Xây dựng và sử dụng bài tập thực hành thí nghiệm về Clo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc

Chia sẻ: Juijung Jone Jone | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi xây dựng một số bài tập có nội dung về kiến thức, kỹ năng thực hành hoá học phần clo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên ngành sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng và sử dụng bài tập thực hành thí nghiệm về Clo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc

TẠP CHÍ KHOA HỌC – ĐẠI HỌC TÂY BẮC Đào Thị Lan Hương và nnk (2020) Khoa học Tự nhiên và Công nghệ (20): 119 - 125 XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ CLO NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC NGHIỆM CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM HÓA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC Đào Thị Lan Hương, Doãn Văn Kiệt, Trần Thị Mừng Trường Đại học Tây Bắc Tóm tắt: Năng lực thực nghiệm hóa học là một trong những năng lực cơ bản của người học cần đạt được trong quá trình học tập môn hóa học. Trong quá trình giải bài tập thực hành thí nghiệm, người học sẽ phát triển các năng lực thành phần của năng lực thực nghiệm như: Tiến hành thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm an toàn, quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng tự nhiên và rút ra kết luận, xử lý thông tin liên quan đến thí nghiệm. Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi xây dựng một số bài tập có nội dung về kiến thức, kỹ năng thực hành hoá học phần clo nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên ngành sư phạm Hóa học, trường Đại học Tây Bắc,. Từ khóa: Thí nghiệm, năng lực thực hành hoá học, bài tập hoá học, Đại học Tây Bắc. 1. Mở đầu - Năng lực lựa chọn, tiến hành, sử dụng thí nghiệm an toàn; 1.1. Tổng quan cơ sở lí luận về năng lực thực nghiệm - Năng lực dự đoán, quan sát, mô tả, giải thích các hiện tượng thí nghiệm và rút ra kết luận; Kiến thức hóa học là cơ sở giúp người học có những hiểu biết nhất định để thực hiện an - Năng lực xử lí thông tin liên quan đến toàn các thí nghiệm hóa học. Do vậy, để hình thí nghiệm. thành và phát triển năng lực thực nghiệm, người Ngoài ra, sinh viên còn phải nắm được một số học cần được thực hiện các thí nghiệm hóa học. thành phần của năng lực thực nghiệm hóa học: Bên cạnh đó, giáo viên cần thường xuyên sử - Biết và thực hiện đúng nội quy, quy tắc an dụng bài tập thực hành thí nghiệm trong quá toàn trong phòng thí nghiệm; trình hướng dẫn và rèn luyện cho người học cách quan sát, phân tích hiện tượng, bản chất - Nhận dạng và lựa chọn được dụng cụ và của các phản ứng hóa học. Đó cũng là cách hình hóa chất để làm thí nghiệm; thành cho người học các kiến thức và kỹ năng - Hiểu tác dụng, cấu tạo, cách sử dụng, cách cần thiết khi tiến hành thí nghiệm. lắp ráp từng dụng cụ thí nghiệm thành bộ thí Năng lực thực nghiệm hóa học là khả năng nghiệm hoàn chỉnh; biết nhận biết sự đúng sai người học huy động, tổng hợp tất cả những kiến trong mô hình thí nghiệm đã lắp ráp; thức hóa học đã có, kỹ năng cần thiết để xử lý - Hiểu tác dụng và các đặc tính an toàn, tính thông tin, các thuộc tính cá nhân khác như: độc hay dễ cháy nổ của các hóa chất; hứng thú khám phá tri thức mới, sự say mê học - Có kỹ năng quan sát, xác nhận, mô tả chính hỏi, niềm tin vào khoa học, ý chí kiên nhẫn,... để xác và giải thích một cách khoa học các hiện tượng thực hiện thành công các thao tác, kĩ thuật tiến thí nghiệm xảy ra, viết được phương trình phản hành thí nghiệm hóa học [1]. ứng hóa học và rút ra những kết luận cần thiết; 1.2. Các biểu hiện cụ thể của năng lực - Có kỹ năng tiến hành độc lập những thí nghiệm thực nghiệm của sinh viên sư phạm Hóa học, đơn giản hoặc thực hiện được các thí nghiệm phức Trường Đại học Tây Bắc. tạp, dưới sự hướng dẫn, hỗ trợ của giảng viên [3]. Sinh viên sư phạm Hóa học, Trường Đại học 1.3. Thực trạng việc phát triển năng lực Tây Bắc cần đạt được 3 năng lực thành phần thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học, của năng lực thực nghiệm. Đó là: Trường Đại học Tây Bắc. 119
Tại Trường Đại học Tây Bắc, nhằm phát cần trang bị và đánh giá người học thông qua triển năng lực thực nghiệm, sinh viên sư phạm các bài học hay nội dung hóa họccụ thể nào đó. Hóa học được học các học phần thí nghiệm hóa Để làm được điều này cần xuất phát từ những học như: Thí nghiệm hóa học 1, thí nghiệm thí nghiệm cụ thể được sử dụng trong nghiên hóa học 2, thí nghiệm hóa học 3 và thí nghiệm cứu các bài học. Giáo viên nắm rõ các hóa chất, hóa học 4. Tại phòng thực hành, sinh viên vừa dụng cụ, cũng như cách tiến hành và xử lý dụng được theo dõi những thí nghiệm của giảng viên, cụ hóa chất trước, sau thí nghiệm từ đó xác định vừa được trải nghiệm tiến hành các thí nghiệm. được những kiến thức về kĩ năng thí nghiệm Trong quá trình học tập, sinh viên cũng được nào có thể khai thác dựa theo các biểu hiện của học lồng ghép nội dung thực hành trong các bài năng lực thực hành hoá học cần được đánh giá giảng. Ngoài ra, nhằm rèn luyện nghiệp vụ sư đã trình bày ở trên. phạm phục vụ cho công tác giảng dạy sau này, Bước 2. Lựa chọn dạng bài tập sẽ xây dựng sinh viên được học cách xây dựng và giải quyết các bài tập có nội dung thực nghiệm, nhất là các Theo các năng lực thực hành, giáo viên xác bài tập mô phỏng thí nghiệm trong một số học định bài tập cần xây dựng là: bài tập về vấn đề phần như: Bài tập hóa học phổ thông, bài tập lập kế hoạch thực hiện thí nghiệm, bài tập về kỹ thực nghiệm hóa học… năng tiến hành thí nghiệm, bài tập quan sát, mô tả hiện tượng thí nghiệm, bài tập xử lí thông tin 2. Nội dung liên quan đến thí nghiệm. 2.1. Bài tập thực hành thí nghiệm Ngoài ra cần xác định bài tập xây dựng là: 2.1.1. Khái niệm bài tập tự luận hay bài tập trắc nghiệm khách quan, bài tập định tính hay bài tập định lượng, Bài tập thực hành thí nghiệm là những bài bài tập thực tiễn hay bài tập tình huống định tập có liên quan đến kỹ năng thực hành thí hướng phát triển năng lực sinh viên. nghiệm (đề cập đến kiến thức về kĩ năng và kĩ năng thực hành thí nghiệm của người học). Bước 3. Xác định dữ kiện và yêu cầu của đề bài và viết nội dung bài tập Trong khuôn khổ bài viết, chúng tôi tập trung sưu tầm, xây dựng một số bài tập qua hình vẽ, Từ kiến thức, kỹ năng thực hành đã xác định sơ đồ (dùng hình vẽ để mô tả cách lắp đặt dụng ở trên, xác định thông tin cần cung cấp và thông cụ, thu khí,…hoặc từ hình vẽ, sơ đồ cho trước, tin cần hỏi và viết thành nội dung bài tập. phân tích các khả năng phù hợp [7]). Bước 4. Đưa vào dạy học và chỉnh sửa 2.1.2. Các bước xây dựng bài tập thực (nếu cần) hành thí nghiệm 2.2. Một số lưu ý khi xây dựng bài tập thí Để xây dựng bài tập thực hành thí nghiệm nghiệm thực hành hóa học [2] cần dựa trên các tiêu chí đánh giá về năng lực * Về dụng cụ và hóa chất thực hành hoá học. Cụ thể, quy trình xây dựng Khi xây dựng bất kì bài tập hình vẽ thí bài tập thực hành thí nghiệm như sau: nghiệm hóa học nào cần chú ý một số điểm sau: Bước 1. Xác định mục tiêu và nội dung - Hóa chất sử dụng là những chất gì? Hóa Để xây dựng bài tập thực hành thí nghiệm, chất có tác dụng gì? trước hết cần xác định rõ mục tiêu và nội dung - Dụng cụ lắp đặt: Dụng cụ được lắp đặt của các bài tập cần xây dựng. như thế nào? Vai trò của dụng cụ trong bộ thí Mục tiêu của việc xây dựng bài tập thực nghiệm? Phản ứng xảy ra trong dụng cụ chứa hành là trang bị và đánh giá kiến thức về kỹ hóa chất là gì? năng thực hành đồng thời củng cố, vận dụng - Điều kiện phản ứng: Chất phản ứng ở kiến thức hóa học cho người học. trạng thái đặc, loãng hay rắn, có cần đun nóng Việc xác định nội dung ở đây cần hiểu là hay không? xác định các kiến thức về kĩ năng thực hành - Thu khí bằng cách nào... 120
* Cách thu khí. * Về nội dung bài tập thí nghiệm thực Phải nắm vững tính chất vật lý (tính tan và hành hóa học tỉ khối) để áp dụng phương pháp thu khí đúng: Khi xây dựng nội dung bài tập cần lưu ý: - Thu theo phương pháp dời chỗ không - Với các bài tập cung cấp thông tin dạng khí (đẩy không khí): hình vẽ, các hình ảnh cần đảm bảo chính xác về + Khí không phản ứng với oxi của không mặt khoa học (trừ trường hợp đề bài chủ ý vẽ khí. sai quy tắc để kiểm tra sinh viên) và thẩm mĩ. + Nặng hơn hoặc nhẹ hơn không khí (CO2, - Nội dung, số liệu cung cấp cần đảm bảo SO2, Cl2, H2, NH3...). Ngửa ống thu hay úp ống tính chính xác và phù hợp với thực tiễn. Các số thu? liệu đưa ra cần lưu ý về sai số của phép đo. - Thu theo phương pháp rời chỗ của nước - Với dạng bài tập trắc nghiệm, khi xây dựng (phương pháp đẩy nước): cần lưu ý đưa ra các phương án nhiễu hợp lí, + Khí ít tan trong nước. (H2, O2, CO2, N2, đó là các phương án không đúng nhưng có yếu CH4, C2H4, C2H2...). tố hợp lí để gây nhiễu cho học sinh, giúp phân loại học sinh khi kiểm tra và có tác dụng chú ý, - Các khí tan nhiều trong nước (khí HCl, khí nhấn mạnh cho học sinh khi sử dụng để luyện NH3, SO2 ): tập, củng cố. + Ở 200C, 1 thể tích nước hòa tan tới gần 500 - Nội dung bài tập cần được diễn đạt ngắn thể tích khí hiđro clorua. gọn, dễ hiểu, đúng cấu trúc ngữ pháp. + Ở điều kiện thường, 1 lít nước hòa tan 2.3. Đề xuất một số biện pháp sử dụng hệ khoảng 800 lít khí amoniac. thống bài tập thực hành thí nghiệm về clo * Làm khô khí nhằm phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh viên sư phạm Hóa học. Nguyên tắc chọn chất làm khô: Giữ được nước và không có phản ứng với chất cần làm 2.3.1. Sử dụng bài tập thực hành thí khô. nghiệm nhằm phát triển năng lực lựa chọn, tiến hành, sử dụng thí nghiệm an toàn. - Các chất làm khô: H2SO4 đặc, P2O5, CaO (vôi sống, mới nung), CuSO4 (khan, màu trắng), Ví dụ 1: Có thể thu khí clo bằng cách như CaCl2 (khan), NaOH, KOH (rắn hoặc dung dịch hình vẽ được không? Vì sao? đậm đặc). - Các khí: H2, Cl2, HCl, HBr, HI, O2, SO2, H2S, N2, NH3, CO2 , C2H4, C2H2... VD: H2SO4 đặc (có tính axit và tính oxi hóa): + Không làm khô được khí NH3 (tính bazơ), A. Được, vì khí clo nhẹ hơn không khí. + Không làm khô được khí HBr, HI (tính khử). B. Không được, vì khí clo tan tốt trong nước. + H2SO4 đặc làm khô được khí Cl2, O2, SO2, C. Không được, vì khí clo nặng hơn không N2, CO2... khí và tan trong nước. VD: CaO (vôi sống), NaOH, KOH (rắn) D. Được, vì khí clo không tác dụng với nước. (tính bazơ): Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố + Không làm khô được khí CO2, SO2 (oxit tính chất vật lí và hoá học của khí clo: 71 axit), Cl2 (có phản ứng). - Nặng hơn không khí (d Cl2 /= kk ≈ 2,5) và không tác dụng với không khí. 29 + Làm khô được khí NH3, H2, O2, N2... - Clo có khả năng hòa tan, tác dụng với nước: 121
→ Cl2 + H2O HCl + HClO Ví dụ 2: Trong các hình vẽ mô tả cách thu khí clo trong phòng thí nghiệm sau : => Chọn phương án B. A. B. C. D. E. Hình vẽ nào đúng? Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố có kèm ống hút nhỏ giọt dung dịch HCl đặc vào tính chất vật lí và hoá học của khí clo: ống nghiệm đựng KMnO4. 71 3. Lấy 1 lượng nhỏ KMnO4 cho vào ống nghiệm. - Nặng hơn không khí ( (d Cl2 /= kk ≈ 2,5) ) 29 4. Bóp nhẹ đầu cao su của ống hút cho 3 - 4 và không tác dụng với không khí. giọt dung dịch HCl đặc vào KMnO4. - Clo có khả năng hòa tan, tác dụng với nước. Thứ tự thao tác đúng lần lượt là: - Khí clo là một khí độc, phải dùng bông tẩm A. 1, 2, 3, 4 B. 1, 3, 4, 2 NaOH để tránh sự phân tán của Cl2 ra ngoài. C. 1, 2, 3, 4 D. 1, 3, 2, 4 => Phương pháp thu khí clo trong phòng thí Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố nghiệm là phương pháp đẩy không khí thao tác tiến hành thí nghiệm của khí clo: => Chọn phương án C. 1→3→2→4 Ví dụ 3: Trong các thao tác khi tiến hành thí => Chọn đáp án D nghiệm điều chế khí clo (trong phòng thí nghiệm): Ví dụ 4: Cho sơ đồ điều chế khí Cl2 trong 1. Lấy kẹp gỗ (hoặc giá gỗ) kẹp ống nghiệm. phòng thí nghiệm từ MnO2 và dung dịch HCl 2. Đậy miệng ống nghiệm bằng nút cao su đặc (như hình vẽ [5] [6]). Nếu không dùng đèn cồn thì có thể thay MnO2 bằng hóa chất nào (các dụng cụ và hóa chất khác không thay đổi) sau đây? A. NaCl hoặc KCl C. KClO3 hoặc KMnO4 B. CuO hoặc PbO2 D. KNO3 hoặc K2MnO4 122
Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố A. Có màu vàng nhạt. B. Có màu xanh lam. nguyên tắc điều chế clo trong phòng thí nghiệm: C. Có màu đỏ. D. Không màu. Chất oxi hóa mạnh (KMnO4, MnO2, KClO3…) tác dụng với dung dịch HCl đặc Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố tính chất hoá học của khí clo: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 2Cu + Cl2 → CuCl2( rắn) 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + + 5Cl2 + 6H2O Hòa tan CuCl2( rắn) vào nước ta thu được dung dịch CuCl2 có màu xanh lam. KClO3 + 6HCl → 3H2O + KCl + 3Cl2 => Chọn phương án C. => Chọn phương án B. 2.3.2. Sử dụng bài tập thực hành thí 2.3.3. Sử dụng bài tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển năng lực năng lực nghiệm nhằm phát triển năng lực xử lí thông dự đoán, quan sát, mô tả, giải thích các hiện tin liên quan đến thí nghiệm. tượng thí nghiệm và rút ra kết luận. Ví dụ 1: Dẫn từ từ khí Cl2 vào dung dịch Ví dụ 1: Nung chất rắn X rồi đưa nhanh vào NaOH dư ở nhiệt độ phòng. Dung dịch thu được bình đựng khí clo thấy xuất hiện khói màu nâu chứa các chất: đỏ. X là chất nào sau đây? A. NaCl, HCl, H2O. A. Fe. C. Cu. B. NaCl, NaClO, H2O. B. Na. D. Zn C. NaOH, Cl2, H2O. Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố D. H2O, NaOH, NaClO, NaCl. tính chất hoá học của khí clo: Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố 3Fe + Cl2 → FeCl3( nâu đỏ) tính chất hoá học của khí clo: => Chọn phương án A. Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O Ví dụ 2: Đốt cháy phoi đồng rồi đưa nhanh => Chọn phương án D. vào lọ chứa khí clo. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thêm vào lọ vài ml nước cất và lắc Ví dụ 2: Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều đều. Dung dịch thu được trong lọ có màu gì? chế khí Cl2 từ MnO2 và dung dịch HCl đặc: 123
Để thu được khí Cl2 khô thì bình (1) và bình điều chế vì dung dịch HCl dùng là dung dịch (2) lần lượt đựng: đậm đặc, dễ bay hơi nên tách ra khỏi dung A. dung dịch NaOH và dung dịch H2SO4 đặc. dịch tạo khí HCl lẫn vào sản phẩm. Khi đun nóng, H2O bay hơi một phần tạo hơi H2O, nên B. dung dịch H2SO4 đặc và dung dịch NaCl. sản phẩm ngoài Cl2 còn có khí HCl và H2O) C. dung dịch H2SO4 đặc và dung dịch AgNO3. => đầu tiên phải dẫn qua dung dịch NaCl để hấp thụ HCl và sau đó qua bình H2SO4 đặc để D. dung dịch NaCl và dung dịch H2SO4đặc. hấp thụ hơi nước Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng => Chọn phương án D cố kiến thức điều chế clo trong phòng thí nghiệm: khí clo điều chế được có lẫn khí HCl, Ví dụ 3: Cho hình vẽ mô tả điều chế clo hơi nước (khí HCl và H2O lẫn trong quá trình trong phòng thí nghiệm như sau: Phát biểu nào sau đây không đúng: Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O A. Dung dịch H2SO4 đặc có vai trò hút nước, => Đáp án A có thể thay H2SO4 bằng CaO. Ví dụ 4: Khí clo được điều chế trong phòng B. Khí clo thu được trong bình eclen là khí thí nghiệm bằng phản ứng của dung dịch HCl clo khô. đặc với MnO2 thường có lẫn tạp chất . Để thu C. Có thể thay MnO2 bằng KMnO4 hoặc được khí clo tinh khiết, người ta dẫn khí clo KClO3. không tinh khiết đi qua hai bình, một bình đựng chất lỏng X và một bình đựng chất lỏng Y. Hãy D. Không thể thay dung dịch HCl đặc bằng xác định các chất X, Y trong số các chất sau: dung dịch NaCl. H2O, dung dịch NaCl, Ca(OH)2, NaOH, H2SO4 Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố đặc, dung dịch HCl. Vẽ sơ đồ lắp đặt dụng cụ kiến thức điều chế clo trong phòng thí nghiệm thí nghiệm? và tính chất hóa học của CaO và của Cl2: Hướng dẫn: Bài tập này dùng để củng cố kiến CaO tác dụng với nước: thức điều chế clo trong phòng thí nghiệm: X là CaO + H2O → Ca(OH)2 dung dịch NaCl, còn Y là dung dịch H2SO4 đặc. Ca(OH)2 phản ứng với Cl2: Sơ đồ lắp đặt dụng cụ thí nghiệm: 124
3. Kết luận hóa học nhằm phát triển năng lực thực Bài tập thực hành thí nghiệm là một trong hành hóa học cho học sinh ở trường phổ thông. Tạp chí Khoa học, Trường Đại số loại bài tập thực nghiệm có tác dụng củng học Sư phạm Hà Nội, số 6A, tr 72-78. cố lý thuyết, rèn luyện kỹ năng thực hành, có ý nghĩa lớn trong việc gắn liền lý thuyết và 2. Nguyễn Cương (2004). Thí nghiệm thực thực hành. hành phương pháp dạy học Hoá học. NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. Thông qua quá trình sử dụng hệ thống bài tập thực hành thí nghiệm trong dạy học đã bước 3. Phạm Thị Bích Đào - Đặng Thị Oanh đầu cho thấy sự phát triển năng lực thực nghiệm (2017). Đề xuất cấu trúc và đánh giá năng hóa học cho sinh viên sư phạm Hóa học, Trường lực thực nghiệm cho học sinh thông qua Đại học Tây Bắc. Bài tập thực hành thí nghiệm môn khoa học tự nhiên cấp trung học cơ khi được áp dụng theo các cách sử dụng đề xuất sở. Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Sư sẽ giúp giảng viên thực hiện thành công mục phạm Hà Nội, số 9, tr 56-64. tiêu phát triển năng lực thực nghiệm cho sinh 4. Trần Quốc Đắc (2009). Hướng dẫn thí viên. Việc đánh giá sự phát triển năng lực thực nghiệm Hoá học 10. NXB Giáo dục, Hà Nội. nghiệm của sinh viên đang được triển khai, các kết quả nghiên cứu sẽ được đăng tải trong các 5. Lê Xuân Trọng (2018). Hóa học 10 nâng cao. NXB Giáo dục, Hà Nội. báo cáo tiếp theo. 6. Nguyễn Xuân Trường (2018). Hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO 10. NXB Giáo dục, Hà Nội. 7. Đặng Thị Oanh (2018). Dạy học phát 1. Phạm Thị Bình - Đỗ Thị Quỳnh Mai - triển năng lực môn Hóa học trung học phổ Hà Thị Thoan (2016). Xây dựng bài tập thông. NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. SOME EXPERIMENTAL EXPERIMENTS ON CLO TO DEVELOP EXPERIMENTAL CAPACITY FOR STUDENTS OF CHEMICAL TEACHING, TAY BAC UNIVERSITY Abstract: Experimental exercises are one of the experimental exercises that reinforce the theory, train practice skills, and have great significance in linking theory and practice. In order to develop the experimental chemistry of students in chemistry pedagogy, Tay Bac University, the article builds a number of exercises with practical content on chlorine experiments. Keywords: Experimental, chemical practice capacity, chemical exercises, Tay Bac University. _____________________________________________ Ngày nhận bài 25/11/2020, ngày nhận đăng: 22/12/2020 Liên hệ: daolanhuong@utb.edu.vn 125