thế điện cực và nguồn điện hóa học" 8

II CƠ SỞ THỰC TIỄN (Thực trạng vấn đề nghiên cứu) 9

1 Thực trạng chung về dạy học hóa học định hướng cho học sinh vận dụng thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy trong các trường THPT 14

2 Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học chủ yếu trong kế hoạch bài học: Thế điện cực và nguồn điện hóa học ở các trường THPT 15 III THIẾT KẾ KHBD VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP NHẰM MỤC ĐÍCH PHÁT TRIỂN BÀI HỌC: THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC – HÓA

HỌC 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG VẬN DỤNG THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ NĂNG

LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH 14

1 Mô tả ngắn gọn kế hoạch dạy học Bài học: Thế điện cực và nguồn điện hóa học theo định hướng vận dụng thực thế và đánh giá năng lực tư duy 16

2 Định hướng cách xây dựng bài tập hóa học: thế điện cực và nguồn điện hóa học theo hướng vận dụng thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy 16

3 Thiết kế chi tiết kế hoạch dạy học bài: Thế điện cực và nguồn điện hóa học 12

IV KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 43

1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 43

2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 43

3 Khảo sát mức độ yêu thích và hiệu quả tiết dạy 44

3.1.Mức độ hứng thú của HS 44

3.2 Mức độ hiểu bài của HS 44

3.3 Kết quả học tập của học sinh 45

V KHẢO SÁT SỰ CẤP THIẾT VÀ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐƯỢC ĐỀ XUẤT 45

1 Mục đích khảo sát 45

2 Nội dung và phương pháp khảo sát 46

2.1.Nội dung khảo sát 46

2.2 Phương pháp và đối tượng khảo sát 46

3 Kết quả về sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất 47

3.1 Sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất 47

3.2 Đánh giá về sự cấp thiết của các giải pháp đề xuất 47

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

1 Kết luận 48

2 Kiến nghị 49

2.1 Đối với các cấp quản lý giáo dục 49

2.2 Đối với GV 49

2.3 Đối với HS 49

3 Hướng phát triển của đề tài 49

3.1 Mở rộng phạm vi áp dụng 49 3.2 Tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin 50

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chương trình giáo dục phổ thông (GDPT) 2018 đối với lớp 12 nói riêng và cấp trung học phổ thông (THPT) nói chung được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực, tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp người học tích lũy được kiến thức phổ thông vững chắc Từ đó, học sinh (HS) biết vận dụng để giải thích, sử dụng có hiệu quả trong đời sống và sản xuất cũng như sáng tạo ra các sản phẩm Cùng với sự ra đời của thông tư 29 ngày 30/12/2024 của Bộ Giáo dục và đào tạo quy định về dạy thêm, học thêm đòi hỏi ngành giáo dục, các nhà trường và đội ngũ cán bộ quản lý, giáo viên (GV) các trường THPT xác định rõ trách nhiệm tích cực đổi mới toàn diện giáo dục, trong đó, cơ bản nhất là thay đổi nhanh, có chất lượng về phương pháp dạy học định hướng, tổ chức cho HS chủ động thực hiện nhiệm vụ học tập Hiện nay, giáo dục đang chuyển từ dạy học truyền thụ kiến thức sang phát triển năng lực và phẩm chất HS Việc phát triển bài học theo hướng vận dụng thực tiễn, đánh giá năng lực và tư duy cho HS giúp kết nối kiến thức lý thuyết với các lĩnh vực khác, từ đó hỗ trợ định hướng nghề nghiệp cho HS đồng thời chuẩn

bị hành trang cho HS để giải quyết các vấn đề thực tế, thích ứng với cuộc sống hiện đại và phát triển bản thân một cách toàn diện

Trong bối cảnh hiện đại hóa ngày càng sâu rộng, các nguồn điện hóa học như pin và ắc quy giữ vai trò thiết yếu trong đời sống sinh hoạt và công nghiệp Sự ra đời và cải tiến không ngừng của các loại pin và ắc quy hiện đại đã tạo nên một cuộc cách mạng trong công nghệ lưu trữ năng lượng, trở thành nền tảng cho sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị điện tử, điện thoại di động, phương tiện giao thông chạy điện và nhiều hệ thống công nghệ số khác Đồng thời, việc chuyển dịch dần sang sử dụng các nguồn năng lượng này góp phần hiện thực hóa mục tiêu xây dựng một xã hội ít phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, từ đó giảm thiểu những tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu toàn cầu Tuy nhiên, khi các thiết bị điện hóa học này hết vòng đời sử dụng, việc thu gom và xử lý đúng quy trình nhằm tái chế hoặc loại bỏ an toàn vẫn chưa được quan tâm đúng mức Thực trạng này đặt ra yêu cầu cấp thiết trong giáo dục, cần định hướng cho học sinh không chỉ nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn hình thành được nhận thức và hành vi đúng đắn trong ứng dụng thực tiễn Chính

vì vậy, Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 đã đưa nội dung “Thế điện cực và nguồn điện hóa học” vào giảng dạy như một chủ đề mang tính ứng dụng cao và gắn liền với các vấn đề thực tiễn Thông qua bài học này, học sinh có cơ hội vận dụng kiến thức cơ bản trong sách giáo khoa để hiểu sâu sắc bản chất, cơ chế hoạt động của các loại pin phổ biến, từ đó phát triển tư duy sáng tạo trong việc đề xuất mô hình hoặc giải pháp mới cho các nguồn điện hóa học Đồng thời, học sinh được giáo dục

về cách sử dụng các thiết bị điện hóa học sao cho hiệu quả, an toàn và thân thiện với

môi trường Từ những lý do nêu trên, chúng tôi lựa chọn và triển khai đề tài: Phát

triển bài học “Thế điện cực và nguồn điện hóa học” theo hướng vận dụng thực tiễn, đánh giá năng lực và tư duy của học sinh

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

- Làm rõ cơ sở lý luận về một số nội dung chính liên quan đến năng lực tư duy, cách đánh giá năng lực tư duy và kiến thức thực tiễn

- Điều tra thực trạng của GV bộ môn Hóa học trong đổi mới phương pháp dạy học theo hướng vận dụng kiến thức thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy

- Xây dựng hệ thống lý thuyết và bài tập phần thế điện cực và nguồn điện hóa học đặc biệt chú trọng các bài tập phát triển năng lực, tư duy và có ứng dụng thực tiễn

- Hướng dẫn các nhóm HS hoàn thành các nhiệm vụ: (Thông qua SGK, thông tin trên mạng internet, công nghệ Al, ) và nạp sản phẩm vào padlet chung giáo viên tạo lập Hướng dẫn chấm chéo theo tiêu chí

+ Nhóm 1: Tìm hiểu vai trò của pin ( đặc biệt pin con thỏ (trên thị trường), pin nhiên liệu (oxihóa hydrogen, ethanol, methanol, ), pin kiềm, pin Lithium, Pin Nikel, Ắc qui chì

+ Nhóm 2: Lắp ráp và thiết kế pin đơn giản

+ Nhóm 3: Tìm hiểu về cơ chế và nguyên tắc hoạt động của pin và ắc qui (lấy thí dụ cụ thể, chi tiết với: pin con thỏ, pin ethanol và ắc qui chì)

+ Nhóm 4: Cách sử dụng, bảo quản và bảo dưỡng pin (cách sạc pin đúng cách, cách bảo quản pin khi không sử dụng, cách làm sạch pin , )

+ Nhóm 5: Tìm hiểu cách tái chế, khắc phục và hạn chế ô nhiễm của pin và

ắc qui đã hết hạn sử dụng

+ Nhóm 6: Sơ đồ hóa tư duy toàn bộ kiến thức bài học

- Thiết kế hoàn chỉnh KHBD chủ đề “Thế điện cực và nguồn điện hóa học” – Hóa học

12 Sách “Kết nối tri thức với cuộc sống” theo hướng vận dụng thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy và tiến hành thực nghiệm trên một số lớp

3 Thời gian, phạm vi và đối tượng nghiên cứu

- Từ tháng 8/2025 đến tháng 2 năm 2025

- Chúng tôi tiến hành khảo sát và thực nghiệm đối với giáo viên và học sinh khối

12 (học bài 15 theo chương trình kết nối tri thức) trường THPT chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và một số trường trong tỉnh

4 Các phương pháp nghiên cứu

a Các phương pháp nghiên cứu lý luận

Các phương pháp: phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, hệ thống hóa các tài liệu, văn bản, các công trình khoa học có liên quan

b Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Phương pháp điều tra

- Phương pháp xử lý số liệu

- Phương pháp quan sát

- Phương pháp thực nghiệm khoa học

- Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm

5 Tính mới, đóng góp của đề tài

a Tính mới

- Đề tài có tính mới, không trùng với các đề tài đã biết, định hướng theo mục tiêu đổi mới của chương trình giáo dục, đáp ứng nhu cầu và mục đích dạy học môn học hóa học trong thời đại mới

- Cách tiếp cận đổi mới trong giảng dạy: Không chỉ tập trung vào lý thuyết mà nhấn mạnh ứng dụng thực tiễn của thế điện cực và nguồn điện hóa học Sử dụng phương pháp học theo tình huống, thực nghiệm mô phỏng, giúp HS hiểu bản chất thay vì học thuộc lòng

- Tích hợp đánh giá năng lực tư duy: Thay vì kiểm tra theo dạng bài tập truyền thống,

đề tài phát triển các hoạt động đánh giá theo tư duy bậc cao (Bloom’s Taxonomy) Đặt ra các câu hỏi yêu cầu học sinh phân tích, so sánh, vận dụng, sáng tạo giải quyết vấn đề thực tế

- Sử dụng công nghệ và phương pháp dạy học hiện đại: Tích hợp thí nghiệm, mô phỏng, phần mềm hỗ trợ giảng dạy để minh họa thế điện cực và nguồn điện hóa học một cách sinh động Kết hợp học tập theo dự án, giúp HS tự nghiên cứu và áp dụng kiến thức vào cuộc sống

b Đóng góp của đề tài

- Nâng cao hiệu quả giảng dạy: Giúp HS dễ hiểu và nhớ lâu hơn nhờ các ví dụ thực

tế về pin điện hóa, ắc quy, pin nhiên liệu hydrogen, Giảm bớt sự phụ thuộc vào học thuộc, khuyến khích HS chủ động khám phá

- Góp phần phát triển năng lực tư duy và vận dụng thực tế: HS không chỉ hiểu

lý thuyết mà còn biết cách áp dụng kiến thức vào đời sống Khơi gợi tư duy phản biện, giúp HS đánh giá ưu, nhược điểm của các loại nguồn điện hóa học

- Hỗ trợ đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực: Phù hợp với yêu

cầu đổi mới của Chương trình GDPT 2018, hướng đến HS làm trung tâm và phát triển toàn diện kỹ năng Cung cấp tài liệu giảng dạy có thể nhân rộng trong cộng đồng giáo viên Hóa học

NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN

1 Phát triển năng lực tư duy và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn

1 1 Năng lực tư duy

1.1.1 Khái niệm và tầm quan trọng của năng lực tư duy

Năng lực tư duy là khả năng con người sử dụng các kỹ năng tư duy như phân tích, tổng hợp, đánh giá và sáng tạo để giải quyết các vấn đề và đưa ra quyết định trong cuộc sống Đây là một trong những kỹ năng quan trọng, là chìa khóa giúp con người giải quyết mọi vấn đề và đạt được sự thành công trong học tập, công việc và cuộc sống

Năng lực tư duy là khả năng tự mình suy nghĩ và giải quyết vấn đề để mang lại kết quả tốt Đối với những người sở hữu sức mạnh tư duy, người đó có tính linh hoạt cao, sức chú ý và quan sát để đưa ra quyết định đúng đắn và hiệu quả

Năng lực tư duy không được quyết định bởi điểm số Học giỏi hoặc là không học giỏi, điểm số chỉ là hệ quả của trí thông minh, không phải là sự lựa chọn của một cá nhân có năng lực tư duy

1.1.2 Các dạng năng lực tư duy

Năng lực tư duy bao gồm nhiều dạng khác nhau như:

Tư duy logic: Khả năng phân tích, đánh giá và liên kết các thông tin theo một trật tự logic

Tư duy sáng tạo: Khả năng đưa ra những ý tưởng mới, phương pháp tiếp cận

khác biệt và giải pháp sáng tạo cho các vấn đề phức tạp

Tư duy phản biện: Khả năng đánh giá các quan điểm, lập luận và thông tin

để xác định tính chính xác, hợp lý và đáng tin cậy

Tư duy hệ thống: Khả năng nhìn nhận các vấn đề trong tổng thể, hiểu được

mối quan hệ giữa các phần tử trong hệ thống và dự đoán kết quả của các hành động

Việc phát triển năng lực tư duy không chỉ giúp cá nhân hoàn thành công việc hiệu quả hơn mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự thành công và phát triển toàn diện Các loại năng lực tư duy trên đều có thể giúp các em chủ động, độc lập trong học tập và cuộc sống Đó là lý do các quốc gia phát triển như Phần Lan, Mỹ, Singapore, Canada đã tích cực thúc đẩy phát triển năng lực tư duy cho HS trong chương trình giáo dục phổ cập

1.1.3 Các tiêu chí để đánh giá năng lực tư duy học sinh THPT

Trong những năm qua, kỳ thi đánh giá tư duy của các nước phát triển trên thế

giới và ở Việt Nam được một số trường đại học tổ chức Nhiều trường đại học đã sử dụng kết quả kỳ thi này để làm phương thức tuyển sinh

Các tiêu chí để đánh giá năng lực tư duy HS THPT bao gồm:

- Khả năng phân tích và tổng hợp: HS có thể phân tích các vấn đề một cách chi tiết

và nhận diện các yếu tố quan trọng Khả năng tổng hợp thông tin từ các nguồn khác nhau, kết nối kiến thức và đưa ra những kết luận hợp lý

- Khả năng giải quyết vấn đề: HS có khả năng nhận diện và giải quyết các vấn đề, trong đó có việc đưa ra phương pháp, lý thuyết và chiến lược hợp lý để giải quyết vấn đề

- Khả năng tư duy phản biện: HS có khả năng đánh giá và phê phán các quan điểm khác nhau một cách logic và hợp lý Khả năng đặt câu hỏi và tìm kiếm các thông tin

hỗ trợ để đưa ra kết luận chặt chẽ

- Khả năng sáng tạo và đổi mới: HS có khả năng đưa ra những ý tưởng mới, cách tiếp cận sáng tạo để giải quyết vấn đề hoặc tạo ra sản phẩm học thuật, nghệ thuật Khả năng tư duy linh hoạt, không bị gò bó bởi các khuôn mẫu cũ

- Khả năng tư duy logic: HS có thể suy nghĩ một cách mạch lạc và logic, từ đó đưa

ra kết luận hợp lý Khả năng phân tích các yếu tố trong một chuỗi sự kiện hoặc lý luận theo trình tự hợp lý

- Khả năng áp dụng kiến thức vào thực tiễn: HS có khả năng vận dụng kiến thức đã học vào các tình huống thực tế Khả năng giải quyết các bài toán trong các môn học hoặc trong cuộc sống hàng ngày dựa trên những kiến thức cơ bản

- Khả năng tư duy độc lập: HS có thể làm việc độc lập, tự tìm kiếm thông tin và giải quyết vấn đề mà không cần quá nhiều sự hỗ trợ từ GV hoặc bạn bè

- Khả năng giao tiếp và thuyết trình: HS có khả năng diễn đạt ý tưởng rõ ràng và thuyết phục khi giao tiếp, có thể trình bày vấn đề và lý lẽ của mình một cách mạch lạc và logic

Các tiêu chí này có thể được đánh giá thông qua các bài kiểm tra, dự án học tập, hoặc trong quá trình thảo luận, tranh luận lớp học để đo lường sự phát triển tư

duy của HS

1.1.4 Phát triển năng lực tư duy trong dạy học

Giáo dục phổ thông đã có nhiều chuyển biến tích cực sau 10 năm đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo

Năng lực tư duy bao gồm nhiều kỹ năng như kỹ năng ra quyết định, cách đặt câu hỏi, lên kế hoạch và tổ chức thông tin…

Phát triển năng lực tư duy giúp HS chủ động và độc lập trong học tập và cuộc sống Các quốc gia phát triển như Phần Lan, Mỹ, Singapore và Canada đã áp dụng phương pháp giáo dục hiện đại này, tập trung vào kỹ năng mềm như: Xử lý tình huống, tư duy phản biện, sáng tạo…

Phát triển năng lực tư duy thể hiện sự chuyển đổi về giá trị cốt lõi của các chương trình giáo dục trước những thay đổi nhanh chóng của kỷ nguyên số 4.0 Thay

vì chỉ tập trung vào lượng kiến thức được học tại trường, các đơn vị giáo dục chú trọng về phát triển năng lực phổ thông của HS

Từ đó, xây dựng những chương trình học phù hợp, giúp HS phát triển những

kỹ năng mềm mang tính ứng dụng cao như xử lý tình huống và thử thách, tư duy phản biện, sáng tạo, làm việc nhóm

1.2 Vận dụng kiến thức vào thực tiễn

1.2.1 Thực tiễn và vấn đề thực tiễn

Chủ nghĩa Mác coi lý luận và thực tiễn là liên hệ với nhau không thể tách rời

và tác động lẫn nhau, trong sự liên hệ đó, thực tiễn có tác động quyết định Thực tiễn

là toàn bộ những hoạt động của con người để tạo ra những điều kiện cần thiết cho

xã hội Đối với chủ nghĩa Mác, thực tiễn trước hết là hoạt động vật chất, là sản xuất,

vì đời sống của xã hội, sự sống còn của con người do sản xuất quyết định

Theo từ điển Tiếng Việt, thực tiễn là những hoạt động của con người, trước hết là lao động sản xuất, nhằm tạo ra những điều kiện cần thiết cho sự tồn tại của xã hội

Vấn đề là tình huống nảy sinh mâu thuẫn giữa chủ thể có nhu cầu giải quyết tình huống đó với những tri thức, kỹ năng và phương pháp hiện có của chủ thể chưa

đủ để giải quyết

Trong quá trình dạy học, vấn đề thực tiễn có thể được biểu hiện bằng nhiều hình thức khác nhau như: tình huống thực tiễn, bài tập thực tiễn, dự án học tập giải quyết các vấn đề thực tiễn, hoạt động trải nghiệm, đề tài nghiên cứu khoa học,…

1.2.2 Kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Vận dụng kiến thức vào thực tiễn là sử dụng các kiến thức đã có áp dụng vào

thực tiễn, để giải quyết các tình huống đa dạng và phức tạp một cách có hiệu quả

Dựa vào định nghĩa trên và các tài liệu, chúng tôi định nghĩa khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn như sau: Khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn là khả năng của cá nhân có thể thực hiện thuần thục một hay một chuỗi hành động dựa trên kiến thức, kinh nghiệm đã có của bản thân hoặc tìm tòi, khám phá kiến thức mới

để giải quyết được các vấn đề thực tiễn một cách có hiệu quả

1.2.3 Học và vận dụng kiến thức thực tiễn như thế nào cho có hiệu quả

Để biến kiến thức từ sách vở thành công cụ hữu hiệu trong thực tế, không chỉ đòi hỏi sự học hỏi liên tục mà còn phải biết cách phân loại, hiểu sâu và vận dụng đúng hoàn cảnh Dưới đây là hướng dẫn chi tiết giúp HS học và ứng dụng kiến thức một cách hiệu quả

Bước 1: Phân loại kiến thức

Bước 2: Hiểu rõ vấn đề trước khi áp dụng

Bước 3: Vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Đây là giai đoạn khó nhất (khi đã hiểu rõ kiến thức) nhưng cũng là giai đoạn

có thể thấy rõ nhất kết quả của quá trình học tập Để làm điều này hiệu quả, hãy:

- Thực hiện từng bước nhỏ: Đừng áp dụng mọi kiến thức cùng một lúc Thay vào

đó, hãy chọn một vấn đề cụ thể và áp dụng một nguyên lý, mô hình đơn giản trước Sau khi thấy kết quả, bạn có thể điều chỉnh và mở rộng sang mô hình phức tạp

- Liên tục theo dõi và điều chỉnh: Khi kiến thức được đưa vào thực tế, nó có thể không mang lại hiệu quả ngay lập tức HS cần theo dõi và điều chỉnh dựa trên phản hồi từ kết quả thực tế

- Kết hợp kiến thức mới và cũ: Một khi đã thành thạo việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn, HS có thể bắt đầu thử nghiệm việc kết hợp các công cụ, nguyên lý với nhau để tìm ra cách tiếp cận tối ưu nhất cho vấn đề cụ thể

Bước 4: Rút kinh nghiệm và tiếp tục học hỏi

1.2.4 Quy trình rèn luyện cho học sinh vận dụng kiến thức vào thực tiễn

Quá trình rèn luyện cho HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn là một bước quan trọng trong việc phát triển năng lực và kỹ năng của HS, giúp các em không chỉ hiểu lý thuyết mà còn có khả năng áp dụng vào các tình huống thực tế Quá trình này có thể được chia thành các bước sau:

- Xác định mục tiêu học tập rõ ràng

- Tạo môi trường học tập thực tiễn: Cung cấp cho HS các tình huống thực tế liên

quan đến môn học để các em có thể áp dụng kiến thức đã học

- Khuyến khích HS làm việc nhóm và hợp tác: Các dự án nhóm không chỉ giúp

HS hiểu và vận dụng kiến thức mà còn giúp các em phát triển kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp, giải quyết vấn đề và tư duy phản biện

- Áp dụng phương pháp học tập chủ động và thực hành: Khuyến khích HS tự

nghiên cứu, tìm kiếm thông tin, thử nghiệm và làm các bài tập thực hành để nâng cao khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tiễn

- Đánh giá và phản hồi thường xuyên: Việc đánh giá không chỉ dựa vào các bài

kiểm tra lý thuyết mà còn bao gồm việc đánh giá qua các bài tập thực tiễn, dự án nhóm, các hoạt động ngoại khóa Giáo viên cần đưa ra phản hồi rõ ràng, cụ thể để

HS có thể cải thiện và phát triển thêm kỹ năng

- Tạo cơ hội cho học sinh tham gia các hoạt động ngoại khóa và thực hành: Các

hoạt động ngoại khóa và thực hành ngoài giờ học là cơ hội tuyệt vời để HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn, giao lưu với những người có kinh nghiệm thực tế và học hỏi

từ đó

- Khuyến khích sự sáng tạo và đổi mới : Điều này giúp HS không chỉ học hỏi kiến

thức mà còn phát triển tư duy sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tế

1.2.5 Vai trò của phát triển kỹ năng vận dụng vào thực tiễn cho HS

Vai trò của phát triển kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS rất quan trọng trong việc hình thành và phát triển năng lực thực tiễn, khả năng giải quyết vấn đề và sự tự tin trong học tập và cuộc sống Cụ thể:

- Giúp HS áp dụng lý thuyết vào các vấn đề thực tế

- Phát triển tư duy phản biện và sáng tạo

- Tăng cường kỹ năng làm việc nhóm và giao tiếp

- Chuẩn bị cho HS với nghề nghiệp và cuộc sống

- Khuyến khích HS học tập suốt đời: Khi HS nhận thấy việc vận dụng kiến thức vào thực tế mang lại kết quả rõ ràng và hữu ích, họ sẽ có động lực học hỏi và tiếp tục phát triển bản thân, thúc đẩy HS học tập suốt đời

- Cải thiện khả năng tự học và tự đánh giá

2 Vai trò quan trọng của bài học: “Thế điện cực và nguồn điện hóa học”

Xã hội phát triển, những loại máy móc và thiết bị điện ra đời đã đang có những đóng góp vô cùng lớn, tiết kiệm sức lao động của con người Trong thế giới ngày

càng hiện đại, các loại nguồn điện hóa học như pin điện và acquy là vật dụng vô

cùng cần thiết trong đời sống Pin cung cấp năng lượng cho rất nhiều các thiết bị hằng ngày xung quanh chúng ta như đồng hồ, đèn pin, điện thoại di động, laptop, máy tính bảng, hay các thiết bị điện tử có điều khiển… Pin còn được dùng rất phổ biến trong các hệ thống điện công nghiệp, điện dân dụng bởi những tính năng tiện lợi của chúng Ắc quy đóng vai trò không thể thiếu trong việc duy trì hoạt động của các thiết bị điện tử, phương tiện giao thông, và cung cấp năng lượng trong những tình huống khẩn cấp

Sự ra đời của các loại pin và ắc quy hiện đại đã tạo nên một cuộc cách mạng

trong việc lưu trữ năng lượng, tạo tiền đề cho sự phát triển công nghệ từ điện thoại

di động, xe điện, các thiết bị số,…; mở ra tiềm năng về một xã hội không dùng nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu Tuy nhiên, khi nguồn năng lượng này cạn kiệt, xử lý đúng cách để đưa tới các điểm thu gom và tái chế vẫn chưa được chú trọng Do đó, việc này cần được chính các cá nhân sử dụng đặt lên hàng đầu, đóng góp một phần để bảo vệ môi trường

Với tầm quan trọng của các loại nguồn điện hóa học, HS cần được tìm hiểu

và nghiên cứu đầy đủ hơn về thế điện cực, về cơ chế, nguyên lý hoạt động, cách sản xuất, sử dụng các loại nguồn điện hóa học sao cho hiệu quả, an toàn và hạn chế sự ô nhiễm Do có tính ứng dụng cao, GV có thể nghiên cứu và xây dựng phương pháp

và hệ thống bài tập để phát triển bài học này nhằm giúp HS phát triển năng lực vận dụng thực tiễn cũng như rèn luyện cho HS năng lực và tư duy theo mục tiêu cần đạt

của chương trình đổi mới

II CƠ SỞ THỰC TIỄN (Thực trạng vấn đề nghiên cứu)

1 Thực trạng chung về dạy học hóa học định hướng cho HS vận dụng thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy trong các trường THPT

Theo khảo sát 30 giáo viên THPT nhận thấy: thực trạng dạy học hóa học trong các trường THPT hiện nay đang đối mặt với nhiều vấn đề cần cải thiện, đặc biệt là trong việc định hướng cho HS vận dụng kiến thức vào thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy của HS Dưới đây là một số vấn đề chủ yếu trong thực trạng này:

- Lối mòn phương pháp giảng dạy truyền thống: Việc dạy học theo phương pháp

truyền thống đã ăn sâu vào trong phần lớn bộ phận giáo viên nên việc thay đổi đột phá không hề đơn giản

- Ứng dụng thực tiễn trong dạy học hóa học: HS học nhiều khái niệm hóa học nhưng

không biết cách vận dụng vào thực tiễn Các ví dụ, bài tập ứng dụng trong thực tiễn chưa được lồng ghép đầy đủ trong chương trình giảng dạy Bên cạnh đó, môn Hóa học có phần thực hành, nhưng thực tế trong các lớp học, thời gian và điều kiện thực hành còn khá hạn chế Điều này khiến HS khó có thể nắm bắt được cách thức vận dụng kiến thức vào những tình huống thực tế

- Đánh giá năng lực tư duy của HS: Đánh giá chủ yếu qua bài kiểm tra trắc nghiệm

và lý thuyết Hình thức đánh giá trong môn Hóa học chủ yếu qua các bài kiểm tra lý thuyết hoặc bài kiểm tra trắc nghiệm, ít chú trọng đến khả năng vận dụng, tư duy sáng tạo của HS Điều này khiến HS thiếu động lực để phát triển tư duy logic và kỹ năng giải quyết vấn đề Các bài tập và đề kiểm tra còn thiếu những yêu cầu đánh giá khả năng vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tiễn Điều này hạn chế sự phát triển toàn diện của HS

- Yếu tố GV và cơ sở vật chất: Một số GV chưa được đào tạo đầy đủ về phương

pháp dạy học tích cực, chưa sử dụng hiệu quả các công nghệ thông tin và phương tiện dạy học hiện đại Bên cạnh đó, cơ sở vật chất chưa đáp ứng yêu cầu (hệ thống thiết bị thí nghiệm trong nhiều trường còn thiếu thốn, không đầy đủ) Điều này ảnh hưởng đến việc tổ chức các hoạt động thực hành, thí nghiệm, khiến HS khó có cơ hội trải nghiệm thực tế

- Khả năng tự học và sáng tạo của HS: Dạy học hóa học chưa tạo được môi trường

đủ hấp dẫn để HS phát triển khả năng sáng tạo và tư duy độc lập Các bài giảng chủ yếu tập trung vào việc giảng dạy thông tin và yêu cầu HS ghi nhớ, ít khuyến khích

HS tìm tòi, nghiên cứu và giải quyết vấn đề

2 Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học chủ yếu trong kế hoạch bài học: Thế điện cực và nguồn điện hóa học ở các trường THPT

Việc sử dụng các phương pháp dạy học chủ yếu trong kế hoạch bài học về Thế điện cực và nguồn điện hóa học ở các trường THPT hiện nay có một số thực trạng

như sau:

- Phương pháp dạy học truyền thống

• Ưu điểm: Giáo viên thường sử dụng phương pháp giảng dạy truyền thống,

tức là giảng giải lý thuyết kết hợp với việc giải các bài toán cơ bản liên quan đến thế điện cực và nguồn điện hóa học Phương pháp này giúp HS nắm vững các khái niệm cơ bản

• Nhược điểm: Việc học chỉ tập trung vào lý thuyết mà thiếu sự kết nối thực tế

HS thường cảm thấy khô khan, khó tiếp thu vì thiếu các ví dụ minh họa thực

tế hoặc thiếu sự tương tác trong quá trình học

- Phương pháp thực hành, thí nghiệm

• Ưu điểm: Một số trường đã áp dụng phương pháp thí nghiệm trong dạy học

môn Hóa học, đặc biệt là các thí nghiệm liên quan đến thế điện cực và các nguồn điện hóa học (ví dụ như thí nghiệm tạo ra điện năng từ các nguồn điện hóa học) Điều này giúp HS trực tiếp quan sát và trải nghiệm, qua đó dễ dàng tiếp thu kiến thức

• Nhược điểm: Do hạn chế về thiết bị thí nghiệm và thời gian trong chương

trình học, việc thực hành thí nghiệm không phải lúc nào cũng được thực hiện đầy đủ Ngoài ra, việc tổ chức thí nghiệm yêu cầu sự chuẩn bị kỹ lưỡng và giám sát chặt chẽ của GV

- Phương pháp giảng dạy kết hợp công nghệ (sử dụng PowerPoint, video, mô phỏng)

• Ưu điểm: Sử dụng các công cụ công nghệ như PowerPoint, video hay mô

phỏng (simulations) giúp bài giảng trở nên sinh động và dễ hiểu hơn HS có thể hình dung rõ hơn về các quá trình điện hóa học, các phản ứng điện cực qua hình ảnh, mô phỏng 3D, giúp HS không chỉ hiểu mà còn cảm nhận được

sự thú vị của môn học

• Nhược điểm: Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ vào giảng dạy yêu cầu GV

phải có kỹ năng sử dụng công nghệ và trường học phải có đủ thiết bị hỗ trợ Điều này vẫn còn là một hạn chế ở một số trường THPT, đặc biệt là ở các khu vực nông thôn hoặc trường học không có đủ kinh phí

- Phương pháp học sinh chủ động (học theo nhóm, thảo luận, nghiên cứu vấn đề)

• Ưu điểm: Một số trường học đã áp dụng phương pháp HS chủ động thông

qua các bài thảo luận nhóm, nghiên cứu đề tài hoặc giải quyết các vấn đề thực tiễn liên quan đến thế điện cực và nguồn điện hóa học Phương pháp này khuyến khích HS phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy phản biện

• Nhược điểm: Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu sự chủ động cao từ phía

học sinh và GV cần phải có kỹ năng hướng dẫn, định hướng HS Nếu không,

HS có thể bị lúng túng và không đạt hiệu quả như mong muốn

- Phương pháp giao tiếp và truyền cảm hứng

• Ưu điểm: Các GV có thể tạo ra không khí học tập tích cực và truyền cảm

hứng cho HS qua các câu chuyện thú vị, ví dụ thực tế, hoặc liên hệ kiến thức với các ứng dụng trong đời sống Điều này giúp HS không chỉ nắm vững kiến thức mà còn có hứng thú với môn học

• Nhược điểm: Phương pháp này phụ thuộc vào khả năng và phong cách giảng

dạy của GV Không phải giáo viên nào cũng có thể dễ dàng tạo được không khí này, đặc biệt nếu không có đủ thời gian hoặc tài liệu hỗ trợ

III THIẾT KẾ KHBD VÀ CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP NHẰM MỤC ĐÍCH PHÁT TRIỂN BÀI HỌC: THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC (HÓA HỌC 12) THEO ĐỊNH HƯỚNG VẬN DỤNG THỰC TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HS

1 Mô tả tóm tắt KHBD bài học: Thế điện cực và nguồn điện hóa học theo định hướng vận dụng thực thế và đánh giá năng lực tư duy (Chuyển phụ lục 2)

2 Định hướng cách xây dựng bài tập hóa học: thế điện cực và nguồn điện hóa học theo hướng vận dụng thực tiễn và đánh giá năng lực tư duy

Ở mỗi tiết học, tùy thuộc và từng kiến thức trọng tâm ở mỗi phần bài học hay nhiệm vụ về nhà để xây dựng thêm các câu hỏi hay bài tập phát triển bài học theo hướng đánh giá năng lực và tư duy cho HS

a Mục tiêu: Việc xây dựng bài tập theo hướng ứng dụng thực tiễn không chỉ giúp

HS nắm chắc kiến thức, mà còn phát triển tư duy khoa học, tư duy giải quyết vấn

đề, tư duy phản biện và sáng tạo Đây là cách tiếp cận hiệu quả để HS không chỉ học

lý thuyết suông mà hiểu bản chất, từ đó có thể áp dụng vào cuộc sống và định hướng nghề nghiệp trong tương lai

b Điều kiện: Để xây dựng bài tập theo hướng vận dụng thực tiễn và đánh giá năng

lực tư duy, cần đảm bảo các yếu tố:

Liên hệ thực tế: Gắn bài tập với các ứng dụng trong đời sống và công nghệ Tích hợp đa môn: Kết hợp kiến thức hóa học, vật lý và kỹ thuật để giải quyết vấn đề

Phát triển năng lực tư duy bậc cao: Yêu cầu HS phân tích, đánh giá và đề xuất giải pháp thay vì chỉ tính toán đơn thuần

Khuyến khích sáng tạo: Đề xuất cách tối ưu hóa các vấn đề trong thực tế

c Các bước xây dựng bài tập thực tiễn để đánh giá năng lực tư duy cho HS (chi tiết ở phần phụ lục 2)

BƯỚC 1: Xác định mục tiêu đánh giá

BƯỚC 2: Thiết kế tình huống hoặc bài tập thực tiễn

BƯỚC 3: Xây dựng tiêu chí đánh giá

BƯỚC 4: Thử nghiệm và điều chỉnh

BƯỚC 5: Triển khai và đánh giá kết quả

d Định hướng cách xây dựng bài tập cho bài học:”Thế điện cực và nguồn điện hóa học” (chi tiết ở phần phụ lục 2)

(2) Cấu trúc bài tập theo mức độ tư duy

- Cấp độ 1 - Nhận biết và hiểu: Câu hỏi lý thuyết

- Cấp độ 2 - Ứng dụng và giải quyết vấn đề

- Cấp độ 3 - Phân tích và đánh giá

- Cấp độ 4 - Sáng tạo và đề xuất giải pháp

3 Thiết kế chi tiết kế hoạch dạy học bài: Thế điện cực và nguồn điện hóa học

KẾ HOẠCH BÀI DẠY: THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC

I – Mục tiêu

1 Kiến thức

- Mô tả được cặp oxi hóa – khử của kim loại

- Nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn

- Sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để: so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa - khử; dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa - khử; tính được sức điện động chuẩn của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa - khử

- Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, ưu nhược điểm chính của một số loại pin khác như acquy; pin nhiên liệu; pin Mặt Trời;

2 Năng lực

2.1 Năng lực chung

a) Năng lực tự chủ và tự học: Kĩ năng tìm kiếm thông tin trong SGK, các

nguồn thông tin đáng tin cậy khác để tìm hiểu các nội dung về thế điện cực và nguồn điện hóa học

b) Năng lực giao tiếp và hợp tác: phối hợp với các thành viên trong nhóm,

trong lớp trong các hoạt động chung (hoạt động nhóm) để tìm hiểu các nội dung của bài học

c) Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Giải thích được khả năng phản ứng

giữa các cặp oxi hóa – khử, sự xuất hiện dòng điện trong pin điện hóa

2.2 Năng lực hóa học

a) Nhận thức hóa học:

- Mô tả được cặp oxi hóa – khử của kim loại

- Nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn

- Sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để: so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa - khử; dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa - khử; tính được sức điện động của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa - khử

- Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, ưu nhược điểm chính của một số loại pin khác như acquy; pin nhiên liệu; pin Mặt Trời;

b) Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học được thực hiện thông qua các hoạt động: thảo luận, quan sát thí nghiệm để mô tả được cặp oxi hóa - khử, điện cực; cách

tìm ra thế điện cực chuẩn, khái niệm và ý nghĩa của thế điện cực chuẩn; cấu tạo, nguyên lí hoạt động của pin điện hóa

c) Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải thích được: nguyên lí hoạt động

của một số loại pin thường gặp, chế tạo được pin đơn giản và đo được sức điện động của pin đó

- Trung thực với các kết quả mình làm được trong các hoạt động học tập

- Sẵn sàng học hỏi, tiếp thu các ý kiến đóng góp cho bản thân và luôn sẵn lòng giúp

- Khơi dậy ý thức tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, năng lượng thay thế, tái tạo,…

II – Thiết bị dạy học và học liệu

1 Giáo viên

- Hệ thống phiếu học tập (số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)

- Hệ thống câu hỏi luyện tập và vận dụng

- Dụng cụ thí nghiệm: ống nghiệm, giá ống nghiệm, kẹp gỗ, volt kế, dây dẫn, cốc thủy tinh, ống thủy tinh chữ U; Kẹp cá sấu

- Hóa chất: thanh Zn, thanh Cu, dung dịch CuSO4, dung dịch ZnSO4; quả chanh, khoai tây, cà chua, lọ nước muối

- Thiết bị số và phần mềm được sử dụng trong bài học: Máy tính/điện thoại có kết

nối internet; phần mềm Powerpoint; Word; Producshow/Camtasia, phần mềm

Crocodile Chemistry, Phim mô phỏng, các trang Web google.com, youtube.com

- Link video để học sinh tham khảo:

Pin điện hóa: https://www.youtube.com/watch?v=wlIM-0DVIno

Pin chanh: https://www.youtube.com/watch?v=ea06kgOiK7o

Pin mặt trời: https://www.youtube.com/watch?v=rQKwUg24k1Q

Pin hydrogen: https://www.facebook.com/watch/?v=716621731873710

2 Học sinh

- Quả chanh, khoai tây, cà chua, lọ nước muối

- Giấy A0; bảng

- Máy tính, soạn thảo nội dung báo cáo

TIẾT 1: KHÁI NIỆM CẶP OXI HÓA KHỬ THẾ ĐIỆN CỰC VÀ THẾ

ĐIỆN CỰC CHUẨN HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG (Nội dung câu hỏi và từ khóa phần khởi động tiết 1 - chuyển sang phụ lục 3 (KĐ 1)

1 Mục tiêu:

- Huy động được vốn hiểu biết, kĩ năng có sẵn của HS (về chất oxi hoá, chất khử, quá trình oxi hoá, quá trình khử, pin) để chuẩn bị cho học bài mới; HS cảm thấy vấn đề sắp học rất gần gũi với mình

- Kích thích sự tò mò, khơi dậy hứng thú của HS về chủ đề sẽ học; tạo không khí lớp học sôi nổi, chờ đợi, thích thú

- HS trải nghiệm qua tình huống có vấn đề, trong đó chứa đựng những nội dung kiến thức, những kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực mới

2 Nội dung: Trò chơi Mảnh ghép:

Luật chơi: HS sẽ lựa chọn 1 trong 5 mảnh ghép và trả lời câu hỏi ứng với mảnh ghép đó Mỗi mảnh ghép là một bức ảnh liên quan đến chủ đề của bài Sau khi trả lời xong 5 mảnh ghép, HS sẽ trả lời câu hỏi tìm ra từ khóa bài học mà GV muốn

4 Tổ chức thực hiện:

- GV: Tổ chức cho HS tham gia trò chơi Mảnh ghép;

- HS: dựa vào các câu hỏi gợi ý để mở các mảnh ghép hình ảnh tương ứng

Mảnh ghép 1:pin con thỏ

Mảnh ghép 5: pin hydrogen

Mảnh ghép 2: Ắc qui

- Sau khi HS đã mở được bức tranh các mảnh ghép, học sinh sẽ trả lời câu hỏi để

mở ra từ khóa Đối với nội dung này HS có thể trả lời được hoặc không GV căn cứ vào câu trả lời của HS để dẫn dắt vào bài

HOẠT ĐỘNG 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 2.1: Tìm hiểu về cặp oxi hóa – khử

1 Mục tiêu

- Dựa trên kiến thức sẵn có, viết được quá trình oxi hoá, quá trình khử và xác định được dạng oxi hoá, dạng khử

- Viết được cặp oxi hoá - khử và đưa ra khái niệm tương ứng

- Từ kí hiệu cặp oxi hoá - khử viết được mối liên hệ giữa dạng oxi hoá, dạng khử

- Thả một thanh zinc vào ống nghiệm trên;

Hãy cho biết hiện tượng xảy ra và thực hiện các

yêu cầu:

1) Viết phương trình hóa học dạng ion rút gọn

của phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trong thí

nghiệm? (Yêu cầu: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu)

2) Viết các quá trình oxi hóa nguyên tử Zn và quá trình khử ion Cu2+ xảy ra trong thí nghiệm trên, chỉ rõ dạng oxi hóa và dạng khử trong mỗi quá trình?

3) Biểu diễn dạng oxi hóa và dạng khử của mỗi nguyên tố trên theo mẫu sau: dạng oxi hóa/dạng khử?

Nhiệm vụ 2: Hoàn thành bảng sau:

Na+ + e ⇌ Na

Trước khi nhúng Sau khi nhúng

Hình ảnh TN: Zn nhúng vào dd CuSO 4

Nhiệm vụ 3: Từ kết quả của nhiệm vụ 1 và 2, em hãy cho biết thế nào là cặp oxi

hóa - khử của kim loại, đưa ra cách biểu diễn tổng quát và biểu diễn mối quan hệ giữa chúng?

Chúng có mối quan hệ: Mn+ + n(e) ⇌M

4 Tổ chức thực hiện

Giao nhiệm vụ học tập và thực hiện:

GV phát PHT số 1 cho HS, yêu cầu HS hoạt động cặp đôi để hoàn thành nội dung của PHT số 1

GV: quan sát, hỗ trợ HS (nếu cần)

Báo cáo, thảo luận:

GV: mời đại diện của 1 cặp đôi trình bày, các HS khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung bài của bạn

HS: Đại diện 1 cặp đôi trình bày, các HS khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung

GV kết luận mở rộng: chú ý các cặp oxi hóa – khử khác:

+ Của kim loại, thí dụ: Fe3+/Fe2+, [Ag(NH3)2]+/Ag, AgCl/Ag, MnO4/Mn2+,

+ Của phi kim, thí dụ: 2H+/H2, Cl2/2Cl-,

Hoạt động 2.2: Tìm hiểu về điện cực và thế điện cực chuẩn

1 Mục tiêu:

- Tìm hiểu về khái niệm điện cực và thế điện cực chuẩn

- Nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn

2 Nội dung GV phát PHT số 2

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2 TÌM HIỂU VỀ ĐIỆN CỰC VÀ THẾ ĐIỆN CỰC

CHUẨN Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu các

thông tin trong SGK (trang 68,

69) và quan sát hình dưới đây

(mô tả cách thiết lập điện cực

của một cặp oxi hóa – khử):

Hình 15.3.Sơ đồ điện cực: a) điện cực zinc (kẽm); b) điện cực copper (đồng)

Em hãy trả lời các câu hỏi sau:

1) Cách thiết lập điện cực của cặp oxi hóa khử Zn2+/Zn và Cu2+/Cu, từ đó đưa ra cách thiết lập điện cực cho cặp oxi hóa khử bất kì (Mn+/M)?

2) Cho biết tại ranh giới giữa kim loại và dung dịch chất điện li của mỗi điện cực tồn tại cân bằng nào? Viết cân bằng đó với các điện cực ở hình 15.3 và với điện cực của cặp oxi hóa – khử tổng quát ?

3) Biết điện cực hình 1 và điện cực hình 4 nếu đặt ở 250C (298K) là điện cực chuẩn? Hãy cho biết sự hình thành điện cực chuẩn ở điều kiện nào? Ghi rõ điều kiện điện cực chuẩn của điện cực Cu và điện cực hydrogen

Nhiệm vụ 2:

Cho thông tin sau: Khi cân bằng Mn+ +ne ⇌ M được thiết

lập thì tại ranh giới giữa kim loại và dung dịch điện li xuất

hiện hai lớp điện tích trái dấu rất gần nhau – lớp điện kép

(hình 15.5)

Sự xuất hiện lớp điện kép tạo ra sự chênh lệch điện thế và

điện thế chênh lệch này được gọi là thế điện cực của điện cực

2) Hãy cho biết cách xác định thế điện cực chuẩn của một cặp oxi hóa khử?

3) Thế điện cực chuẩn càng lớn thì tính oxi hóa của dạng oxi hóa và tính khử của dạng khử càng mạnh hay càng yếu?

3 Sản phẩm dự kiến

Nhiệm vụ 1:

1) - Điện cực kẽm: thanh Zn nhúng trong dd muối Zn2+

- Điện cực đồng: thanh Cu nhúng trong dd muối Cu2+

⇒ Điện cực bất kì: thanh kim loại M nhúng trong dd muối Mn+

2) Tại ranh giới giữa kim loại và dung dịch chất điện li của mỗi điện cực tồn tại

cân bằng: Mn+ + ne ⇌ M VD: Zn2++2e ⇌ Zn; Cu2++2e ⇌ Cu

CuSO 4 0,2

M

3) Điều kiện hình thành điện cực ở điều kiện chuẩn: C M n+ = 1M, to=25oC (298 K) Đối cặp oxi hóa- khử có dạng khí, ngoài đk trên ( áp suất riêng p = 1bar)

- Điện cực đồng ở điều kiện chuẩn: 2+

E ; - Đơn vị: volt (V);

2) Thực nghiệm không đo được giá trị tuyệt đối của 0

/ khu oxihoa

E , nhưng đo được sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực ở điều kiện chuẩn

- Do vậy, bằng cách quy ước: 2H+ + 2e ⇌ H2; +

2

o 2H /H

E =0 ( )V

- Từ đó, 0

/ khu oxihoa

E của một điện cực khác được xác định bằng thực nghiệm trên cơ

sở đo sự chênh lệch điện thế giữa điện cực đó với điện cực hydrogen chuẩn

GV phát PHT số 2 cho HS, yêu cầu HS chuẩn bị trước ở nhà, sau đó lên lớp

sẽ hoạt động nhóm hoàn thành các nhiệm vụ trong PHT số 2 thành sản phẩm chung của nhóm Sau đó mỗi nhóm sẽ chịu trách nhiệm trình bày 01 nội dung nhỏ trước cả lớp theo phân công

Thực hiện nhiệm vụ:

HS hoạt động cá nhân chuẩn bị trước nội dung của PHT số 2 trước ở nhà, sau đó hoạt động nhóm trên lớp thực hiện các yêu cầu GV đưa ra

GV quan sát, hỗ trợ HS trong quá trình HS thực hiện nhiệm vụ

Báo cáo, thảo luận:

GV mời lần lượt từng nhóm trình bày nội dung được phân công, các nhóm khác lắng nghe, nhận xét, bổ sung

HS: từng nhóm trình bày nội dung được phân công, các nhóm khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung

Kết luận, nhận định:

GV sau mỗi nhiệm vụ được HS báo cáo, thảo luận sẽ đưa ra nhận xét, bổ sung (nếu cần) và chốt lại các kiến thức có liên quan

HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP

(Câu hỏi TNKQ tiết 1 - chuyển phụ lục 4 ( LT 1)

1 Mục tiêu: Củng cố và hệ thống hóa kiến thức về cặp oxi hóa - khử và thế

điện cực Phân tích phản ứng oxi hóa - khử, nhận diện chất khử và chất oxi hóa, điện cực chuẩn, điều kiện chuẩn

2 Nội dung: HS trả lời 5 câu hỏi TNKQ

3 Sản phẩm: Lựa chọn đúng phương án trả lời: 1B; 2C; 3A; 4A; 5D hoặc xem

phụ lục 4 (LT 1)

4 Tổ chức thực hiện: GV chiếu lên màn hình và cho cả lớp cùng theo dõi, xung

phong trả lời, lấy điểm người xung phong nhanh nhất và trả lời đúng cho mỗi

câu hỏi

TIẾT 2: Ý NGHĨA CỦA THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN LUYỆN TẬP

HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG

(Bộ câu hỏi khởi động tiết 2 - chuyển vào phụ lục 3 (KĐ2)

1 Mục tiêu: Kiểm tra mức độ nắm vững kiến thức học sinh đã học ở tiết trước

2 Nội dung và sản phẩm: Bộ câu hỏi khởi động kiểm tra bài cũ vầ đáp án (xem phụ lục 3: KĐ 2)

3 Tổ chức thực hiện: Chúng tôi sử dụng phần mềm Quizizz hoặc cho tham

gia trò chơi trả lời nhanh để kiểm tra một số kiến thức bài trước

HOẠT ĐỘNG 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

1 Mục tiêu:

a Mục tiêu về kiến thức

• Hiểu rõ ý nghĩa của thế điện cực chuẩn:

- Mối quan hệ giữa giá trị thế điện cực chuẩn và tính oxi hóa - khử của các chất

- Hiểu được thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử của dạng khử, khả năng oxi hóa của dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn.

• Nắm vững cách sử dụng thế điện cực chuẩn để:

- Dự đoán chiều hướng của phản ứng oxi hóa - khử

- So sánh tính oxi hóa , tính khử của 2 dạng oxi hóa và khử của các cặp oxi hóa -

khử

b Mục tiêu về năng lực

• Năng lực tư duy và lập luận hóa học:

- Phân tích số liệu thế điện cực chuẩn để xác định chiều phản ứng

- Giải thích được quy luật về tính oxi hóa - khử dựa trên thế điện cực chuẩn

• Năng lực giải quyết vấn đề:

- Vận dụng thế điện cực chuẩn để giải các bài toán phản ứng oxi hóa - khử

- Xác định điện cực của pin điện hóa và tính toán suất điện động của pin

• Năng lực tính toán:

- Áp dụng công thức tính suất điện động chuẩn của pin

- So sánh giá trị thế điện cực để đánh giá mức độ oxi hóa - khử của chất

2 Nội dung: học sinh hoàn thành phiếu học tập số 3

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3: Ý NGHĨA CỦA THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN Nhiệm vụ 1:

1) Dựa vào bảng 15.1 (SGK-Tr.70) em hãy cho biết mối quan hệ giữa giá trị thế điện cực chuẩn với độ mạnh/yếu tính khử của dạng khử, tính oxi hóa của dạng oxi hóa?

- Từ đó ta có thể dựa vào thế điện cực chuẩn để so sánh tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa - khử hay không? Giải thích và lấy ví dụ minh họa?

- Sắp xếp các cặp oxi hóa - khử sau theo chiều giảm dần tính khử của dạng khử:

Na+/Na, Mg2+/Mg, Zn2+/Zn, Al3+/Al, Fe2+/Fe, Ag+/Ag, 2H+/H2, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+ 2) Trên cơ sở so sánh giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa - khử Mn+/M, người ta sắp xếp thành dãy điện hóa, hãy cho biết nguyên tắc sắp xếp các cặp oxi hóa - khử trong dãy điện hóa và cho biết ý nghĩa của dãy điện hóa?

Nhiệm vụ 2: Nghiên cứu về chiều phản ứng giữa các cặp oxi hóa – khử

Xét hai phản ứng oxi hóa - khử sau:

Zn + Cu2+ ⎯⎯ → Zn2+ + Cu(1) Cu + 2Ag+ ⎯⎯ →Cu2+ + 2Ag (2)

1) Dựa vào Bảng 15.1, so sánh thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử Zn2+/Zn với Cu2+/Cu; Cu2+/Cu với Ag+/Ag

2) Chỉ ra chất khử mạnh hơn và chất oxi hóa mạnh hơn trong mỗi phản ứng

3) Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn, rút ra nhận xét chung về chiều phản ứng giữa các cặp oxi hóa - khử ở trên và viết sơ đồ tổng quát

4) Dựa vào giá trị thế điện cực chuẩn ở Bảng 15.1 (SGK-Tr.70), viết PTHH (dạng ion thu gọn) của phản ứng xảy ra (nếu có) trong các thí nghiệm sau:

(a) Thả một dây đồng (copper) vào cốc đựng dung dịch FeCl3

(b) Nhỏ dung dịch AgNO3 vào dung dịch Fe(NO3)2

(c) Cho hỗn hợp gồm Mg và Fe vào dung dịch HCl (viết đúng thứ tự xảy ra của các phản ứng nếu có)

(d) Thả một thanh nhôm (aluminium) vào cốc đựng dung dịch MgCl2

số 3, sau đó thảo luận cặp đôi

trên lớp thực hiện các yêu cầu

GV sau mỗi nhiệm vụ được HS

báo cáo, thảo luận sẽ đưa ra

Giá trị E⁰ Tính oxi hóa của

dạng oxi hóa (Ox)

Tính khử của dạng khử (Red)

Càng lớn (dương hơn)

Càng mạnh – dễ nhận e⁻ để bị khử

Càng yếu – khó nhường e⁻ để bị oxi hóa

Càng nhỏ (âm hơn)

Càng yếu – khó nhận e⁻

Càng mạnh – dễ nhường e⁻

=> Có thể dựa vào thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử để so sánh độ mạnh/yếu tính khử của dạng khử, tính oxi hóa của dạng oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử

Zn /Zn Cu /Cu

Tính khử của Zn > Cu; tính oxi hóa của Zn2+< Cu2+

- Các cặp oxi hóa – khử theo chiều giảm dần tính khử của dạng khử: Na+/Na, Mg2+/Mg, Al3+/Al, Zn2+/Zn,

Fe2+/Fe, 2H+/H2, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+, Ag+/Ag

2) Nguyên tắc sắp xếp các cặp oxi hóa – khử trong dãy điện hóa: theo chiều mạnh dần tính oxi hóa của dạng oxi hóa, yếu dần tính khử của dạng khử (từ trái

- Vận dụng quy tắc α để xác

định khả năng phản ứng của

hai cặp oxi hóa – khử;

- Thứ tự xảy ra phản ứng giữa

các cặp oxi hóa – khử: khoảng

cách giữa các cặp oxi hóa –

khử càng xa càng được ưu tiên

- Trong phản ứng (2): chất khử mạnh hơn: Cu; chất oxi hóa mạnh hơn: Ag+;

3) Chiều phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử:

Quy tắc α:

C.oxi hóa mạnh + C.khử mạnh → C.khử yếu + C hóa yếu hơn

4) (a) Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+; (b) Ag+ + Fe2+ → Ag + Fe3+; (c) Mg + 2H+ → Mg2+ + H2; Fe + 2H+ → Fe2+ + H2; (d) Không phản ứng;

HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP

1 Mục tiêu: Củng cố, khắc sâu kiến thức đã học trong bài bằng bộ câu hỏi nhằm

so sánh thế điện cực chuẩn trên mối quan hệ tính khử với kim loại; thứ tự cặp oxi hóa khử; tính oxi hóa và tính khử của các chất

2 Nội dung và sản phẩm: Bộ câu hỏi trắc nghiệm khách quan, câu hỏi đúng sai và trả lời ngắn - chuyển phụ lục 4 (PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4)

3 Tổ chức thực hiện:

- GV tổ chức trò chơi qua phần mềm Quizizz dựa trên các câu hỏi trắc nghiệm trong phiếu học tập số 4

- HS vào theo đường link GV gửi để vào tham gia trả lời câu hỏi trắc nghiệm

Thiết bị số/phần mềm được sử dụng: Điện thoại thông minh hoặc máy tính xách

tay sử dụng mạng wifi

HOẠT ĐỘNG 4: VẬN DỤNG PHÁT TRIỂN BÀI HỌC

1 Mục tiêu: Phát triển năng lực tư duy logic, năng lực phản biện, năng lực thực

nghiệm và năng lực giải quyết vấn đề trong từng tình huống cụ thể

2 Nội dung:

Bài 1: Nhận diện kim loại bí ẩn: Một thanh kim loại X được nhúng vào dung dịch

CuSO4, sau một thời gian, người ta thấy kim loại X bị hòa tan một phần và có lớp đồng (Cu) bám lên bề mặt Biết: ECu2+ /Cu

0 = +0,34V; EX0n+ /X có thể là một trong các

giá trị: -0,76V (nếu X là Zn), -0,44V(nếu X là Fe)

a) Kim loại X có thể là chất nào? Giải thích

b) Viết phương trình hóa học xảy ra

Mục tiêu phát triển năng lực từ bài 1 là:

• Năng lực tư duy logic: So sánh thế chuẩn điện cực của các loại kim để đưa ra kết luận

• Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất phương pháp nhận dạng kim loại dựa trên phản ứng thực tiễn

• Năng lực thực hành và quan sát : Tìm hiểu hiện tượng thực tế trong phòng thí nghiệm và ứng dụng vào đời sống

Bài 2: Ứng dụng dãy điện hóa trong kiểm tra độ tinh khiết kim loại

Một người thợ kim hoàn nghi ngờ rằng thanh bạc (Silver) mà anh ta mua có thể chứa một số tạp chất đồng (Cu) Để kiểm tra, anh ta nhúng thanh bạc vào dung dịch chứa ion Ag+ và quan sát

a) Nếu thanh bạc là bạc tinh khiết, phản ứng có xảy ra không?

b) Nếu thanh bạc chứa tạp chất Cu, điều gì có thể xảy ra?

c) Đề xuất một cách kiểm tra khác để xác định tạp chất đồng trong bạc

Mục tiêu phát triển năng lực từ bài tập 2 là:

• Năng lực tư duy phản biện : Đánh giá độ tinh khiết của bạc dựa trên phản

ứng điện hóa

• Năng lực giải quyết vấn đề : Đề xuất các phương pháp kiểm tra tạp chất

trong bạc

• Năng lực thực nghiệm : Tìm hiểu và ứng dụng các thí nghiệm hóa học để

phân biệt kim loại tinh khiết và hợp kim

Ứng dụng thực tế bài tập 2: Kiểm tra chất lượng kim loại quý trong ngành trang

sức và hoạt động kinh doanh Phát hiện tạp chất trong kim loại để tránh gian lận thương mại

Bài 3: Áp dụng thế điện cực điều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện

Một công ty khai thác khoáng sản muốn tách vàng từ quặng chứa vàng bằng phương pháp xianide hóa Quặng vàng được nghiền nhỏ và xử lý bằng dung dịch NaCN trong môi trường có oxygen để hòa tan vàng Sau đó, công ty sử dụng bột kẽm (Zn)

để thu hồi vàng từ dung dịch

1 Viết phương trình phản ứng hòa tan vàng bằng NaCN có mặt O2

2 Viết phương trình phản ứng khi sử dụng bột kẽm để thu hồi vàng từ dung dịch

chứa ion [Au(CN)2]−

3 Có thể dùng đồng (Cu) để thu hồi vàng hay không? Giải thích

Cho E[Au(CN)0 2/Au = +0,60V; E[Zn(CN)0 4/Zn = −1,0V; E[Cu(CN)0 4/Cu = 0,05V; ECu2+ /Cu

+0,34V; EZn2+ /Zn

0 = -0,76V; EAu3+ /Au

0 = +1,498V

Mục tiêu phát triển năng lực từ bài tập 3 là

- Năng lực tư duy phản biện : So sánh khả năng khử của Zn và Cu đối với ion vàng

- Năng lực giải quyết vấn đề : Đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp xianide hóa so với các phương pháp khác

- Năng lực ứng dụng thực tiễn : Tìm hiểu quy trình công nghiệp phân tách

Ứng dụng thực tế bài tập 3: Ứng dụng trong ngành khai thác vàng, giúp tối ưu hóa

quy trình thu hồi vàng bằng phương pháp cianide hóa Phát triển phương pháp thủy luyện kim loại, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường

4 Sản phẩm: Gợi ý trả lời các bài tập vận dụng tiết 2- trích phụ lục 5 (VD 2)

4 Tổ chức thực hiện: GV cung cấp các bài tập và cho HS thảo luận để trả lời Giáo viên tổng kết và rút ra kết luận

TIẾT 3: PIN ĐIỆN HÓA- NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

CỦA NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC HOẠT ĐỘNG 1: MỞ ĐẦU

1 Mục tiêu

Giáo viên tổ chức trò chơi "Điện cực đấu trí" nhằm tạo không khí sôi nổi, hứng

thú cho HS trước khi bước vào bài học mới Đồng thời, thông qua trò chơi, giáo

viên có thể kiểm tra kiến thức nền tảng của HS về ý nghĩa của thế điện cực chuẩn Phát triển tư duy nhanh nhạy, khả năng làm việc nhóm và tinh thần cạnh tranh lành mạnh

2 Nội dung

Thể lệ trò chơi và câu hỏi khởi động tiết 3 - chuyển phụ lục 3 (KĐ 3)

Vòng 1: Ai mạnh hơn (So sánh tính khử của kim loại và tính oxi hóa của ion kim

loại)

Vòng 2 Đúng hay Sai (Thứ tự dãy điện hóa)

Vòng 3: Ai nhanh hơn (phân tích suy luận nhanh để lựa chọn)

• Trình bày được nguyên tắc hoạt động của nguồn điện hóa học

• Mô tả cấu tạo và hoạt động của pin Gavalni (Zn-Cu) như một ví dụ điển hình

• Biết cách xác định cực dương, cực âm, phản ứng xảy ra ở mỗi điện cực và chiều dịch chuyển electron trong pin điện hóa

b Năng lực

• Phân tích và giải thích được hoạt động của pin điện hóa dựa trên các phản ứng oxi hóa - khử

• Xác định được chất bị oxi hóa, chất bị khử trong phản ứng xảy ra trong pin

• Vận dụng kiến thức để dự đoán hiệu điện thế của một số cặp điện cực dựa

vào thế điện cực chuẩn (E⁰)

2 Nội dung

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 - TÌM HIỂU VỀ PIN ĐIỆN HÓA

(Chuyển phụ lục 4)

3 Tổ chức thực hiện 4 Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập:

GV phát PHT số 5 cho HS

chuẩn bị trước ở nhà, trên lớp

GV yêu cầu HS tiếp tục hoạt

Báo cáo, thảo luận:

GV mời đại diện 2 nhóm trình

bày (1 nhóm trình bày nhiệm

và chốt các kiến thức liên quan

đến pin điện hóa

- Các quá trình xảy ra:

+ Quá trình oxi hóa: Zn ⇌ Zn2+ + 2e;

Nhiệm vụ 2: 1) Điện cực kẽm gồm một thanh Zn

nhúng vào dung dịch ZnSO4 1 M, điện cực đồng gồm một thanh Cu nhúng vào dung dịch CuSO4 1

M

2) Số chỉ của vôn kế là 1,102 V, đúng bằng hiệu giá trị thế điện cực chuẩn giữa điện cực đồng (+0,340 V) và điện cực kẽm (-0,762 V) +0,340 V -(-0,762 V) = 1,102 V

3) Sức điện động của pin được xác định từ thế điện cực chuẩn theo công thức:

Eo pin = Eo cathode − Eo anode4) Điện cực kẽm (cực âm) xảy ra quá trình oxi hoá:

Zn ⇌ Zn2+ + 2e

- Điện cực đồng (cực dương) xảy ra quá trình khử:

6) Cầu muối cho phép các ion di chuyển qua, vừa đóng kín mạch điện, vừa có vai trò trung hoà điện trong dung dịch chất điện li: cực âm Zn cho e tạo ra

Zn2+ nên điện tích dương nhiều hơn do đó ion âm phải đi từ cầu muối ra để trung hòa, còn cực dương ion Cu2+ nhận e nên lượng ion dương giảm do đó ion dương phải từ cầu muối đi ra để trung hòa

HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP (nội dung câu hỏi luyện tập tiết 3 - chuyển phụ lục 4 ( LT 3))

1 Mục tiêu

• Hiểu nguyên lý hoạt động của pin điện hóa Zn – Cu:

- Xác định phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong pin Galvani

- Biết cách xác định chất oxi hóa, chất khử trong quá trình phản ứng

• Phân tích dòng electron và vai trò của các thành phần trong pin:

- Hiểu sự di chuyển của electron từ cực âm (Zn) sang cực dương (Cu)

- Nhận diện vai trò của cầu muối trong việc duy trì tính trung hòa điện tích

• Dự đoán sự thay đổi trong dung dịch và điện cực:

- Nhận biết hiện tượng thay đổi khối lượng điện cực trong quá trình hoạt động của pinvà hiểu sự thay đổi nồng độ ion trong dung dịch điện ly

• Ứng dụng kiến thức vào thực tế:

Giải thích nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa trong đời sống (pin kẽm – đồng) Vận dụng hiểu biết về thế điện cực để đánh giá tính chất của các kim loại trong thực tiễn

2 Nội dung

Thiết kế một số bài tập trắc nghiệm khách quan và một số bài tập đúng sai có

phân chia mức độ để thực hiện mục tiêu

3 Sản phẩm (xem phụ lục 4 (LT3))

4 Tổ chức thực hiện: GV tổ chức cho HS tham gia trò chơi Rung chuông vàng để

tiến hành làm một số bài tập trọng tâm theo các hình thức trắc nghiệm khách quan,

câu hỏi đúng sai

HOẠT ĐỘNG 4: VẬN DỤNG PHÁT TRIỂN BÀI HỌC

1 Mục tiêu: GV sử dụng các bài tập có tình huống thực tiễn có ý nghĩa để đào sâu

và mở rộng kiến thức nhằm phát triển năng lực tư duy

2 Nội dung:

Bài 1: (vận dụng) Tính toán năng lượng và điện lượng trong pin Galvani ở điều kiện chuẩn

Một pin Galvani được thiết lập ở điều kiện

chuẩn theo sơ đồ như hình sau:

- Điện lượng mà pin đã cung cấp: q = ne.F

- Điện năng cực đại (công cực đại) mà pin

đã cung cấp cho bóng đèn ở điều kiện chuẩn:

Amax pin cung cấp = q.E0

pin = P.t Trong đó: Amax là điện năng cực đại (J hay Ws), q là điện lượng (C hay As), ne là

số mol electron đi qua dây dẫn, E0

pin là sức điện động chuẩn của pin (V), P là công suất của bóng đèn (W), t là thời gian bóng đèn được thắp sáng liên tục (s)

a) Coi toàn bộ điện năng cực đại (công cực đại) do pin sinh ra khi tiêu thụ hết 65

gam Zn ở điều kiện chuẩn dùng để thắp sáng một bóng đèn với công suất 20 W thì thời gian bóng đèn được thắp sáng liên tục là 75531 giây

b) Khối lượng Zn cần sử dụng trong pin để pin cung cấp một điện lượng bằng

17370 mAh là 21,06 gam (giả thiết hiệu suất các quá trình đều bằng 100%)

1 Mục tiêu phát triển năng lực của bài tập 1: giúp học sinh hiểu và vận dụng kiến

thức về pin điện hóa, cách tính toán điện lượng, công suất, sức điện động và áp dụng vào thực tế

2 Sản phẩm: Hướng dẫn câu hỏi vận dụng phát triển bài học tiết 3- chuyển phụ lục 5 ( VD 3)

3 Tổ chức thực hiện:

- Chuyển giao nhiệm vụ: GV đưa ra tình huống

- Thực hiện nhiệm vụ: Suy nghĩ để giải quyết tình huống GV giao

- Báo cáo: GV sử dụng vòng quay may mắn chọn HS trả lời

- Đánh giá: HS dưới lớp nhận xét, GV chốt kiến thức và cho điểm hoặc tick

dấu thưởng tùy theo mức độ hoàn thành của câu trả lời

Nên bỏ

Bài 2: (vận dụng phát triển) Mở rộng nâng cao cho pin điện hóa thực tế

Pin Zn-C (pin kẽm - carbon) là một loại pin khô sơ cấp, hoạt động dựa trên phản ứng oxi hóa - khử giữa Zn (Zinc-kẽm) và MnO₂ Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện công suất thấp như điều khiển từ xa, đồng hồ treo tường, đèn pin, Một viên pin Zn-C có các thành phần chính:

• Cực âm (Anode): Kẽm (Zn)

• Cực dương (Catode): Than chì (C) tiếp xúc với MnO2

• Chất điện ly: Amonium chloride (NH4Cl) và Zinc chloride (ZnCl2)

Các phản ứng điện hóa chính trong pin:

- Tại anode (oxi hóa kẽm): Zn → Zn2+ + 2e

- Tại cathode (khử MnO2): 2MnO2 + 2NH4+ + 2e → Mn2O3 + 2NH3 + H2O

Một nhà nghiên cứu muốn cải tiến pin Zn-C để tăng hiệu suất và tuổi thọ của pin

Để làm điều này, ông đề xuất thay thế chất điện phân NH4Cl bằng KOH (dung dịch kiềm) giống như trong pin kiềm (Alkaline)

1 Dự đoán phản ứng tại anode và cathode của pin nếu thay NH4Cl bằng KOH Viết phương trình phản ứng mới nếu có thay đổi

2 So sánh hiệu suất của pin Zn-C thông thường và phiên bản cải tiến với KOH:

- Dựa trên dãy điện hóa, liệu Zn có hoạt động tốt trong môi trường kiềm hay không?

- Dự đoán tuổi thọ của pin Zn-KOH so với pin Zn-C truyền thống

3 Giả sử một viên pin Zn-C cung cấp dòng điện trung bình 0,02A và chứa 5g

Zn Tính thời gian tối đa (số ngày) mà pin có thể hoạt động trước khi Zn bị tiêu thụ hoàn toàn

4 Tại sao pin Zn-C có xu hướng bị rò rỉ dung dịch NH4Cl sau thời gian dài sử