SKKN: DẠY HỌC TÍCH CỰC GẮN KIẾN THỨC SGK VỚI THỰC TIỄN THÔNG QUA HỆ THỐNG CÂU HỎI LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP THỰC TIỄN MÔN HOÁ HỌC PHẦN PHI KIM - NHÓM VIIA - HALOGEN PHẦN I - MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Mục tiêu giáo dục môn hoá học trường THPT cần cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức, kĩ năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, thiết thực và gắn với đời sống. Nội dung chủ yếu bao gồm cấu tạo chất, sự biến đổi của các chất, những ứng dụng và tác hại của những chất trong đời sống, sản xuất và môi trường. Những nội dung này góp phần giúp học sinh có học vấn phổ thông tương đối toàn diện để có thể tiếp tục học lên đồng thời có thể giải quyết một số vấn đề có liên quan đến hoá học trong đời sống và sản xuất, mặt khác góp phần phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh. Để thực hiện mục tiêu giáo dục thì định hướng xây dựng chương trình hoá học THPT theo hướng: - Nội dung hoá học gắn liền với thực tiễn đời sống, xã hội, cộng đồng. - Nội dung hoá học gắn liền với thực hành, thí nghiệm. - Bài tập hoá học phải có nội dung thiết thực. Bài tập là mục đích, là nội dung và cũng là phương pháp dạy học hiệu quả. Nó cung cấp cho học sinh kiến thức, con đường giành lấy kiến thức và còn mang lại niềm vui của sự phát hiện, của sự tìm ra đáp số. Trong chương trình sách giáo khoa hoá học THPT ở Việt Nam, số lượng các bài tập thực tiễn còn ít (khoảng 17,5%). Vì vậy qua thực tế giảng dạy, tôi thấy học sinh có thể giải thành thạo các bài tập hoá học định tính, định lượng về cấu tạo chất, về sự biến đổi các chất rất phức tạp nhưng khi cần phải dùng kiến thức hoá học để giải quyết một tình huống cụ thể trong thực tiễn thì lại rất lúng túng. Ví dụ như bài tập“ Vì sao có câu nói: sau mỗi trận mưa, lúa như được bón thêm một lần đạm.”. Chính vì những lí do trên tôi đã xây dựng và lựa chọn hệ thống câu hỏi lý thuyết và bài tập thực tiễn môn hoá học trung học phổ thông (phần phi kim - Nhóm VIIA - Halogen) cho đối tượng học sinh lớp 10 thực hiện trong giờ ngoại khoá. 2. Mục đích và kết quả cần đạt Thông qua việc giải một bài tập hoá học mà học sinh có thể giải đáp được những tình huống có vấn đề nảy sinh trong đời sống, trong lao động, sản xuất thì sẽ làm tăng lòng say mê học hỏi, phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Đó có thể là những bài tập có những điều kiện và yêu cầu thường gặp trong thực tiễn (bài tập thực tiễn) như: bài tập về cách sử dụng hoá chất, đồ dùng thí nghiệm; cách xử lí tai nạn do hoá chất; bảo vệ môi trường; sản xuất hoá học; xử lí và tận dụng các chất thải…Tăng cường sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy và học hoá học sẽ góp phần thực hiện nguyên lí giáo dục: học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lí luận gắn liền với thực tiễn. Bằng những kiến thức hoá học, trước tiên học sinh có thể giải đáp được những câu hỏi “Tại sao?” nảy sinh từ thực tiễn và hơn nữa là có thể đưa ra những giải pháp tối ưu cho tình huống có vấn đề nảy sinh từ chính thực tiễn đó. 2 PHẦN II: NỘI DUNG I. MỘT SỐ CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC THỰC TIỄN. 1. Khái niệm về bài tập hoá học thực tiễn. - Bài tập hoá học là nhiệm vụ học tập giáo viên đặt ra cho người học, buộc người học phải vận dụng các kiến thức đã biết hoặc các kinh nghiệm thực tiễn, sử dụng các hành động trí tuệ hay hành động thực tiễn để giải quyết các nhiệm vụ đó nhằm chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng một cách tích cực, hứng thú và sáng tạo. - Bài tập thực tiễn là những bài tập có nội dung (những điều kiện và yêu cầu) xuất phát từ thực tiễn. Quan trọng nhất là các bài tập vận dụng kiến thức vào cuộc sống và sản xuất, góp phần giải quyết một số vấn đề đặt ra từ thực tiễn. 2. Cấu trúc của một bài tập, hệ bài tập. - Bài tập gồm những điều kiện và những yêu cầu. - Hệ bài tập chỉ có thể là bài tập nếu nó trở thành đối tượng hành động của một chủ thể (người giải). Bài tập và người giải là một thể thống nhất, vẹn toàn. 3. Vai trò, chức năng của bài tập hoá học thực tiễn. Trong giáo dục học thì bài tập hoá học được xếp vào hệ thống các phương pháp dạy học. Phương pháp này được coi là một trong những phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng giảng dạy hoá học. Bài tập vừa là mục đích, vừa là nội dung của việc dạy và học hoá học. Bài tập cung cấp cho học sinh kiến thức, con đường giành lấy kiến thức và còn mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện, của sự tìm ra đáp số. Bài tập hoá học có chức năng dạy học, chức năng giáo dục, chức năng kiểm tra, chức năng phát triển… Những chức năng này đều hướng tới việc thực hiện các mục đích dạy học. Tuy nhiên trong thực tế các chức năng này không tách rời với nhau. Giảng dạy làm sao để học sinh có thể giải quyết các bài tập? Học sinh phải học tập như thế nào để giải quyết được các bài tập? Bài tập hoá học là phương tiện 3 cơ bản để học sinh tập vận dụng các kiến thức hoá học vào thực tế đời sống, sản xuất và nghiên cứu khoa học. Thông qua bài tập hoá học, học sinh thêm hiểu kiến thức đã học; hình thành, phát triển và hoàn thiên các kĩ năng, năng lực của bản thân; học sinh được bồi dưỡng thêm về tình cảm, thái độ. Bài tập hoá học thực tiễn cũng có đầy đủ các vai trò, chức năng của một bài tập hoá học. 3.1. Về kiến thức. - Thông qua giải bài tập thực tiễn, học sinh hiểu kĩ hơn các khái niệm, tính chất hoá học; củng cố kiến thức một cách thường xuyên và hệ thống hoá kiến thức; mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động, phong phú mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của học sinh. - Giúp học sinh thêm hiểu biết về thiên nhiên, môi trường sống, ngành sản xuất hoá học, những vấn đề mang tính thời sự trong nước và quốc tế. - Giúp học sinh bước đầu biết vận dụng kiến thức để lí giải và cải tạo thực tiễn nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống. 3.2. Về kĩ năng. -Rèn luyện và phát triển cho học sinh năng lực nhận thức, năng lực thích ứng, năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực hợp tác và làm việc theo nhóm…. - Rèn luyện và phát triển các kĩ năng học tập như : kĩ năng thu thập thông tin, vận dụng kiến thức để giải quyết tình huống có vấn đề một cách linh hoạt, sáng tạo…. - Rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học. - Bồi dưỡng và phát triển các thao tác tư duy: quan sát, so sánh, phân tích, suy đoán, tổng hợp… 3.3. Giáo dục. - Rèn luyện cho học sinh tính kiên nhẫn, tự giác, chủ động, chính xác, sáng tạo trong học tập và trong quá trình giải quyết các vấn đề thực tiễn. 4 - Giúp học sinh thấy rõ lợi ích của việc học môn hoá học từ đó tạo động cơ học tập tích cực; kích thích trí tò mò, óc quan sát, sự ham hiểu biết…làm tăng hứng thú học môn hoá học và từ đó có thể làm cho học sinh say mê nghiên cứu khoa học và công nghệ giúp học sinh có những định hướng nghề nghiệp tương lai. - Vì các bài tập hoá học thực tiễn gắn liền với đời sống của chính bản thân học sinh, của gia đình, của địa phương và với môi trường xung quanh nên càng góp phần tăng động cơ học tập của học sinh: học tập để nâng cao chất lượng cuộc sống của bản thân và của cộng đồng. Với những kết quả ban đầu của việc vận dụng kiến thức hoá học phổ thông để giải quyết các vấn đề thực tiễn học sinh thêm tự tin vào bản thân mình để tiếp tục học hỏi, tiếp tục phấn đấu và phát triển. II. MỘT SỐ CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP HOÁ HỌC THỰC TIỄN PHẦN PHI KIM- PHÂN NHÓM CHÍNH NHÓM VII- HALOGEN. Clo Obitan nguyên tử Clo Mô hình phân tử Clo Khí Clo 1.Tại sao trong công nghiệp người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch natriclorua bão hoà chứ không dùng phản ứng oxi hoá khử giữa các chất để điều chế clo? 2. Để diệt chuột ở ngoài đồng người ta có thể cho khí clo qua những ống mềm vào hang chuột. Hai tính chất nào của clo cho phép sử dụng clo như vậy? 3. Thổi khí clo đi qua dung dịch natricacbonat người ta thấy có khí cacbonđioxit bay ra. Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình phản ứng. 5 4. Trong thí nghiệm ở hình bên người ta dẫn khí clo mới điều chế từ manganđioxit rắn và dung dịch axit clohiđric đậm đặc vào ống hình trụ A có đặt một miếng giấy màu. Nếu đóng khoá K thì miếng giấy màu không mất màu. Nếu mở khoá K thì giấy mất màu. Giải thích hiện tượng. 5. Một lượng nhỏ khí clo có thể làm nhiễm bẩn không khí trong phòng thí nghiệm. Để loại bỏ lượng khí clo đó có thể dùng khí amôniac. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra. 6. Tại sao nước clo có tính tẩy màu, sát trùng và khi để lâu lại mất đi những tính chất này. 7. Trong các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt thì khâu cuối cùng của việc xử lí nước là khử trùng nước. Một trong các phương pháp khử trùng nước đang được dùng phổ biến ở nước ta là dùng clo. Lượng clo được bơm vào nước trong bể tiếp xúc theo tỉ lệ 5 g/m 3 . Nếu với dân số Hà Nội là 3 triệu, mỗi người dùng 200 lít nước/ ngày, thì các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt cần dùng bao nhiêu kg clo mỗi ngày cho việc xử lí nước? 8. Dùng clo để khử trùng nước sinh hoạt là một phương pháp rẻ tiền và dễ sử dụng. Tuy nhiên cần phải thường xuyên kiểm tra nồng độ clo dư ở trong nước bởi vì lượng clo dư nhiều sẽ gây nguy hiểm cho con người và môi trường. Cách đơn giản để kiểm tra lượng clo dư là dùng kali iôtua và hồ tinh bột. Hãy nêu hiện tượng của quá trình kiểm tra này và viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có). 9. Để sát trùng nước nhanh người ta bơm clo vào trong nước với hàm lượng 10g/m 3 để có thể tiêu diệt các vi khuẩn và phá huỷ các hợp chất hữu cơ trong vòng 10 phút. Cuối giai đoạn khử trùng này người ta trung hoà clo dư bằng lưu huỳnh đioxit hoặc natri sunfit . Hãy viết các phương trình phản ứng trung hoà đó? 6 Khãa K GiÊy mµu 2 4 Dung dÞch H SO Clo 10. Clo là một chất độc đối với cơ thể con người. Tuy nhiên, một mẫu nước được coi là sạch có thể dùng trong sinh hoạt lại phải có một hàm lượng nhỏ clo dư ở cuối mạng lưới (đầu vòi nước dẫn vào từng hộ sử dụng). Hãy giải thích sự “ mâu thuẫn” đó. 11. Clo được dùng làm chất chống tạo rong rêu trong vệ sinh bể bơi theo phản ứng sau: Ca(OCl) 2 + 2H 2 O → 2HClO + Ca(OH) 2 Canxi hipoclorit phản ứng với nước tạo axit hipoclorơ là một tác nhân hoạt động. Ở pH bằng 7,0 có 27,5% axit ion hoá thành ion hipoclorit không hoạt động. Phần axit hipoclorơ còn lại (72,5%) chuyển thành clo dùng làm sạch hồ bơi.Trong hồ bơi, mức clo được duy trì ở 3ppm hay 4,23.10 -5 M. Cần bao nhiêu Canxi hipoclorit để thêm vào hồ chứa 80.000 lít nước để clo đạt tiêu chuẩn vệ sinh là 3ppm ở pH bằng 7,0? 12. Nếu mở nút một bình đựng đầy hidroclorua thì thấy khói xuất hiện ở miệng bình. Giải thích hiện tượng đó. 13. Hình dưới đây mô tả hình ảnh quan sát được khi dẫn khí hiđroclorua đi từ từ qua bình lọc khí chứa nước (a) và bình chứa axit sunfuric đặc (b). Hãy giải thích vì sao có sự khác nhau. b a 7 14. Hồi đầu thế kỉ 19 người ta sản xuất natrisunfat bằng cách cho axit sunfuric đặc tác dụng với muối ăn. Khi đó, xung quanh các nhà máy sản xuất bằng cách này, dụng cụ của thợ thủ công rất nhanh hỏng và cây cối bị chết rất nhiều. Người ta đã cố gắng cho khí thải thoát ra bằng những ống khói cao tới 300m nhưng tác hại của khí thải vẫn tiếp diễn , đặc biệt là khi khí hậu ẩm. Hãy giải thích những hiện tượng trên. 15. Công suất của một tháp tổng hợp hiđroclorua là 25,00 tấn hiđroclorua trong một ngày đêm. a.Tính khối lượng clo và hidro cần dùng để thu được khối lượng hiđroclorua nói trên biết rằng khối lượng hidro cần dùng lớn hơn 10% so với khối lượng tính theo lí thuyết. b.Vì sao dùng dư hiđrô mà không dùng dư clo? 16. Đưa ra ánh sáng một ống nghiệm đựng bạc clorua có nhỏ thêm một ít giọt dung dịch quỳ tím. Hiện tượng nào sẽ xảy ra? Giải thích. 17. Muối ăn khi khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn nhiều tạp chất như MgCl 2 , CaCl 2 , CaSO 4 …. Làm cho muối có vị đắng chát và dễ bị chảy nước gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng muối nên cần loại bỏ. Một trong những phương pháp loại bỏ tạp chất ở muối ăn là dùng hỗn hợp Na 2 CO 3 , NaOH, BaCl 2 tác dụng với dung dịch nước muối để loại tạp chất dưới dạng các chất kết tủa : CaCO 3 , Mg(OH) 2 , BaSO 4 . Một mẫu muối thô thu được bàng phương pháp bay hơi nước biển vùng Bà Nà- Ninh Thuận có thành phần khối lượng như sau: 96,525% NaCl; 0,190% MgCl 2 ; 1,224% CaSO 4 ; 0,010% CaCl 2 ; 0,951% H 2 O. 8 a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi dùng hỗn hợp A gồm Na 2 CO 3 , NaOH, BaCl 2 để loại bỏ tạp chất ở mẫu muối trên. b. Tính lượng khối lượng hỗn hợp A cần dùng để loại bỏ hết các tạp chất có trong 3 tấn muối có thành phần như trên . c.Tính thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp A. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 18. Trong phòng thí nghiệm có các hoá chất natriclorua, manganđioxit, natrihidroxit, axit sunfuric đặc ta có thể điều chế được nước Javen hay không? Viết các phương trình phản ứng. 19. Để điều chế kaliclorat với giá thành hạ người ta thường làm như sau: Cho khí clo đi qua nước vôi đun nóng, lấy dung dịch thu được trộn với kaliclorua và làm lạnh. Khi đó kaliclorat sẽ kết tinh. Hãy viết phương trình các phản ứng xảy ra và giải thích vì sao kaliclorat kết tinh. 20. Nhiên liệu rắn dành cho tên lửa tăng tốc của tàu vũ trụ con thoi là một hỗn hợp amoni peclorat ( NH 4 ClO 4 ) và bột nhôm. Khi được đốt đến trên 200 0 C, amoni peclorat nổ: 2NH 4 ClO 4 → N 2 + Cl 2 + 2O 2 + 4 H 2 O. Mỗi một lần phóng tàu con thoi tiêu tốn 750 tấn amoni peclorat. Giả sử tất cả oxi sinh ra tác dụng với bột nhôm, hãy tính khối lượng nhôm phản ứng với oxi và khối lượng nhôm oxit sinh ra. 21. Tại sao clorua vôi được dùng rộng rãi hơn nước Javen? 9 Đốt cháy kali clorat Ruộng muối Muối mỏ 22. Sau quá trình điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn, khí clo ra khỏi thùng điện phân có chứa một lượng lớn hơi nước gây ăn mòn thiết bị, không thể vận chuyển và sử dụng được. Vì vậy phải tiến hành sấy khô khí clo ẩm rồi hoá lỏng vận chuyển tới nơi tiêu thụ. Hãy lựa chọn trong các hoá chất sau, chất nào có thể dùng để sấy khô khí clo ẩm? Giải thích? a. CaO rắn. b. H 2 SO 4 đặc c.NaOH rắn Brom Obitan nguyên tử Brom Hơi Brom Dung dịch 23. Cho khí clo đi qua dung dịch natribromua ta thấy dung dịch có màu vàng. Tiếp tục cho khí clo đi qua ta thấy dung dịch mất màu. Lấy vài giọt dung dịch sau thí nghiệm nhỏ lên giấy quỳ tím thì giấy quỳ hoá đỏ. Hãy giải thích hiện tượng và viết các phương trình phản ứng. 24. Một ống nghiệm hình trụ có một ít hơi brom. Muốn hơi thoát ra nhanh cần đặt ống đứng thẳng hay úp ngược ống treo trên giá? Vì sao? 25. Để điều chế axit clohiđric người ta cho natriclorua tác dụng với axit sunfuric đặc. Tại sao không dùng phương pháp tương tự để điều chế axit bromhiđric? Người ta điều chế hiđrobromua bằng cách nào? 26. Brom là nguyên liệu điều chế các hợp chất chứa brom trong y dược, nhiếp ảnh, chất nhuộm, chất chống nổ cho động cơ đốt trong, thuốc trừ sâu…Để sản xuất brom từ nguồn nước biển có hàm lượng 84,975g NaBr/m 3 nước biển người ta dùng phương pháp thổi khí clo vào nước biển. Lượng khí clo cần dùng phải nhiều hơn 10% so với lí thuyết. 10