Đang tải... (xem toàn văn)
SKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễnSKKN Hiện tượng điện phân và ứng dụng của hiện tượng điện phân trong thực tiễn
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Như biết: Tích hợp khái niệm rộng khơng dùng lĩnh vực lí luận dạy học Tích hợp có nguồn gốc từ tiếng La tinh: Integration với nghĩa: xác lập chung, toàn thể, thống sở phận riêng lẻ.Trong dạy học mơn, tích hợp hiểu kết hợp, tổ hợp nội dung từ môn học, lĩnh vực học tập khác thành “môn học” lồng ghép nội dung cần thiết vào nội dung vốn có mơn học, ví dụ: lồng ghép nội dung giáo dục dân số, giáo dục mơi trường, giáo dục an tồn giao thơng mơn học Địa lí, Hố học,GDCD xây dựng mơn học tích hợp từ mơn học truyền thống Trong trình nghiên cứu để giảng dạy tham gia thi dạy học theo chủ đề tích hợp, sáng tạo, thực dạy học theo chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học gắn liền với thực tiễn, nhận thấy rằng: Kiến thức học sinh học mơn học khác có lặp lại; môn học liên quan chưa có liên hệ chặt chẽ, logic để giải tình xảy dạy học giải vấn đề thực tiễn Do học sinh chưa có cách nhìn tổng quan, logic vấn đề, chưa kích thích sáng tạo tìm tòi học sinh nhằm đem lại kết thiết thực cho sống Mặt khác thực trạng tồn trường trung học phổ thông việc dạy học chịu tác động nặng nề mục tiêu thi cử Học để thi, dạy để thi đua có thành tích thi cử tốt Do giáo viên chưa quan tâm nhiều đến việc giúp học sinh vận dụng kiến thức học vào ứng dụng thực tiễn; lí thuyết chưa đơi với thực hành Vậy câu hỏi đặt làm để học sinh u thích mơn học, biết vận dụng lí thuyết để giải vấn đề thực tiễn, tự tạo sản phẩm có giá trị phục vụ cho sống, hiểu ứng dụng thực tiễn sở kiến thức học Để làm điều đòi hỏi giáo viên q trình giảng dạy khơng tìm hiểu, nghiên cứu kiến thức mơn học mà phải tìm tòi kiến thức mơn học khác, biết xâu chuổi kiến thức thành hệ thống tạo nên chủ đề, chủ điểm có nội dung liên quan đến nhiều môn học gắn liền với thực tiễn Xuất phát từ mục đích tơi xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng tượng điện phân thực tiễn” dựa vào kiến thức học mơn Vật lí Hóa học 1.2 Phạm vi áp dụng đề tài Dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng điện phân vào thực tiễn sống” áp dụng để giảng dạy cho toàn thể học sinh khối 11,12 sau học xong “Sự điện li” hóa học lớp 11 “Dòng điện chất điện phân” Vật lí lớp 11 Dự án dạy học áp dụng để dạy thử nghiệm cho lớp 11A1 PHẦN NỘI DUNG 2.1 Thực trạng đề tài Điện phân ứng dụng điện phân có vai trò quan trọng thực tiễn sống, hiểu kiến thức điện phân giúp học sinh giải nhiều vấn đề thực tiễn có liên quan Kiến thức điện phân học sinh học lớp 11 mơn Vật lí lặp lại lớp 12 mơn Hố học với nội dung sau: Mơn Vật lí giúp học sinh nắm chất dòng điện chất điện phân mà khơng làm rõ phản ứng xảy trình điện phân Mơn hố học lại làm rõ phản ứng mà khơng sâu tìm hiểu đến chất dòng điện chất điện phân Như kiến thức điện phân mà học sinh học có lặp lại chưa có logic chặt chẽ với nhau, chưa xây dựng nội dung liên quan thành hệ thống giúp học sinh dễ dàng tiếp thu hiểu sâu sắc chất vấn đề , từ giúp học sinh vận dụng kiến thức học để giải vấn đề thực tiễn Trước dạy cho học sinh kiến thức điện phân, cho học sinh làm kiểm tra 15 phút để đánh giá kiến thức em điện phân mà em học Vật lí lớp 11 với nội dung sau: “ Xác định sản phẩm tạo điện cực điện phân dung dịch NaCl ứng dụng điện phân dung dịch NaCl thực tiễn” Tiến hành kiểm tra với lớp 11A1 lớp chọn, học theo chương trình nâng cao trường, kết đạt sau: - Đa số học sinh xác định di chuyển ion điện cực lại không viết phản ứng xảy điện cực Do khơng xác định sản phẩm tạo điện phân nên ứng dụng điện phân dung dịch NaCl có khơng có màng ngăn thực tiễn - Hs chưa biết kết hợp kiến thức điện li với điện phân để đánh giá khả dẫn điện dung dịch chất điện phân - Chưa vận dụng định luật Faraday để làm tập định lượng điện phân Từ kết tơi nghiên cứu kiến thức tượng điện phân mơn Vật lí 11 kết hợp với có liên quan đến tượng điện phân mơn Hóa học để xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng tượng điện phân thực tiễn” với nội dung liên quan chặt chẽ với giúp học sinh hiểu chất điện phân ứng dụng điện phân vào thực tiễn sống 2.2 Nội dung đề tài 2.2.1 Xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng điện phân thực tiễn ” Xuất phát từ thực trạng trên, qua thời gian dài nghiên cứu dạy học theo chủ đề tích hợp liên quan tới nhiều mơn học gắn liền với thực tiễn, kiến thức điện phân tìm hiểu sách giáo khoa mơn Vật lí lớp 11 mơn Hố học lớp 11, 12 xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng tượng điện phân thực tiễn” Cụ thể: Dựa vào kiến thức học: Bài: “ Sự điện li” mơn Hóa học 11nc – 11cb Bài: “ Dòng điện chất điện phân “ mơn Vật lí 11-Nc; 11-Cb Bài : “ Sự điện phân” môn Hóa học lớp 12 Nc Bài : “ Điều chế kim loại” mơn Hóa học lớp 12- Nc; 12- Cb hệ thống xây dựng dự án với nội dung sau: Nội dung 1: Tìm hiểu điện li, từ biết chất điện phân Nội dung 2: Bản chất dòng điện chất điện phân Nội dung 3: Tìm hiểu khái niệm điện phân thơng qua ví dụ điện phân Nội dung 4: Tìm hiểu trường hợp điện phân: + Điện phân nóng chảy để điều chế kim loại từ Al trở trước + Điện phân dung dịch chất điện li với điện cực trơ + Điện phân dung dịch chất điện phân với anot tan – Hiện tượng dương cực tan Nội dung 5: Định luật Faraday – Vận dụng định luật Faraday để định lượng điện phân Nội dung 6: Ứng dụng tượng điện phân công nghiệp thực tiễn Nội dung 7: Kiểm tra vận dụng học sinh sau học dự án Các nội dung thể cụ thể rõ ràng giáo án dự án dạy học mà thiết kế sau: (Thời gian thực dự án: tiết trình chiếu power point ) DỰ ÁN DẠY HỌC :”HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN PHÂN TRONG THỰC TIỄN “ A.MỤC TIÊU Kiến thức Mơn hóa học: Hs biết được: + Thế điện phân; tượng điện phân + Ứng dụng điện phân thực tiễn Hs hiểu: + Thế chất điện li viết phương trình điện li axit, bazơ, muối + Những phản ứng hóa học xảy điện cực trình điện phân viết phương trình điện phân + Nguyên tắc mạ điện, đúc điện, tinh chế điều chế kim loại Môn vật lí: + Biết chất điện phân; + Hiểu chất dòng điện chất điện phân; dịch chuyển ion trình điện phân + Phân biệt nội dung định luật Faraday, viết biểu thức giải thích ý nghĩa đại lượng Kỹ Mơn vật lí: + Thực số thí nghiệm điện phân như: Điện phân dung dịch NaCl, CuSO4, AgNO3 ( với anot trơ) điện phân dung dịch CuSO4 với anot tan Vận dụng tượng dương cực tan để mạ điện, tinh chế kim loại, đúc điện + Biết xác định tên điện cực trong bình điện phân + Vận dụng định luật Faraday để giải toán liên quan đến điện phân tính tốn khối lượng kim loại tạo sau thời gian điện phân, tính q, A, bề dày lớp mạ Mơn hóa học: + Xác định sản phẩm tạo trình điện phân Viết PTHH xảy điện cực viết phương trình điện phân + Vận dụng định luật Faraday để giải toán liên quan đến điện phân c Về thái độ: Hs liên hệ với thực tiễn điện phân để thấy tầm quan trọng điện phân thực tiễn sống: Điều chế hóa chất Cl 2, NaOH, H2, nước giaven, ; điều chế kim loại; ứng dụng tượng dương cực tan vào tinh chế kim loại, đúc điện, mạ điện tạo lớp mạ trang trí bảo vệ kim loại khơng bị ăn mòn; Xử lí nước thải có chứa chất độc xianua,kim loại nặng B CHUẨN BỊ Giáo viên: - Bộ dụng cụ thí nghiệm dòng điện chất điện phân - Bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học - Các thí nghiệm: + Điện phân dung dịch muối ăn có màng ngăn khơng có màng ngăn + Điện phân dung dịch CuSO4 , AgNO3 với anot trơ + Điện phân dung dịch CuSO4 với anot tan vận dụng mạ Ag cho đoạn dây dẫn - Hình ảnh mạ điện, đúc điện Học sinh: Ôn lại: Mơn vật lí: + Các kiến thức dòng điện kim loại; dòng điện chất điện phân + Định luật Faraday Mơn hóa học: + Sự điện li axit, bazơ, muối chế điện li + Phản ứng oxi hóa-khử q trình cho nhận electron + Sự điện li nước C.LÊN LỚP Bài cũ (5’) Hãy nêu chất dòng điện kim loại? Hạt tải điện kim loại gì? Vì kim loại dẫn điện tốt? Bài Vào (5’): Kim loại dẫn điện, chất lỏng có dẫn điện khơng Giáo viên chiếu hình ảnh: Đánh bắt cá điện, bị ngập lụt phải tắt hệ thống điện số hình ảnh khác: Bức tượng phật mạ vàng, huy chương vàng, bạc đặt câu hỏi : có phải chúng làm vàng, bạc hay không ? Để tạo sản phẩm đẹp người ta làm Để trả lời cho câu hỏi em tìm hiểu điện phân ứng dụng điện phân thông qua nội dung học: Bài: “ Dòng điện chất điện phân “ vật lí 11-Nc; 11-Cb Bài : “ Sự điện phân” mơn hóa học lớp 12 Nc Bài : “ Điều chế kim loại” môn hóa học lớp 12- Nc; 12- Cb Hoạt động 1: Tìm hiểu thuyết điện li - chất điện phân (25’) Hoạt động giáo viên - Giáo viên chuẩn bị cốc : + Cốc 1: chứa nước cất + Cốc 2: chứa dung dịch NaCl -Tiến hành thí nghiệm: Lắp cốc chứa dung dịch vào dụng cụ hình 1.1(SGK Vật lí 11 - NC).Nối đầu dây dẫn với nguồn điện => Quan sát nêu tượng? => Giải thích rút kết luận? -Gv: Dựa vào “Sự điện li “ hóa học lớp 11-NC nêu chế trình điện li NaCl nước? -Gv: Viết phương trình điện li NaCl nước? -Gv chiếu file flash chế điện li NaCl nước? - Gv nêu nội dung thuyết điện li - Gv yêu cầu hs lấy ví dụ phân li muối, axít, bazơ nước? Viết phương trình điện li? -Giáo viên: làm thí nghiệm tương tự với dung dịch khác thấy: + Dung dịch axit, bazơ,muối + Các muối nóng chảy Hoạt động học sinh - Hs quan sát nêu tượng: + Cốc bóng đèn khơng sáng + Cốc bóng đèn sáng Nước cất khơng dẫn điện Nước cất chất điện môi Dung dịch NaCl chất dẫn diện - Hs giải thích: Nước chất điện li yếu → mật độ hạt tải điện nên dòng điện qua nhỏ → nước cất không dẫn điện NaCl tan nước điện li mạnh tạo ion làm tăng mật độ hạt tải điện nên cường độ dòng điện tăng → dung dịch NaCl dẫn điện -Hs nêu chế trình điện li NaCl nước: - NaCl hợp chất ion Khi cho NaCl tinh thể vào nước ion Na+ Cl- bề mặt tinh thể hút chúng phân tử H2O (cation hút đầu âm anion hút đầu dương) Quá trình tương tác phần tử nước có cực ion muối kết hợp với chuyển động hỗn loạn không ngừng phần tử nước làm cho ion Na+ Cl- tách đầu khỏi tinh thể hòa tan nước NaCl → Na+ + Cl- - Hs lấy ví dụ: NaCl → Na+ + ClAn B m → nAm+ + mBnNaOH → Na+ + OHM(OH)n → Mn+ + nOH+ HCl → H + ClHn A → nH+ + An-Hs rút kết luận: Những chất tan nước trạng thái nóng chảy chúng phân li thành ion Các dung dịch muối, axit, bazơ gọi dẫn điện Chúng chất điện phân Vậy chất chất điện phân? chất điện phân Các muối nóng chảy chất điện phân Hoạt động 2: Bản chất dòng điện chất điện phân (20’) Hoạt động giáo viên -Gv: Để tìm hiểu chất dòng điện chất điện phân cần nghiên cứu thí nghiệm sau: Bình điện phân dung dịch NaCl, hai điện cực trơ catot (-) anot (+) , điện trở, ampe kế, nguồn điện Gv yêu cầu hs quan sát tượng khi: + Khóa K mở + Khóa K đóng Gv: Tại mở khóa K mạch khơng có dòng điện đóng khóa K mạch có dòng điện? Gợi ý: -Giáo viên chiếu thí nghiệm mơ phỏng: + Sự chuyển động ion Na+, Cl- khơng có dòng điện qua + Sự chuyển động ion Na+, Cl- có dòng điện qua u cầu hs giải thích rút nhận xét ? Gv bổ sung: Ion dương(cation) di chuyển phía catot ; ion âm (anion) di chuyển phía anot => Kết luận dòng điện chất điện phân? - Trong kim loại chất điện phân chất dẫn điện tốt hơn? Vì sao? Hoạt động học sinh Hs quan sát TN nêu tượng: + Khi khóa K mở khơng có dòng điện chạy mạch, bóng đèn khơng sáng + Khi khóa K đóng bóng đèn sáng → có dòng điện chạy mạch -Hs quan sát rút nhận xét: + Khi chưa có dòng điện: Các ion chuyển động nhiệt hỗn loạn +Khi có dòng điện: Các ion chuyển động thành dòng có hướng: Các ion dương (+) theo chiều điện trường Các ion âm (-) ngược chiều điện trường -Hs rút kết luận chất dòng điện chất điện phân: - Dòng điện lòng chất điện phân dòng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường - Kim loại dẫn điện tốt chất điện phân - Hiện tượng điện phân thường kèm theo phản ứng phụ Hoạt động 3: Sự điện phân (15’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Giáo viên chiếu sơ đồ điện phân muối NaCl nóng chảy Yêu cầu học sinh xác định sản phẩm thu điện cực? Giải thích? Giáo viên hướng dẫn: - Khi cho dòng điện qua: Na+ di chuyển - Chiều di chuyển ion Na+, Cl- cho theo chiều điện trường (đến cực âm (-) )và dòng điện chiều qua ? Cl- di chuyển ngược chiều điện trường (đến cực dương (+)) - Xác định chiều di chuyển electron điện cực mạch ngồi ? - Phản ứng hóa học xảy bề mặt catot, anot bình điện phân? Viết phương trình điện phân NaCl nóng chảy => sản phẩm thu điện cực - Các electron di chuyển từ anot đến catot điện cực mạch - Ở anot (+) Catot (-) 2Cl → Cl2 + 2e Na+ + 1e → Na (xảy oxi hóa) (xảy khử) Phương trình điện phân: 2NaCl đpnc → 2Na + Cl2 Gv: Đứng phương diện hóa học nguồn Hs: Đứng phương diện hóa học nguồn điện chiều có vai trò nào? điện chiều có vai trò máy bơm electron từ catot đến anot Gv: Từ ví dụ nêu định nghĩa - Học sinh nêu định nghĩa: điện phân ? Sự điện phân q trình oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực có dòng điện chiều qua chất điện li nóng chảy hay dung dịch chất điện li Gv: Vì anot catot pin điện hóa - Vì điện phân trình sử dụng điện pin điện phân khác nhau? để tạo biến đổi hóa học khác với pin điện hóa: sử dụng phản ứng oxi hóa khử -> sản sinh dòng điện Hoạt động 4: Điện phân chất điện li nóng chảy (20’) Hoạt động giáo viên - Gv: Ngoài trình điện phân NaCl nóng chảy để thu Na Cl2 có q trình điện phân chất nóng chảy MgCl2, Al2O3, NaOH, -Gv chiếu sơ đồ điện phân Al2O3 để điều chế Al công nghiệp Yêu cầu hs xác định sản phẩm viết phương trình điện phân Giáo viên yêu cầu học sinh viết phương trình điện phân chất: MgCl2, NaOH Gv: Điện phân nóng chảy dùng để điều chế kim loại nào? Hoạt động học sinh Hs quan sát xác định sản phẩm: + Catot: Thu Al + Anot: Thu khí oxi Sơ đồ điện phân nóng chảy Al2O3 Al2O3 → 2Al3++ 3O2Catot (-) Anot (+) Al3+ + 3e → Al 2O2-→O2 + 4e Pt điện phân: 2Al2O3 đpnc → 4Al + 3O2 - Học sinh viết phương trình điện phân chất: + Điện phân nóng chảy MgCl2: MgCl2 đpnc → Mg + Cl2 + Điện phân nóng chảy NaOH : 4NaOH đpnc → 4Na + O2 + 2H2O Hs: Điện phân nóng chảy dùng để điều chế kim loại đứng từ Al trở trước Hoạt động 5: Điện phân dung dich chất điện li nước với điên cực trơ (35’) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh a.Điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, thổ, nhôm Gv cho học sinh quan sát mơ hình thí Hs viết phản ứng xảy điện cực điện nghiệm điện phân dung dịch NaCl phân dung dịch NaCl: Yêu cầu học sinh xác định sản phẩm NaCl → Na++Clthu điện cực? Giải thích? Anot (+) Catot (-) (Cl , H2O) (Na+,H2O) 2Cl- → Cl2↑ +2e H2O+2e → H2↑+ 2OH NaCl + 2H2O → Cl2 ↑ + H2 ↑ + 2NaOH -Gv rút kết luận : + Ở catot: ion kim loại kiềm, thổ, nhôm không nhận electron chúng có tính oxi hóa yếu nước H2O nhận electron theo phương trình: 2H2O + 2e -> H2 + 2OH+ Ở anot: • Nếu S2-, Cl-,Br-, I- chúng điên phân trước nước theo thứ tự tính khử: S2- > I- > Br- > Cl- > H2 O • Nếu ion: NO3-, SO42-, CO32-, PO43- chúng khơng cho electron mà nước cho electron theo phương trình: 2H2O -> O2+4H+ + 4e b Điện phân dung dịch muối kim loại đứng sau nhơm dãy điện hóa: - Gv u cầu học sinh quan sát thí nghiệm điện phân dung dịch CuSO4 xác định sản phẩm catot anot? Hs nhận xét: + Ở catot: ion kim loại không nhận e mà H+ H2O nhận electron giải phóng khí H2 Tạo môi trường kiềm - Học sinh quan sát thí nghiệm, nêu tượng: Ở catot: có đồng bám vào Ở anot: có khí - Viết sơ đồ điện phân: CuSO4 → Cu2+ + SO42Anot (+) Catot (-) 2SO4 , H2O Cu2+, H2O 2H2O → O2↑ +4e +4H+ Cu2++2e → Cu Pt điện phân: 2CuSO4+2H2O đpdd → 2Cu+O2+2H2SO4 ⇒ Từ ví dụ điện phân dung dịch Hs rút : CuSO4 xác định phản + Ở catot: cation kim loại bị khử theo phương ứng hóa học xảy bề mặt catot, trình: Mn++ ne -> M Sau hết ion tiếp anot bình điện phân điện phân tục điện phân H2O điện phân theo phương dung dịch muối kim loại đứng trình : 2H2O + 2e -> H2 + OHsau nhơm dãy điện hóa ? Gv rút kết luận chung: + Ở catot: cation kim loại bị khử theo phương trình: Mn++ ne → M Sau hết ion tiếp tục điện phân H2O điện phân theo phương trình : 2H2O + 2e → H2 + OH+ Ở anot: xảy tương tự điện phân dung dịch muối kim loại kiềm, thổ, nhôm - Giáo viên yêu cầu học sinh viết sơ đồ điên phân dung dịch AgNO3, CuCl2 với điện cực trơ Xác định sản phẩm môi trường dung dịch sau điện phân + Hs viết sơ đồ điện phân dung dịch AgNO3: AgNO3 -> Ag+ + NO3Anot (+) Catot (-) NO3 , H2O Ag+, H2O + + 2H2O->O2+4e +4H Ag +1e->Ag Pt điện phân: 4AgNO3+2H2O đpdd → 4Ag+O2+4HNO3 Điện phân tạo HNO3môi trường axit + Điện phân dung dịch CuCl2: CuCl2 → Cu2+ + 2ClCatot(-) Anot(+) 2+ Cu , H2O Cl-, H2O Cu2+ + 2e → Cu 2Cl- → Cl2 ↑+ 2e đpdd Phương trình: CuCl2 → Cu + Cl2 Hoạt động 6: Hiện tượng dương cực tan (20’) Hoạt động giáo viên - Giáo viên làm thí nghiệm: Điện phân dung dịch CuSO4 với anot đồng Yêu cầu học sinh quan sát tượng? Giải thích? - Nhận xét nồng độ ion Cu2+ trước sau phản ứng? Gv cho hs quan sát mơ hình nghiệm điện phân dung dịch AgNO3 với anơt làm Cu Yêu cầu học sinh quan sát tượng diễn hai điện Hoạt động học sinh - Học sinh quan sát thí nghiệm nêu tượng: Anot làm Cu bị tan bám vào catot - Hs giải thích: CuSO4 → Cu2++ SO42Dưới tác dụng điện trường, ion Cu2+ di chuyển đến catot, nhận 2e từ nguồn điện tới tạo Cu bám vào catot: Cu2+ + 2e → Cu Ở anot, electron bị kéo cực dương nguồn điện tạo điều kiện tượng ion Cu2+ bề mặt anot tiếp xúc với dung dịch: Cu → Cu2+ + 2e Khi SO42- chạy anot kéo theo ion Cu2+ vào dung dịch gây tượng dương cực tan Phương trình: Cu(r) + Cu2+(dd) Cu2+(dd) + Cu(r) (anot) (Catot) 2+ Từ phương trình cho thấy nồng độ ion Cu dung dịch trước sau phản ứng không đổi Sự điện phân coi chuyển dời kim loại đồng từ anot đến catot - Hs rút nhận xét: Hiện tượng dương cực tan xảy điện phân dung dịch muối kim loại mà anot làm kim loại cực ⇒ Nêu điều kiện để có tượng dương cực tan? Gv: Khi không xảy tượng dương cực tan điện có bị tiêu hao q trình phân tích chất khơng? Vì sao? Gv bổ sung: Bình điện phân dương cực khơng tan có tiêu thụ điện vào việc phân tích chất, có suất phản điện ξP đóng vai trò máy thu điện Điện tiêu thụ W = ξPIt Hs: Khi có tượng dương cực tan bình điện phân khơng tiêu thụ điện vào việc phân tích chất mà tiêu hao tỏa nhiệt Bình điện phân điện trở Hoạt động 7: (15’) Định lượng trình điện phân - Vận dụng định luật Faraday Hoạt động giáo viên - Gv cho HS chơi trò chơi tiếp sức để kiểm tra kiến thức học tìm hiểu nhà bác học Michael Faraday - Gv cho học sinh đọc định luật thứ nhất, thứ hai Faraday mối quan hệ đại lượng Hoạt động học sinh Hs đọc SGK trình bày nội dung: * Định luật I Faraday Nd: SGK +Công thức: m = kq ; + Ý nghĩa đại lượng: k: đương lượng điện hóa (kg/C) q: điện lượng * Định luật II Faraday k =C A A = × n F n Công thức Faraday điên phân: Gv: Định luật Faraday áp dụng để tính khối lượng kim loại chất giải phóng điện cực biết thời gian điện phân, cường độ dòng điện Từ công thức Faraday => số mol e trao đổi điện cực: ne = m= A A × q hay m = × × I × t F n F n It F - Q = ne.F (Điện trường) - Khi điện phân dung dịch bình điện phân mắc nối tiếp cường độ dòng điện thời gian điện phân bình => thu nhường e điện cực tên phải chất sinh điện cực tên tỉ lệ mol với Gv yêu cầu hs vận dụng định luật Faraday để giải tập: Một bình điện phân chứa dung Hs giải tập dich AgNO3 có điện trở 2,5Ω Anơt bình Cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân làm Ag hiệu điện dặt vào hai điện cực bình 10V Tính khối lượng m bạc bám vào catơt sau 16phút 5giây Khối lượng nguyên tử bạc 108 I= U = 4( A) R Khối lượng bạc bám vào catốt thời gian 16phút 5giây: m= A 108 I t = 4.965 = 4,32( g ) F n 96500 Hoạt động 8: Ứng dụng điện phân (20’) Hoạt động giáo viên *Gv: Hiện tượng điện phân ứng dụng nhiều thực tế Gv dẫn dắt để học sinh đưa ứng dụng điện phân (Bài: Dòng điện chất điện phân- vật lí lớp 11): - Điều chế hóa chất: Điều chế số phi kim Cl2,H2, O2 điều chế số hợp chất như: NaOH, nước Gia-ven, H2O2 -Điều chế kim lọai Zn, Al, Mg (Hơn 50 lượng Zn giới điều chế phương pháp điện phân dung dịch ZnSO4) - Tinh chế kim loại như: Cu, Pb, Au - Mạ điện: - Đúc điện - Gv: Ngồi ứng dụng người ta dùng phương pháp điện phân để xử lí nước thải Gv trình bày ngun tắc cách xử lí phương pháp điện phân: + Nguyên tắc: Sử dụng q trình oxi hóa anot khử catot để làm nước thải khỏi Hoạt động học sinh Hs dựa vào kiến thức học dựa vào thực tế để hiểu ứng dụng tượng điện phân: - Điều chế hóa chất - Điều chế kim loại - Tinh chế kim loại - Mạ điện - Đúc điện tạp chất hòa tan phân tán Tất trình xảy điện cực cho dòng điện chiều qua nước thải.Các trình nghiên cứu để làm nước thải khỏi tạp chất xyanua, ancol sunfo xyanua, amin, andehit, hợp chất nitơ, thuốc nhuộm azo, sunfit,kim loại nặng…Trong q trình oxi hóa, chất nước thải bị phân rã hoàn toàn tạo thành CO2, NH3 H2O tạo thành chất không độc đơn giản để tách phương pháp khác Cụ thể: • Khử độc xyanua oxi hóa anot: CNO - + 2H O → NH 4+ + CO 32- Hs theo dõi nguyên tắc việc ứng dụng phương pháp điện phân xử lí nước thải Hs theo dõi kỹ thuật khử độc xyanua 2CNO - + 4OH - - 6e → N ↑ + 2CO ↑ + 2H 2O • Khử độc xyanua kỹ thuật oxi hóa NaOCl sinh Trong kỹ thuật này, NaOCl sinh q trình điện phân dung dịch NaCl khơng có màng ngăn oxi hóa CN- theo phản ứng: CN - + ClO − ⇔ CNO - + Cl 2CNO- + 3ClO − + 2H 2O ⇔ 2CO ↑ + 3Cl - + 2OH − Phương pháp có ưu điểm khơng cần thêm hóa chất từ bên ngồi, nước sau xử lý quay lại q trình sản xuất từ ban đầu • Khử kim loại nặng: Phương pháp điện phân sử dụng để làm nước thải khỏi ion kim loại nặng Pb2+, Sn2+, Hg2+, Cu2+, As3+ Cr6+ Quá trình khử catot ion kim loại xảy sau: Mn+ + ne → M Ở đây, kim loại lắng lên catot thu hồi Gv: Sử dụng phương pháp điện phân để xử lí nước thải có ưu điểm nhược điểm ? Hs theo dõi khử kim loại nặng phương pháp điện phân Hs nghiên cứu nêu ưu nhược điểm: Phương pháp có sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản, tự động hóa mà khơng cần sử dụng tác nhân hóa học lại tiêu hao điện lớn Hoạt động 9: Kiểm tra đánh giá kiến thức học sinh (Nhóm học sinh hồn thành nhà) Giáo viên u cầu học sinh nhóm hồn thành nội dung theo phân cơng sau: NHĨM - - ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH MUỐI ĂN VỚI ĐỜI SỐNG Câu Tìm hiểu ứng dụng điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn khơng có màng ngăn thực tiễn ? Câu Hãy thực điện phân dung dịch NaCl ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Khi điện phân dung dịch muối ăn nước , người ta thu khí hiđrơ vào bình tích V = lít Hãy tính cơng thực dòng điện điện phân? (Biết hiệu điện đặt vào hai cực bình U = 50V, áp suất khí hiđrơ bình p = 1,3 atm nhiệt độ khí hiđrơ t = 270C) NHĨM – 5- TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN TRONG ĐỜI SỐNG Câu Tìm hiểu ứng dụng tượng dương cực tan thực tiễn ? Trình bày khái niệm, nguyên tắc, mục đích ứng dụng ? Câu Hãy thực mạ đồng cho nhẫn ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Người ta mạ lên mặt kim loại có diện tích S = 120 cm lớp Cu phương pháp điện phân với cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân 4,5A.Tính bề dày lớp mạ ? Cho biết Cu có A = 64 n = 2, khối lượng riêng đồng D = 8,89 g/cm3 NHÓM – 8- ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI TRONG ĐIỆN PHÂN Câu Tìm hiểu điều chế số kim loai phương pháp điện phân? Câu Hãy thực điện phân dung dịch ZnSO4 để điều chế Zn ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch ZnSO để điều chế kẽm Tính khối lượng kẽm giải phóng catốt bình điện phân Cho biết hiệu điện đặt vào hai cực bình U = 10V; Điện tiêu thụ bình W=1kWh; kẽm A=65, n =2 Hướng dẫn nhà (2’) -Học sinh nhóm tự tìm kiếm thơng tin để hồn thành nội dung tập - Học sinh đăng kí thời gian để làm thí nghiệm phòng thực hành trình bày sản phẩm nhóm NHĨM - - ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH MUỐI ĂN VỚI ĐỜI SỐNG Câu Tìm hiểu ứng dụng điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn khơng có màng ngăn thực tiễn ? Câu Hãy thực điện phân dung dịch NaCl ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Khi điện phân dung dịch muối ăn nước , người ta thu khí hiđrơ vào bình tích V = lít Hãy tính cơng thực dòng điện điện phân? (Biết hiệu điện đặt vào hai cực bình U = 50V, áp suất khí hiđrơ bình p = 1,3 atm nhiệt độ khí hiđrơ t = 270C) NHĨM – 5- TÌM HIỂU HIỆN TƯỢNG DƯƠNG CỰC TAN TRONG ĐỜI SỐNG Câu Tìm hiểu ứng dụng tượng dương cực tan thực tiễn ? Trình bày khái niệm, ngun tắc, mục đích ứng dụng ? Câu Hãy thực mạ đồng cho nhẫn ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Người ta mạ lên mặt kim loại có diện tích S = 120 cm lớp Cu phương pháp điện phân với cường độ dòng điện chạy qua bình điện phân 4,5A.Tính bề dày lớp mạ ? Cho biết Cu có A = 64 n = 2, khối lượng riêng đồng D = 8,89 g/cm3 NHÓM – 8- ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI TRONG ĐIỆN PHÂN Câu Tìm hiểu điều chế số kim loai phương pháp điện phân? Câu Hãy thực điện phân dung dịch ZnSO4 để điều chế Zn ? Viết phương trình phản ứng xảy điện cực phương trình tổng quát ? Câu Người ta dùng phương pháp điện phân dung dịch ZnSO để điều chế kẽm Tính khối lượng kẽm giải phóng catốt bình điện phân Cho biết hiệu điện đặt vào hai cực bình U = 10V; Điện tiêu thụ bình W=1kWh; kẽm A=65, n =2 2.2.2 Phương pháp đánh giá kết học tập học sinh * Sau học xong dự án giáo viên đánh giá kết học tập học sinh với hình thức sau: - Đánh giá sản phẩm chung nhóm: + Bài viết nhóm học sinh + Nhóm học sinh thực thí nghiệm thật; + Bài trình chiếu học sinh đại diện nhóm - Đánh giá kết cá nhân thông qua vấn đáp * Gv xây dựng tiêu chí để đánh giá sản phẩm học sinh sau: Tiêu chí để đánh giá sản phẩm nhóm Trường THPT ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM CỦA DỰ ÁN Tên đề tài: Tên nhóm: Các tiêu chí Số điểm Đánh giá giáo viên Nội dung Trình bày theo yêu cầu câu hỏi: 30 Câu 10 Câu 10 Câu 10 20 Trình bày sản phẩm Trang bìa đẹp, biểu tượng thể nội dung sản phẩm Các hình ảnh minh họa đa dạng, phong phú Trình bày logic, tả, ngữ pháp 10 5 Ghi Thực hành thí nghiệm Hồn thành tốt thí nghiệm tạo sản phẩm 30 20 theo yêu cầu Cá nhân nhóm hoạt động tích cực Bài trình chiếu học sinh đại diện 10 20 nhóm Học sinh trình bày tự tin , trơi chảy Thể rõ nội dung sản phẩm nhóm 10 10 PowerPoint Tổng điểm 100 Nhóm học sinh đạt từ 80-100 xếp loại giỏi; 65 – 69 xếp loại Khá; 50-64 xếp loại trung bình;dưới 50 điểm chưa đạt yêu cầu 2.2.3 Kết đạt nhóm sau hồn thành dự án: Áp dụng dự án dạy học để dạy thử nghiệm với lớp 11A1, kết đạt sau: Nhóm Nhóm1 Nhóm2 Nhóm3 Nhóm4 Nhóm5 Nhóm6 Nhóm7 Nhóm8 Nhóm9 Điểm Xếp 90 Giỏi 65 Khá loại 60 Trung bình 90 Giỏi 75 Khá 65 Khá 75 Khá 85 Giỏi 55 Trung bình PHẦN KẾT LUẬN 3.1 Ý nghĩa đề tài Qua kết ta thấy: - Học sinh sau học dự án nắm kiến thức điện phân dễ dàng có hệ thống Mặt khác thời gian thực dự án dạy học không hạn chế dự án ngồi kiến thức mà học sinh cần đạt chương trình học, em mở rộng nâng cao kiến thức điện phân; hiểu sâu ứng dụng tượng điện phân sử dụng điện phân vào xử lí nước thải sinh hoạt góp phần bảo vệ mơi trường sống lành mạnh - Điểm đặc biệt dự án dạy học xây dựng nội dung để khai thác tượng điện phân như: Bản chất dòng điện chất điện phân, phản ứng xảy điện phân, định luật Faraday để định lượng điện phân Ứng dụng điện phân cơng nghiệp thực tiễn trình bày kĩ đặc biệt vai trò điện phân xử lí nước thải, ưu điểm nhược điểm phương pháp Không dự án dạy học đổi phương pháp kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh khả vận dụng lí thuyết học để giải toán thực tiễn, khả tự học, tự tìm hiểu học sinh nhà qua tài liệu tham khảo, qua internet từ phát huy tính tích cực học sinh, học sinh chủ động suy nghĩ , hình thành rèn nhiều kĩ tra tìm thơng tin, trình bày, thảo luận Điều có ý nghĩa vô quan trọng xã hội ngày phát triển xã hội bùng nổ thông tin người cần phải biết chắt lọc, thu thập thông tin hình thành kĩ người kỷ 21 Xa em trình học tập suy nghĩ để nghĩ dự án hóa học - Dạy học theo dự án tích hợp nhiều môn học áp dụng vào thực tiễn sống giúp học sinh hiểu biết hóa học đời sống Học sinh biết lợi ích hóa học nhìn thấy mặt trái có biện pháp khắc phục cách có hiệu tạo cho xã hội phát triển bền vững , xanh, sạch, đẹp Từ giúp học sinh hứng thú với mơn hóa học 3.2 Kiến nghị, đề xuất Qua đề tài tơi nhận thấy dạy học tích hợp xu hướng tích cực mà nước giới áp dụng có hiệu Dạy học tích hợp với chủ đề, chủ điểm có liên quan nhiều môn học gắn liền với thực tiễn giúp giảm bớt trùng lặp kiến thức nhiều môn học, vận dụng kiến thức học để giải thích vấn đề thực tiễn sống ; đồng thời với hình thức đánh giá kiến thức mà đưa phát huy tính tích cực học sinh, học sinh chủ động suy nghĩ , hình thành rèn nhiều kĩ tra tìm thơng tin, trình bày, thảo luận Để khuyến khích giáo viên sáng tạo, thiết kế dự án dạy học theo chủ đề, chủ điểm liên quan đến nhiều môn học gắn liền với thực tiễn theo tơi: + Cần có quan tâm cấp lãnh đạo , tổ chức thi để thu hút giáo viên học sinh tham gia + Nhà trường triển khai buổi bồi dưỡng chuyên môn chung cho số môn như: Hố- Lí; Hố- Sinh; Văn – Sử; Văn- GDCD thảo luận để đưa dự án dạy học thích hợp + Nhà trường tạo điều kiện tối ưu sở vật chất để giáo viên học sinh hồn thành dự án + Mỗi giáo viên cần bỏ nhiều thời gian công sức để nghiên cứu kiến thức mơn mà kiến thức mơn khác từ xây dựng dự án dạy học thiết thực Với vấn đề làm được, đề tài đạt giải ba sáng tạo giảng tích hợp sở giáo dục đào tạo Quảng Bình chọn tham gia dự thi thi thiết kế giảng tích hợp tổ chức năm học 2013-2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa, giáo viên Vật lí 11Nc- Cb Sách giáo khoa, giáo viên Hóa học 11Nc- Cb; 12Nc- Cb Bài viết: “ Ý nghĩa dạy học tích hợp “ ThS Đào Thị Hồng Viện NCSP Trường ĐHSP Hà Nội Luận văn Thạc sĩ: “Phát triển lực chủ động tích cực học tập học sinh dạy học hóa học thơng qua hình thức dạy học dự án” Đặng Thị Minh Thu 5 Ngơ Ngọc An, Các dạng tập nâng cao hóa học 12 , nhà xuất Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, 2009 ... đến tượng điện phân mơn Hóa học để xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng tượng điện phân thực tiễn với nội dung liên quan chặt chẽ với giúp học sinh hiểu chất điện phân ứng dụng. .. gian thực dự án: tiết trình chiếu power point ) DỰ ÁN DẠY HỌC :”HIỆN TƯỢNG ĐIỆN PHÂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN PHÂN TRONG THỰC TIỄN “ A.MỤC TIÊU Kiến thức Mơn hóa học: Hs biết được: + Thế điện phân; tượng. .. thực tiễn, kiến thức điện phân tìm hiểu sách giáo khoa mơn Vật lí lớp 11 mơn Hố học lớp 11, 12 xây dựng dự án dạy học: “ Hiện tượng điện phân ứng dụng tượng điện phân thực tiễn Cụ thể: Dựa vào