Dạy học dự án Chuyên đề Hóa học và Dòng điện

Sau khi kết thúc chủ đề “Hóa học và dòng điện”, HS có đủ kiến thức và kỹ năng về các quá trình điện hóa học xảy ra. Để giúp HS có thể củng cố được những kiến thức ấy, GV có thể thiết kế những dự án học tập để HS tiến hành, qua đó giúp ứng dụng các kiến thức đã được học vào trong đời sống và giải thích các hiện tượng thực tiễn. Nhóm đã tiến hành thiết kế 4 dự án học tập cho HS, bao gồm: Chế tạo pin khoai tây: Sử dụng kiến thức của phần “Pin điện hóa”. Chế tạo nước Giaven tại nhà: Sử dụng kiến thức của phần “Điện phân”. Điều chế chất chỉ thị pH từ thực vật: Sử dụng kiến thức của phần “Sự điện ly”. Xây dựng mô hình núi lửa phun trào: Sử dụng kiến thứ của phần “Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch”.

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TIỂU LUẬN CUỐI KỲ Xây dựng dự án học tập Chuyên đề “Hóa học và dòng điện”

Môn học: Dạy học Hóa học phổ thông theo chuyên đề

Mã môn học: TMT2035 Giảng viên phụ trách môn học: TS Vũ Minh Trang

Nhóm sinh viên thực hiện: Họ và tên Mã sinh viên

Trang 2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

PHẦN 1 XÂY DỰNG DỰ ÁN HỌC TẬP CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” 2

1 Triển khai dự án 2

2 Đối tượng 2

3 Thời gian 2

4 Nhiệm vụ của học sinh 2

4.1 Chế tạo pin khoai tây 2

4.2 Chế tạo nước Gia-ven tại nhà 5

4.3 Điều chế chất chỉ thị pH từ thực vật 6

4.4 Xây dựng mô hình núi lửa phun trào 9

5 Thiết kế hoạt động dạy học 10

6 Phụ lục 16

PHẦN 2 HỆ THỐNG LÝ THUYẾT CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” 27

1 Nồng độ dung dịch 27

2 Sự điện li 29

3 Axit và bazơ 33

4 Pin điện hóa 37

5 Điện phân 42

6 Kết luận 46

PHẦN 3 XÂY DỰNG NGÂN HÀNG CÂU HỎI CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN” 47

1 Mục tiêu đánh giá chuyên đề “Hóa học và dòng điện” 47

2 Bộ câu hỏi chuyên đề “Hóa học và dòng điện” 51

Trang 3

PHẦN 1 XÂY DỰNG DỰ ÁN HỌC TẬP CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN”

1 Triển khai dự án

Sau khi kết thúc chủ đề “Hóa học và dòng điện”, HS có đủ kiến thức và kỹ năng về các quá trình điện hóa học xảy ra Để giúp HS có thể củng cố được những kiến thức ấy, GV có thể thiết kế những dự án học tập để HS tiến hành, qua đó giúp ứng dụng các kiến thức đã được học vào trong đời sống và giải thích các hiện tượng thực tiễn Nhóm đã tiến hành thiết kế 4 dự án học tập cho HS, bao gồm:

- Chế tạo pin khoai tây: Sử dụng kiến thức của phần “Pin điện hóa”

- Chế tạo nước Gia-ven tại nhà: Sử dụng kiến thức của phần “Điện phân”

- Điều chế chất chỉ thị pH từ thực vật: Sử dụng kiến thức của phần “Sự điện

ly”

- Xây dựng mô hình núi lửa phun trào: Sử dụng kiến thứ của phần “Phản ứng

trao đổi ion trong dung dịch”

2 Đối tượng: HS sau khi được học chuyên đề “Hóa học và dòng điện”

3 Thời gian: 2 tuần ngoài giờ lên lớp

4 Nhiệm vụ của học sinh

Cả nhà đang ngồi ăn cơm thì đột nhiên mất điện không báo trước Mẹ tìm khắp nơi nhưng không thấy nến, bật lửa hay diêm đâu, nhưng em lại tìm thấy bộ

đồ dùng công nghệ cũ, trong đó có một bóng đèn LED nhỏ, một vài cái đinh kẽm

và cuộn dây đồng Sẵn trong nhà có khoai tây, em hãy xây dựng một hệ pin điện

hoá có thể làm sáng bóng đèn để cả nhà tiếp tục ăn tối nhé!

4.1 Chế tạo pin khoai tây

4.1.1 Bộ câu hỏi dự án

a) Câu hỏi khái quát:

Câu 1: Khi cho hai miếng kim loại khác bản chất vào một dung dịch chất điện li, nối hai miếng kim loại thì ta sẽ quan sát được hiện tượng gì xảy ra?

Câu 2: Bản chất của phản ứng đã xảy ra trong hệ thí nghiệm trên là gì?

Trang 4

b) Câu hỏi bài học:

Câu 1: Vai trò của khoai tây, chanh trong hệ pin điện này là gì?

Câu 2: Vai trò của đinh kẽm, dây đồng trong hệ pin điện này là gì? Xác định chính xác các điện cực Cu, Zn trong pin điện hoá

Câu 3: Trình bày phương trình hoá học thể hiện phản ứng đã xảy ra trên từng điện cực và trong pin điện hoá

c) Câu hỏi nội dung:

Câu 1: Cần sử dụng những nguyên liệu gì để chế tạo pin khoai tây?

Câu 2: Dự đoán hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu thay khoai tây bằng chanh, cam hoặc

- Từ đoạn dây điện lõi đồng vừa chuẩn bị, tuốt bỏ phần vỏ cao su bên ngoài

và chỉ lấy phần dây đồng bên trong Cắt dây đồng thành từng đoạn nhỏ (tầm 15cm)

và gấp theo những đoạn 3cm như hình vẽ Làm thành 10 cuộn dây đồng nhỏ tương

tự

Trang 5

- Có thể cắt đôi, hoặc cắt 3 mỗi củ khoai tây để tạo thành nhiều hệ pin điện hơn

- Gắn vào mỗi củ khoai tây 1 chiếc đinh (điện cực A) và 1 cuộn dây đồng (điện cực B) vừa chuẩn bị

- Dùng dây đồng còn thừa để nối A và B Lưu ý: điện cực A của củ khoai tây này sẽ nối với điện cực B của củ khoai tây kia, nối liên tiếp nhau cho đến hết số khoai tây đã chuẩn bị và để thừa 2 đoạn dây ở hai đầu như hình vẽ:

- Nối bóng đèn LED với 2 đầu dây để lại Đợi 5 phút cho hệ ổn định và quan sát hiện tượng xảy ra

Trang 6

4.1.3 Sản phẩm

Khi kết thúc dự án, HS hoàn thành một hệ pin khoai tây và một bản hướng dẫn sử dụng và giải thích chi tiết cách làm pin khoai tây

4.2 Chế tạo nước Gia-ven tại nhà

Nước Gia-ven là một chất tẩy màu khá phổ biến trong gia đình Sẽ thật thú

vị nếu như chúng ta có thể điều chế nước Gia-ven ngay tại nhà chỉ từ dung dịch nước muối biến

4.2.1 Bộ câu hỏi định hướng

Tại sao khi điện phân dung dịch muối ăn, sản phẩm thu được sau phản ứng

là nước Gia-ven?

Tại sao nước Gia-ven lại có tính tẩy màu?

Câu 1: Khí sinh ra ở hai điện cực là khí gì?

Câu 2: Em có thể sử dụng dòng điện từ ổ cắm để thay cho pin làm nguồn điện cho quá trình điện phân được không?

Câu 3: Tại sao khi để lâu ngoài không khí, nước Gia-ven lại mất tính tẩy màu? Câu 4: Tại sao khi sử dụng nước Gia-ven hay các chất tẩy rửa nói chung, em phải đeo găng tay cao su?

4.3.2 Hướng dẫn chế tạo nước Gia-ven tại nhà

a) Nguyên − vật liệu:

− Điện cực than chì: Ruột bút chì gỗ: 2 cái

− Nguồn điện: Pin 9V: 1 cái

− Dây dẫn điện, dây nối pin 9V, kẹp cá sấu, công tắc,…

− Cốc thủy tinh trong suốt

− Muối ăn (NaCl)

− Nước cất

Trang 7

b) Tiến hành thực hiện

− Tiến hành chế tạo bộ dụng cụ thí nghiệm Nối một đầu điện cực than chì với pin Cực còn lại của pin nối với công tắc điện Nối điện cực than chì thứ hai với

đầu còn lại của công tắc Lưu ý: Kiểm tra các mối nối sao cho mạch kín, các mối

nối không lộ dây dẫn điện

− Pha dung dịch muối ăn bão hòa bằng cách thêm từ từ muối ăn vào nước cất, khuấy đều, đến khi nào muối không tan nữa thì lọc bỏ cặn Rót dung dịch muối bão hòa vào cốc thủy tinh Bật công tắc điện Quan sát hiện tượng xảy ra và giải

thích Lưu ý: Sản phẩm sinh ra có thể gây độc cho cơ thể con người nên cần có

nắp để đậy cốc thủy tinh trong quá trình điện phân dung dịch

Sau khi kết thúc dự án, HS cần nộp lại các sản phẩm bao gồm:

− Bộ sản phẩm điện phân muối ăn để chế tạo nước tẩy rửa Gia-ven

− Bản hướng dẫn sử dụng và giải thích cho sản phẩm

Trang 8

4.3.1 Bộ câu hỏi định hướng

Đã bao giờ em quan sát hiện tượng khi cho một vài giọt nước chanh vào nước luộc rau muống chưa? Hiện tượng xảy ra đấy là gì?

Nhóm em sử dụng rau, củ, hoặc hoa làm chất chỉ thị như thế nào?

Câu 1: Ngoài rau muống ra em còn biết loại rau củ nào có thể sử dụng làm chất chỉ thị màu không?

Câu 2: Vì sao những loại rau củ hoặc hoa đó có thể sử dụng làm chất chỉ thị màu? Câu 3: Các chất chỉ thị bằng rau củ này sẽ được ứng dụng như thế nào trong đời sống hàng ngày?

4.3.2 Hướng dẫn làm chất chỉ thị từ rau củ

Trong tự nhiên có rất nhiều loại rau củ hay hoa có hợp chất có tính chỉ thị màu Chúng ta có thể ứng dụng các loại rau củ này trong trường hợp muốn kiểm chứng tính axit hay bazơ của một dung dịch nào đó mà không có sẵn giấy chỉ thị vạn năng Ví dụ: Hướng dẫn cách làm chất chỉ thị từ bắp cải tím:

- Ly thủy tinh nhỏ: 6 cái

- Một vài dung dịch có tính axit, bazơ và trung tính (nước cốt chanh, giấm, nước vôi trong, nước khoáng,…)

b) Quy trình thí nghiệm:

- Cắt nhỏ bắp cải đỏ cho đến khi có đầy 2 tách bắp cải Cho bắp cải vào cốc lớn và đổ đầy nước sôi vào Đợi 10 phút để các sắc tố trong bắp cải hòa tan vào nước (Hoặc có thể cho bắp cải vào máy xay cùng với nước nóng)

Trang 9

- Lọc dung dịch và loại bỏ phần xác thực vật sẽ thu được dung dịch màu tím

đỏ có pH khoảng 7 (Màu sắc thật của dung dịch thu được còn tùy thuộc vào nồng

độ pH của nước mà bạn sử dụng)

- Cho khoảng 50 – 100 ml dung dịch bắp cải đỏ vào mỗi ly nhỏ

- Cho vào mỗi ly một loại dung dịch muốn kiểm chứng (thường dùng trong nhà) khác nhau cho đến khi màu của chỉ thị thay đổi, nên sử dụng ly khác nhau

để kiểm chứng từng loại dung dịch khác nhau

Lưu ý:

- Đây là thí nghiệm acid – bazơ, lưu ý nên dùng kính bảo hộ và găng tay

- Các loại hóa chất dùng cho thí nghiệm này phải an toàn sau khi rửa bằng nước thường

- Để làm cho chỉ thị bắp cải đỏ đạt đến nồng độ pH trung hòa, đầu tiên cho dung dịch acid như giấm hoặc nước chanh vào cho đến màu đỏ, sau đó cho sôđa NaHCO3 hoặc nước vôi trong để điều chỉnh pH đến 7

- Có thể làm giấy chỉ thị pH bằng dung dịch chỉ thị bắp cải đỏ Lấy giấy lọc ngâm vào dung dịch bắp cải đỏ đậm đặc Sau vài giờ, lấy giấy ra, để khô (treo bằng kẹp áo hay sợi dây) Cắt nhỏ mảnh giấy này ra, và dùng làm giấy thử nồng

độ pH cho các dung dịch khác

Sau khi kết thúc dự án, HS cần nộp các sản phẩm:

- Bộ sản phẩm chất chỉ thị màu từ rau, củ hoặc hoa

- Bản hướng dẫn sử dụng chất chỉ thị màu từ rau, củ, hoa:

STT Tên rau, củ,

hoa

Màu sắc trong môi trường trung tính

Màu sắc trong môi trường axit

Màu sắc trong môi trường bazơ

Trang 10

4.4 Xây dựng mô hình núi lửa phun trào

Núi lửa là một kỳ quan hùng vĩ của thiên nhiên Mỗi lần phun trào của núi lửa thường rất bất ngờ, khó có thể dự đoán trước được, chưa kể còn để lại rất nhiều thiệt hại cho môi trường xung quanh May mắn thay, từ một số vật dụng đơn giản trong gia đình, chúng ta có thể chế tạo được mô hình núi lửa đang phun trào

4.4.1 Bộ câu hỏi dự án

Khi cho giấm ăn vào baking soda sẽ có hiện tượng gì xảy ra? Bản chất của phản ứng thuộc loại phản ứng nào?

Núi lửa được thiết kế và tiến hành làm như thế nào? Dựa trên phản ứng hóa học gì?

Câu 1: Cần sử dụng những nguyên liệu gì để chế tạo núi lửa?

Câu 2: Dự đoán về hiện tượng xảy ra nếu thay đổi lượng baking soda hoặc giấm? Câu3: Điều gì sẽ xảy ra nếu thay thế các axit khác thay vì giấm hoặc các bazơ khác thay vì baking soda?

Câu 4: Trên thực tế, núi lửa có phun trào giống như thí nghiệm không?

4.4.2 Hướng dẫn làm núi lửa phun trào

Bột baking soda (NaHCO3) và giấm (CH3COOH) phản ứng với nhau tạo ra khí CO2 Chính nhờ lượng khí tạo thành đã đẩy các chất khác trong chai đựng ra ngoài, tạo ra vụ phun trào núi lửa

Trang 11

b) Cách tiến hành:

- Làm núi lửa: Tạo phần khung của núi lửa bằng cách dùng bìa cứng cuộn thành hình chóp nón, rồi cắt bỏ phần chóp Nặn đất sét bọc từ đáy đến miệng chóp nón Cố gắng làm cho đất sét trông gồ ghề thay vì bằng phẳng sao thật giống núi lửa Đặt một chai đựng bằng nhựa hoặc thủy tinh vào bên trong “núi lửa”

- Pha chế hỗn hợp làm dung nham: Pha hỗn hợp gồm bột baking soda, sơn màu đỏ, nước và nước xà phòng rửa chén đặc, sau đó đổ vào chai nhựa Đổ từ từ giấm ăn vào miệng núi lửa và quan sát dung nham phun trào

- So sánh được sự giống và khác nhau giữa điện phân và pin điện hóa

- Giải thích được một số hiện tượng thực tiễn (hiện tượng ăn mòn hóa học, hiện tượng mạ đồ vật, )

Trang 12

- Tuân thủ các quy định của giờ học

- Cẩn thận, tỉ mỉ, nghiêm túc khi tham gia các công việc nhóm

- Có tinh thần hợp tác để làm bài tập nhóm, tích cực hoạt động trong các buổi làm việc nhóm

- Say mê, hứng thú tham gia các hoạt động trong giờ học

4 Về định hướng phát triển năng lực:

- Trọng tâm phát triển năng lực vận dụng kiến thức Hoá học vào thực tiễn

- Bên cạnh đó phát huy năng lực hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề,…

II Phương pháp dạy học:

Chủ yếu sử dụng phương pháp dạy học theo dự án kết hợp một số phương pháp dạy học khác

III Chuẩn bị:

1 Giáo viên:

- Các mẫu phiếu học tập cho các nhóm

- Các mẫu phiếu đánh giá cho các nhóm và cho GV

- Power Point, máy chiếu, laptop

2 Học sinh:

- Ôn lại kiến thức đã học về chuyên đề “Hoá học và dòng điện”

- Chia lớp thành 4 nhóm, mỗi nhóm khoảng 10 HS

Trang 13

IV Tiến trình dạy học:

Hoạt động 1 Xây dựng ý tưởng dự án, lập kế hoạch làm việc (45 phút)

- GV: Giới thiệu các nhiệm vụ tương

có khoai tây, em hãy xây dựng một hệ thống pin điện hóa có thể làm sáng bóng đèn để cả nhà tiếp tục ăn tối nhé!

Nhiệm vụ 2: Nước Gia-ven là một chất

tẩy màu phổ biến trong gia đình Sẽ thật thú vị nếu như chúng ta có thể điều chế nước Gia-ven ngay tại nhà chỉ từ dung dịch nước muối biển

Nhiệm vụ 3: “Theo nhiều chuyên gia

cây cảnh, hoa cẩm tú cầu là loài cây đặc biệt, có thể sống trên đất chua, trung tính hoặc tính vôi Không những thế, màu sắc của hoa có thể thay đổi tùy theo độ pH trong đất Ở đất chua, cây sẽ cho hoa màu lam, đất trung tính hoa có màu trắng sữa, đất có độ pH >

7 cho hoa màu tím hoặc hồng” (Trích

Báo mới) Vậy trong tự nhiên, các loại

Trang 14

- GV: Phát phiếu học tập số 1 cho các

nhóm Yêu cầu các nhóm hoàn thành

trong thời gian 20 phút GV đi lại kiểm

tra, nhắc nhở các nhóm tập trung hoàn

thành nhiệm vụ

- GV: Hết thời gian hoàn thành phiếu

học tập, GV đưa ra tiến trình thực hiện

dự án chung của cả lớp Sau đó phát

phiếu học tập 2

rau củ có thể biến đổi màu sắc tùy thuộc vào pH của môi trường Chúng

ta có thể tận dụng điều đó để điều chế được bộ chất chỉ thị pH hoàn toàn từ rau củ, mà không cần hóa chất nào khác!

Nhiệm vụ 4: Núi lửa là một kì quan

hùng vĩ của thiên nhiên Mỗi lần phun trào của núi lửa thường rất bất ngờ, chưa kể còn để lại rất nhiều thiệt hại cho môi trường May mắn thay, từ một

số nguyên liệu đơn giản trong gia đình, chúng ta có thể chế tạo được mô hình núi lửa đang phun trào

Phiếu học tập số 1: Xây dựng ý tưởng

dự án

Buổi 1: Xây dựng ý tưởng dự án, lập

kế hoạch làm việc

Buổi 2: Báo cáo tiến độ dự án Thống

nhất tiêu chí đánh giá và định giá sản phẩm

Buổi 3: Trình bày về dự án Ra mắt mô

hình dự án và hướng dẫn sử dụng, phản biện giữa các nhóm và GV về mô hình theo tiêu chí đánh giá

Trang 15

- Các nhóm trao đổi, lập kế hoạch làm

việc nhóm dựa vào kế hoạch làm việc

chung, hoàn thành các mục trong

phiếu học tập số 2 GV thông qua và

ý trong quá trình làm dự án Yêu cầu

HS hoàn thành phiếu trong thời gian

- Hết thời gian hoàn thành phiếu,

GV yêu cầu các nhóm tập trung lại và

phổ biến các yêu cầu vào buổi báo

cáo sản phẩm tới

- HS trao đổi, thống nhất tiêu chí

đánh giá sản phẩm với GV

Phiếu học tập 3: Định giá kinh phí

Yêu cầu đối với sản phẩm báo cáo:

Bao gồm mô hình và một bản hướng dẫn sử dụng có giới thiệu đầy đủ các quy trình thực hiện và kết quả dự án Sản phẩm phải do nhóm HS tự thực hiện HS có thể thiết kế sản phẩm báo cáo kết quả dự án dưới nhiều hình thức (video, powerpoint, tranh ảnh…) Thời lượng tối thiểu là 7 phút, tối đa là 10 phút

Xây dựng tiêu chí đánh giá sản phẩm của dự án:

- Đánh giá sản phẩm (5 điểm)

Trang 16

- Đánh giá phần thuyết trình của nhóm (2 điểm)

- Đánh giá phiếu học tập (1 điểm)

- Đánh giá hoạt động của các thành

viên trong nhóm (2 điểm)

Hoạt động 3 Thiết kế sản phẩm và báo cáo kết quả thí nghiệm (60 phút)

- Phát phiếu đánh giá đồng đẳng,

hướng dẫn HS tiến hành đánh giá sản

phẩm của nhóm bạn

- Tổ chức cho HS báo cáo sản phẩm,

đặt các câu hỏi mở rộng Khuyến khích

các nhóm đặt câu hỏi cho nhau Mỗi

- Ghi chép những chú ý và ý kiến sửa chữa của giáo viên để hoàn thiện sản phẩm nhóm

- Đánh giá sản phẩm của các nhóm bạn dựa trên mẫu phiếu đánh giá đã thống nhất từ buổi trước

Hoạt động 4 Tổng kết, rút kinh nghiệm (5 phút)

- Rút ra được kết luận về sử dụng

những kiến thức được học từ chuyên

đề “Hoá học và dòng điện” vào ứng

dụng trong đời sống và giải thích các

hiện tượng thực tế

- Rút kinh nghiệm cho các buổi học

tập dự án tiếp theo

- Các nhóm nộp lại sản phẩm, phiếu học tập và bản đánh giá cho GV Điểm của quá trình đánh giá đồng đẳng và điểm của GV đánh giá sẽ được lấy trung bình và là điểm của nhóm trình

bày

Trang 17

6 Phụ lục

Phiếu học tập 1: Xây dựng ý tưởng dự án

Tên nhóm:

STT Thành viên Chức vụ 1 2 3 4 5 1 Dự án của nhóm em là gì? Hãy mô tả và giải thích ngắn gọn về dự án

2 Vẽ lại thiết kế dự án của nhóm em

Trang 18

Phiếu học tập 2: Lập kế hoạch làm việc

Tên nhóm:

Nội dung

công việc

Thời gian tiến hành Phụ trách

Theo dõi tiến độ Điều

chỉnh (nếu có)

Trang 19

Phiếu học tập 3: Định giá kinh phí

Tên nhóm:

1 Xác định chi phí nguyên vật liệu:

STT Vật liệu Số lượng Đơn vị Giá thành Ghi chú

Trang 20

Rubric 1: Đánh giá sản phẩm pin điện hóa

Tên nhóm đánh giá: Tên nhóm được đánh giá:

hệ pin gọn

học, đẹp mắt

Lắp đúng quy trình, nối chính xác các điện cực, hình thức

hệ pin gọn

các mối nối còn lỏng lẻo

Lắp đúng quy trình, nối chính xác các điện cực

Lắp đúng quy trình, nối chưa chính xác các điện cực

Bóng đèn sáng lấp loè rồi tắt

sự giải thích rõ ràng, ngắn gọn

Trình bày đẹp mắt, sáng tạo

Hướng dẫn chi tiết, đầy đủ, giải thích rõ ràng, ngắn gọn

Không có tranh ảnh minh họa

Có hướng dẫn cách sử dụng

nhưng không

có sự giải thích

Không có bản hướng dẫn sử

phẩm

Trang 21

Rubric 2: Đánh giá sản phẩm điện phân muối ăn

ra nhanh

Khi tiến hành điện phân dung dịch, có khí thoát ra ở hai điện cực nhưng chậm

Khi tiến hành điện phân dung dịch, chỉ có khí thoát ra ở một điện cực

Không có khí thoát ra ở hai điện cực khi tiến hành điện

sạch sẽ

Sản phẩm sau điện phân tẩy

nhưng chậm, không hết

Sản phẩm sau điện phân không tẩy được màu

Các mối nối điện chắc chắn

được bọc kín, còn hở lõi điện

Các mối nối điện không chắc chắn, lỏng lẻo, chưa được bọc kín, dễ bị đứt

nhưng không

phẩm

Trang 22

Rubric 3: Đánh giá sản phẩm chất chỉ thị pH

Màu sắc

Dung dịch chất chỉ thị có màu sắc trong môi trường trung tính

Dung dịch chất chỉ thị có màu nhạt hoặc đậm

so với màu sắc của môi trường trung tính

Dung dịch có màu sắc lệch

về màu của

axit hoặc bazơ

Không có sản phẩm

Có một chút vẩn đục

Đổi màu nhanh

và đúng khi nhỏ dung dịch axit hoặc bazơ

Đổi màu không nhanh nhưng đúng khi nhỏ dung dịch axit hoặc bazơ

Không đổi màu khi nhỏ dung dịch axit hoặc bazơ

nhưng không

phẩm

Trang 23

Rubric 4: Đánh giá sản phẩm mô hình núi lửa phun trào

cm

nham phun trào

ra nhiều, sủi bọt cao từ 5 đến

10 cm

nham phun trào

ra ít, chỉ sủi bọt vừa tràn miệng núi

nham phun trào

ra rất ít, không thấy bọt hoặc

Dung nham có màu đậm hơn hoặc nhạt hơn như màu đỏ cam của núi lửa

Dung nham có màu khác màu

Núi lửa có dạng chóp như núi lửa thật, phần đất sét được bọc gồ ghề, nhưng một số chỗ còn để lộ bìa cứng hoặc

Núi lửa không

có dạng chóp, phần đất sét bọc một số chỗ còn để lộ bìa cứng hoặc chai nhựa bên trong

Núi lửa không

có dạng chóp, phần đất sét bọc còn để lộ nhiều bìa cứng, chai nhựa bên

không bọc đất sét

Trang 24

chai nhựa bên trong

nhưng không

Không có bản hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Trang 25

Rubric 5: Đánh giá phần thuyết trình của nhóm (2đ)

Nội

dung

Giới thiệu được đầy

đủ thông tin yêu cầu

về sản phẩm (hướng dẫn chi tiết cách làm sản phẩm, giải thích

cơ chế hoạt động của sản phẩm), các thông tin đưa ra khoa học, hấp dẫn, chính xác

Giới thiệu được đầy

đủ thông tin yêu cầu

về sản phẩm (hướng dẫn chi tiết cách làm sản phẩm, giải thích

cơ chế hoạt động của sản phẩm), một vài chỗ còn chưa chính xác

Chỉ giới thiệu được một số thông tin về sản phẩm, các thông tin còn chưa chính xác

Bố cục

Bố cục rõ ràng, khoa học, phân chia nội dung hợp lí

Bố cục rõ ràng nhưng nội dung phân chia

có một vài điểm chưa hợp lí

Bố cục chưa khoa học, nội dung phân chia lộn xộn

Hình

thức

Có sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ thuyết trình về sản phẩm Trình bày rõ ràng, dễ hiểu, hấp dẫn, thể hiện sự sáng tạo của nhóm

Có sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ thuyết trình về sản phẩm Trình bày rõ ràng, dễ hiểu

Không sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ thuyết trình về sản phẩm Bài thuyết trình còn sơ sài, chuẩn bị chưa kĩ càng

Trang 26

Rubric 6: Đánh giá phiếu học tập (1đ)

Tên nhóm được đánh giá:

Hoàn thành các nội dung trong phiếu học tập đầy đủ nhưng vài chỗ chưa chính xác

Chưa hoàn thành hết các nội dung trong phiếu học tập

Trình

bày

Chữ viết cẩn thận, rõ ràng, các ý trình bày khoa học, hợp lí

Chữ viết cẩn thận, các ý trình bày rõ ràng nhưng còn một vài điểm chưa hợp lí

Chữ viết cẩu thả, các

ý trình bày lộn xộn không theo hàng lối

Trang 27

Rubric 7: Đánh giá hoạt động thành viên trong nhóm (2đ)

Tên nhóm: Tên thành viên được đánh giá:

và tích cực đóng góp

ý kiến cá nhân

Chú ý lắng nghe các thành viên trong nhóm đưa ra ý kiến nhưng chưa đóng góp

ý kiến cá nhân

Không chú ý lắng nghe các thành viên trong nhóm đưa ra ý kiến và chưa đóng góp ý kiến cá nhân

Hợp tác

Tôn trọng ý kiến của các thành viên khác trong nhóm và hợp tác để chọn và đưa ra

ý kiến chung

Tôn trọng ý kiến của các thành viên khác trong nhóm nhưng không hợp tác để chọn và đưa ra ý kiến chung

Không tôn trọng ý kiến của hầu hết các thành viên khác trong nhóm và không hợp tác để chọn và đưa ra

Hoàn thành công

đúng thời gian nhóm yêu cầu

Không hoàn thành công việc

Sắp xếp

thời

gian

Sắp xếp thời gian tham gia đầy đủ các buổi họp nhóm và không đến muộn

Sắp xếp thời gian tham gia đầy đủ các

nhưng đến muộn

Không tham gia họp nhóm

Trang 28

PHẦN 2 HỆ THỐNG LÝ THUYẾT CHUYÊN ĐỀ “HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN”

1 Nồng độ dung dịch

1.1 Độ tan

- Độ tan (s) của một chất trong nước là số gam chất đó hòa tan trong 100g nước

để tạo thành dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ xác định

Ví dụ: Dung dịch NaCl có độ tan s = 35,9 ở 20oC tức là ở 20oC có 35,9g NaCl tan trong 100g nước để tạo thành dung dịch bão hòa

- Yếu tố ảnh hưởng đến độ tan:

+ Đối với chất rắn:

▪ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Phụ thuộc vào quá trình hòa tan chất rắn có

bản chất là thu nhiệt hay tỏa nhiệt Theo nguyên lí Lơ Satơliê, ∆H>0 thì việc tăng nhiệt độ sẽ thúc đẩy quá trình hòa tan và ngược lại

▪ Ảnh hưởng của bản chất và đặc điểm cấu trúc phân tử của chất tan và

dung môi: Phân tử phân cực sẽ dễ dàng hòa tan trong dung môi phân cực

Theo nguyên lí Lơ Satơliê, khi có mặt nguyên tố A+ và B− thì cân bằng

sẽ bị chuyển dịch về bên trái, làm giảm độ tan

▪ Ảnh hưởng của các chất điện li: Sự có mặt của các chất điện li làm giảm

hoạt độ ion, làm giảm độ phân li của các chất tan, từ đó làm giảm độ hòa tan của các chất

+ Đối với chất khí: Độ tan của chất khí tỉ lệ thuận với áp suất trên bề mặt dung dịch, biểu thị bằng phương trình Henry:

w = kp Trong đó: w là độ hòa tan của 1 khí trong 1 đơn vị thể tích chất lỏng;

Trang 29

k là hằng số Henry;

p là áp suất hơi của pha khí trên pha lỏng

Độ tan của chất khí trong dung dịch sẽ giảm khi tăng nhiệt độ

mct là khối lượng chất tan (g);

mdd là khối lượng dung dịch (g); mdd = mct + mdm

Ví dụ: Dung dịch NaCl có nồng độ 10% tức là trong 100g dung dịch NaCl có 10g chất tan NaCl

1.3 Nồng độ mol

- Nồng độ mol của chất tan cho biết số mol chất tan trong 1 lít dung dịch

- Nồng độ mol cho biết độ đậm đặc của dung dịch, lượng chất tan chiếm bao nhiêu trong dung dịch

- Nồng độ mol được kí hiệu là CM

- Công thức:

CM = n

VTrong đó: n là số mol chất tan trong dung dịch;

Trang 30

Muốn chuyển hóa qua lại giữa các loại nồng độ này, cần phải biết khối lượng

riêng d (g/ml) của dung dịch và khối lượng mol M (g/mol) của chất tan

Ta có 100 gam dung dịch có chứa C gam chất tan

Vậy 1 lít dung dịch có khối lượng là 1000.d gam sẽ chứa 1000.d.C

100 = 10.d.C gam chất tan

nct là số mol chất tan;

mdm là số gam dung môi

Ví dụ: Dung dịch NaCl có Cm = 1 tức là có 1 mol NaCl trong 1000g H2O

Khác với nồng độ mol, khi nhiệt độ tăng làm thể tích tăng, dẫn đến giảm nồng độ mol, nồng độ mol khối lượng luôn luôn hằng định bất kể các điều kiện vật lí như nhiệt độ và áp suát vì được tính toán dựa trên khối lượng dung môi

2 Sự điện li

2.1 Khái niệm sự điện li

Trong Bài 1: Sự điện li – Hóa học 11, SGK đã đưa ra định nghĩa: “Quá trình

phân li các chất trong nước ra ion được gọi là sự điện li Những chất khi tan trong nước phân li ra ion được gọi là những chất điện li”

Như vậy, axit, bazơ và muối là những chất điện li

Trang 31

VD: Phân tử NaCl: Đầu oxi mang điện tích âm của 1 phân tử nước sẽ liên kết với Na+ trong NaCl, đầu hidro mang điện tích dương của 1 phân tử nước khác

sẽ liên kết với Cl trong NaCl

Đối với các hợp chất có liên kết cộng hóa trị có cực khi tan trong nước, do

sự tương tác giữa các phân tử nước với các phân tử của hợp chất này (những cực ngược dấu hút lẫn nhau) dẫn đến sự điện li của các phân tử có liên kết cộng hóa trị thành các ion dương và ion âm

VD: Phân tử HCl: Cực dương ở phía hidro, cực âm ở phía clo

Trang 32

2.3 Độ điện li

Độ điện li α của một chất điện li là tỉ số của số phân tử phân li ra ion (n) và tổng số phân tử hòa tan (n0) Độ điện li phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ dung dịch, bản chất của chất tan và dung môi

Trang 33

Trong trường hợp chất điện li quá yếu có thể xem α << 1 ⇒ 1 − α ≈ 1

pH với quy ước:

[H+] = 10−pH hay pH =  log[H+]

Công thức pH của một số dung dịch

Trang 34

3 Axit và bazơ

3.1 Các khái niệm về axit – bazơ

Ngay ở trong chương trình Hóa học 8, ở Bài 37: Axit – Bazơ – Muối, học sinh đã được học các định nghĩa về axit và bazơ:

“Phân tử axit gồm có một hay nhiều nguyên tử hiđro liên kết với gốc axit, các nguyên tử hidro này có thể thay thế bằng các nguyên tử kim loại”

“Phân tử bazơ gồm có 1 nguyên tử kim loại liên kết với một hay nhiều nhóm hidroxit (-OH)”

Sang đến chương trình Hóa học lớp 11, sau khi được học về sự điện li, định nghĩa về axit và bazơ đã đi sâu về bản chất và mở rộng hơn, cho học sinh có cái nhìn tổng quan hơn

Theo thuyết A-rê-ni-ut:

Theo thuyết Bron-stêt:

“Axit là những chất nhường proton H + ”

VD: NH4+ ⇌ NH3 + H+

“Bazơ là những chất nhận proton”.

VD: NH3 + H+ ⇌ NH4+

Như vậy, theo thuyết Bron-stêt thì định nghĩa được tổng quát hơn là axit,

bazơ có thể là phân tử hoặc ion và áp dụng đúng cho bất kì dung môi nào chứ

không chỉ có nước

Ngoài ra, trong chương trình Hóa học THPT có nhắc đến axit, bazơ theo

thuyết Lewis nhưng không được đề cập đến khái niệm

Trang 35

Theo thuyết Lewis:

“Axit là những tiểu phần mà có thể nhận một hay nhiều cặp điện tử (electron)

và tạo ra liên kết cộng hóa trị cho – nhận”

“Bazơ là những tiểu phần mà có thể cho một hay nhiều cặp điện tử (electron)

và tạo ra liên kết cộng hóa trị cho – nhận”

Ở Bài 3: Axit, bazơ và muối – Hóa học 11, HS được đi sâu tìm hiểu về các

cân bằng phân li của axit yếu và bazơ yếu

Trang 36

lực axit của nó càng yếu Điều này có thể được giải thích dựa vào kiến thức hằng

số cân bằng của Hóa học 10 Ta đã biết hằng số cân bằng cho biết lượng các chất phản ứng còn lại và lượng các chất sản phẩm tạo thành ở vị trí cân bằng Trong trường hợp này, hằng số phân li axit cho biết tỉ lệ lượng H+ đã phân li từ axit và lượng axit chưa phân li Vậy axit nào có Ka càng lớn thì lượng H+ phân li ra càng nhiều, axit đó càng mạnh

Tương tự đối với sự điện li của bazơ yếu:

VD: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH

-Kb = [NH4

+][OH−][NH3]

3.3 Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch

3.3.1 Định nghĩa của phản ứng trao đổi

Trong Hóa học 9, Bài 9: Tính chất hóa học của muối, định nghĩa phản ứng

trao đổi “là phản ứng hóa học, trong đó hai hợp chất tham gia phản ứng trao đổi

với nhau những thành phần cấu tạo của chúng để tạo ra những hợp chất mới”

Đến Hóa học 11, ở Bài 6: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li, ta được biết bản chất của phản ứng trao đổi là sự trao đổi các ion Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion

3.3.2 Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion

Ở Hóa học 9, điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi là sản phẩm tạo thành có mặt chất không tan hoặc chất khí

Tuy nhiên ở chương trình THPT, học sinh được nhìn tổng quát và bản chất hơn qua phương trình ion rút gọn Từ phương trình ion rút gọn, học sinh dễ dàng nhận thấy điều kiện phản ứng là phản ứng tạo thành chất kết tủa, chất điện li yếu

và chất khí

VD: HCl + CH3COONa → CH3COOH + NaCl

Trang 37

Như vậy, phản ứng trên dù không tạo ra chất kết tủa hay chất khí nhưng vẫn xảy ra do tạo thành axit axetic là chất điện li yếu

3.3.3 Phương trình ion rút gọn

Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li

Để xây dựng được phương trình ion rút gọn, thông qua hai bước sau:

- Bước 1: Từ phương trình phân tử, chuyển các chất điện li mạnh về dạng ion; các chất điện li yếu, các chất khí, chất kết tủa giữ nguyên dưới dạng phân tử

- Bước 2: Lược bỏ các ion không có sự thay đổi hệ số trong phản ứng, tức là các ion không tham gia phản ứng, ta được phương trình ion rút gọn

3.4 Sự thủy phân của muối

SGK Hóa học 11 định nghĩa “Phản ứng trao đổi ion giữa muối và nước là phản ứng thủy phân của muối” Thông qua các ví dụ thủy phân của một số muối,

HS rút ra được kết luận: Chỉ những muối chứa gốc axit yếu hoặc cation của bazơ yếu mới bị thủy phân

VD: Sự thủy phân của muối natri axetat:

CH3COONa → CH3COO- + Na+

CH3COO- + HOH ⇌ CH3COOH + OH- (pH>7)

Có thể giải thích điều này dựa trên sự phân li của các axit yếu và axit mạnh Đối với các axit yếu, trong dung dịch xảy ra quá trình thuận nghịch: chiều phân li

ra anion gốc axit (chiều thuận) và chiều anion tác dụng với nước (chiều nghịch)

Do Kt << Kn nên trong dung dịch, các anion gốc axit yếu hầu hết phản ứng với nước để tạo lại thành axit Còn quá trình phân li của các axit mạnh là quá trình không thuận nghịch, chỉ xảy ra theo chiều phân li tạo thành anion gốc axit nên trong dung dịch, các anion gốc axit mạnh không tham gia phản ứng với nước Ta

có môi trường của các ion:

- Anion của gốc axit yếu không còn hiđro phản ứng với nước tạo ra môi trường của dung dịch có tính kiềm (pH > 7) VD: CH3COO−, CO3 2−,…

Trang 38

- Cation của bazơ yếu phản ứng với nước tạo ra môi trường của dung dịch có tính axit (pH < 7) VD: Mg2+, Fe3+, NH4+,…

- Anion của gốc axit mạnh không còn hiđro và cation của bazơ mạnh không phản ứng với nước

- Một số anion còn hiđro của gốc axit yếu (HCO3-, HSO3-, HS-,…) trong dung dịch phân li ra H+ và phản ứng với nước tạo ra OH- VD: Anion HCO3- trong dung dịch xảy ra cả hai quá trình:

HCO3- + H2O ⇌ CO2 + H2O + OH- (1)

HCO3- ⇌ H+ + CO32- (2)Trong dung dịch, K(1) >> K(2) nên môi trường của dung dịch là môi trường bazơ (pH>7)

- Một số anion còn hiđro của gốc axit mạnh (HSO4-,…) phân li trong nước tạo

ra môi trường axit (pH < 7)

Như vậy, ta đưa đến kết luận:

- Muối trung hòa tạo bởi anion axit mạnh và cation bazơ mạnh khi tan trong nước không bị thủy phân, môi trường của dung dịch vẫn trung tính (pH= 7)

- Muối trung hòa tạo bởi anion axit mạnh và cation bazơ yếu khi tan trong nước thì cation bị thủy phân tạo dung dịch có môi trường axit (pH < 7)

- Muối trung hòa tạo bởi anion axit yếu và cation bazơ mạnh khi tan trong nước thì anion bị thủy phân tạo dung dịch có môi trường bazơ (pH > 7)

- Muối trung hòa tạo bởi anion axit yếu và cation bazơ yếu khi tan trong nước thì cả anion và cation đều bị thủy phân Môi trường của dung dịch sau khi thủy phân còn phụ thuộc vào độ thủy phân của hai ion

4 Pin điện hóa

4.1 Cặp oxi hóa – khử của kim loại

Trong phản ứng oxi hoá – khử đối với các nguyên tố kim loại nói riêng, cation kim loại có thể nhận electron để trở thành nguyên tử kim loại và ngược lại, nguyên tử kim loại có thể nhường electron để trở thành cation kim loại

Tổng quát: Mn+ + ne ⇄ M

dạng oxi hóa dạng khử

Trang 39

Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử được viết như sau: Mn+/M

4.2 Pin điện hóa

4.2.1 Các khái niệm

- Xét ví dụ: Nhúng một lá Cu vào cốc

chứa 50ml dung dịch CuSO4 1M, và một

lá Zn được nhúng trong cốc chứa 50ml

dung dịch ZnSO4 1M Nối hai dung dịch

bằng một ống hình chữ U chứa dung dịch

NH4NO3 (hoặc KNO3) – cầu muối Hệ gồm hai điện cực ghép với nhau bằng cách

này gọi là pin điện hóa vì khi nối hai lá kim loại này bằng một dây dẫn sẽ đo được

một dòng điện đi từ lá Cu (điện cực dương) đến lá Zn (điện cực âm)

- Sự xuất hiện dòng điện đi từ cực đồng sang cực kẽm chứng tỏ rằng có sự chênh lệch điện thế giữa hai điện cực nói trên, tức là trên mỗi điện cực đã xuất

hiện một thế điện cực nhất định

4.2.2 Cơ chế sinh ra dòng điện trong pin điện hóa

Ở điện cực âm (anot), miếng kẽm tan đi, xảy ra sự oxi hóa kẽm:

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Và chính nhờ phản ứng này mà có pin điện Cu2+ (là chất oxi hóa mạnh) đã oxi hóa Zn (chất khử mạnh) thành Zn2+ (chất oxi hóa yếu hơn) và Cu (chất khử

2e

Trang 40

sự khử (sự nhận electron) Dòng điện đi từ anot sang catot nên trong pin điện hoá, anot là cực âm còn catot là cực dương Nguyên nhân sinh ra dòng điện là sự chênh lệch thế giữa các điện cực Zn và Cu

Trong cầu muối, các cation NH4+ (hoặc K+) di chuyển sang cốc đựng dung dịch CuSO4, các anion NO3- di chuyển sang cốc đựng dd ZnSO4 làm cân bằng

điện tích, nên các dung dịch luôn trung hoà điện

4.3 Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại và ý nghĩa

4.3.1 Khái niệm thế điện cực chuẩn của kim loại

Người ta không thể xác định được giá trị tuyệt đối của mỗi một thế điện cực chuẩn Để giải quyết khó khăn này, người ta đưa ra một điện cực so sánh và chấp nhận một cách quy ước rằng thế điện cực chuẩn của điện cực hiđro Eo2H+ /H2= 0,00V

Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo được chấp nhận bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hidro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo

Người ta quy ước rằng điện cực chuyển electron cho điện cực hidro là điện cực

âm, và thế điện cực đó mang dấu (-) Điện cực nhận electron từ điện cực hidro sang là điện cực dương và thế điện cực đó mang dấu (+)

4.3.2 Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại

Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần thế điện cực chuẩn

4.3.3 Ý nghĩa của dãy thế điện cực chuẩn của kim loại

- So sánh tính oxi hóa – khử:

Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại EMn+ /M

o

càng lớn thì tính oxi hoá của cation Mn+ càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	1,87 MB