Góc học tâp

Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon

I. MỤC TIÊU BÀI HỌC

1-Về kiến thức

– Học sinh xác định được vị trí cacbon trong bảng tuần hoàn, viết được cấu hình electron, xác định được các trạng thái oxi hóa của cacbon

– Học sinh trình bày được cấu trúc của kim cương, than chì và cacbon vô định hình. Từ đó giải thích được ứng dụng của ba dạng tồn tại này.

Bạn đang xem: Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon

– Học sinh viết được các phản ứng hóa học thể hiện tính khử và tính oxi hóa.

– Học sinh trình bày được trạng thái tự nhiên của cacbon.

2-Về kĩ năng

– Rèn luyện kĩ năng thực hành thí nghiệm hóa học. 

– Rèn kĩ năng mô tả cấu trúc dựa vào các mô hình và phỏng đoán tính chất vật lí của cacbon. 

– Rèn kĩ năng dựa vào trạng thái oxi hóa để đoán được tính chất hóa học của cacbon. 

– Rèn kĩ năng làm việc nhóm.  

3- Về thái độ

– Học sinh yêu thích môn học, yêu thích khoa học

– Học sinh có mong muốn sáng tạo ra những sản phẩm để tạo ra nước sạch bảo vệ môi trường

4-Về năng lực

– Rèn năng lực thực hành, sử dụng ngôn ngữ, tính toán hóa học…

– Rèn năng lực vận dụng kiến thức bài học để giải quyết vấn đề thực tiễn: có ý tưởng làm thực nghiệm để xử lí nước bẩn vùng lũ

II. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

– Đàm thoại nêu vấn đề: Giáo viên đặt vấn đề và chốt sau khi học sinh thảo luận

– Sử dụng thí nghiệm để nghiên cứu thuộc tính vật lí 

– Sử dụng phương tiện trực quan: tranh, ảnh, phóng sự…

III. HÌNH THỨC DẠY HỌC

1-Học theo nhóm, theo cặp và cá nhân

2-Dạy học theo định hướng S.T.E.M 

IV. CHUẨN BỊ

A- Giáo viên

1-Phóng sự:  hiện tượng ô nhiễm nguồn nước sau mưa lũ ở miền trung

2-Hóa chất: Than hoạt tính, nước cất, thuốc tím KMnO4, than chì (cỡ nhỏ 10 viên), bông (10 gói)

3-Dụng cụ:

STT

Tên dụng cụ

SL

STT

Tên dụng cụ

SL

1 Phễu chiết 6 7 Cốc đựng dung dịch KMnO4  6
2 cốc 200 ml 12 8 Đũa thủy tinh 10
3 Than hoạt tính 50 gam 6   9 Mô hình kim cương 6
4

bể lọc mini nhân tạo (4 tầng)

tầng 1:cát vàng, tầng 2:sỏi; tầng 3:than hoạt tính; tầng 4:sỏi hạt to

01 10 Mô hình than chì 6
5 Bể lọc nước theo nguyên lí thẩm thấu 5 11 Khay chưa than chì và phễu chiết  6
6 Giá đỡ, kẹp 12 Băng dính 6

 

4-Tư liệu: Là các bài báo khoa học đã nghiên cứu: độ dài liên kết, đánh giá khả năng hấp phụ màu, ion kim loại nặng, đã được ứng dụng trong thực tiễn. Ảnh S.E.M mô tả cấu trúc của than hoạt tính

5-Máy tính, máy chiếu

B-Chuẩn bị của học sinh

Giáo viên giao nhiệm vụ cho 4 nhóm chính về nhà

a. Nhóm 1 – nhóm Sicence (Khoa học) : Tìm hiểu và thuyết trình về: trạng thái tự nhiên, điều chế cacbon. Tìm hiểu các thông tin khoa học mới: độ dài liên kết…

b. Nhóm 2 – nhóm Technology (Công nghệ) : Chuẩn bị các kiến thức lí thuyết về cách xử lí nước bằng than hoạt tính, ý tưởng về mô hình có thể làm được. 

c. Nhóm 3 – nhóm Engineering (Kĩ thuật) : Chuẩn bị kiến thức về thực nghiệm, chế tạo các đồ dùng dạy học, kiến thức về cấu trúc, tính chất vật lí, ứng dụng các dạng tồn tại của cacbon.

d. Nhóm 4 – nhóm Math (Toán học): Chuẩn bị các nội dung: sưu tập số liệu về khả năng hấp phụ của than hoạt tính, tính lượng CO2 thải ra môi trường ứng với lượng than ban đầu (1 tấn…), tính lượng điện năng ứng với một tấn than antraxit (20% tạp chất)…

e. Nhóm 5: Nghệ thuật: Chuẩn bị tranh ảnh ước mơ về môi trường sống xanh, sạch, đẹp.

f. Nhóm 6: Nhóm truyền thông: gửi thông điệp bảo vệ môi trường và chung tay giúp bà con miền trung có nước sạch.

V. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG

1- Mở đầu: Giáo viên cho học sinh xem một phóng sự về nhu cầu cần nước sạch của  bà con vùng lũ. Yêu cầu học sinh suy nghĩ tác động đó đến sức khỏe con người từ đó đề xuất giải pháp và cuối giờ thảo luận.

2- Giáo viên tổ chức theo tiến trình

Thời gian

Hoạt động của Thầy và Trò

Nội dung cần đạt

5 phút

HĐ1: TÌM HIỂU TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

Giáo viên mời một thành viên của nhóm khoa học lên thuyết trình các nội dung tìm hiểu về trạng thái tự nhiên của cacbon

HS: Lắng nghe và bổ sung

GV:đặt câu hỏi

 

 

GV  : Cho biết cacbon có mấy dạng thù hình ?

I-TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

– Kim cương, than chì tồn tại dạng tự do tinh khiết

– Cacbon có trong khoáng vật:Canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3)

– Là thành phần chính của các loại than mỏ

– Có trong dầu mỏ, khí thiên nhiên

– Hợp chất của cacbon với O, N, H tạo nên tế bào động và thực vật

– Mỏ than antraxit lớn ở Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam, Thái Nguyên…

Đáp án: Cacbon có 3 dạng thù hình

Kim cương, than chì và fuleren ngoài ra còn một dạng tồn tại là cacbon vô định hình

10 phút

HĐ2 TÌM HIỂU TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Giáo viên yêu cầu học sinh sử dụng phiếu học tập số 1 và thực hiện các nhiệm vụ

1-Tiến hành 02 thí nghiệm và điền các thông tin vào phiếu 

2-Đọc sách, sử dụng mô hình và thảo luận để giải thích mối quan hệ giữa cấu trúc và tính chất của các dạng tồn tại trên?

HS:Phân công nhiệm vụ và tiến hành các thí nghiệm và thảo luận

HS nhóm kĩ thuật sẽ hướng dẫn các bạn thực hiện các thao tác thực hành:bóc lớp than chì, vặn khóa phễu

GV:Sau khi học sinh giải thích xong. Giáo viên giới thiệu nhóm khoa học cung cấp thêm các thông tin mới  độ dài liên kết

Nhóm toán trình bày số liệu khả năng hấp phụ của than hoạt tính đã tìm hiểu ở nhà để khắc sâu kiến thức

GV: giới thiệu về vật liệu mới của cacbon

II-TÍNH CHẤT VẬT LÍ

– Kim cương: là chất tinh thể, trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

– Than chì là chất tinh thể màu xám đen, mềm

– Cacbon vô định hình có khả năng hấp phụ mạnh chất khí, chất tan trong dung dịch

Giải thích

– Kim cương có cấu trúc tứ diện đều. Mỗi nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử C khác bằng 4 liên kết cộng hóa trị rất bền

– Do than chì có cấu trúc lớp, các lớp liên kết với nhau bằng lực liên kết yếu do vậy các lớp dễ bị bóc, tách rời nhau 

– Do than gỗ có cấu trúc xốp nên có khả năng hấp phụ các chất màu. Ngoài ra còn hấp phụ được các chất khí

– Kim cương được dùng làm đồ trang sức và mũi khoan

– Than chì làm bút chì và điện cực

– Than hoạt tính được dùng làm mặt nạ phòng độc

3 phút

HĐ 3:TÌM HIỂU VỀ VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON

GV: Yêu cầu học sinh quan sát hình ảnh bảng tuần hoàn và cho biết các thông tin

-Vị trí, cấu hình, nguyên tử khối, độ âm điện, hóa trị phổ biến, dự đoán trạng thái oxi hóa, dự đoán tính chất 

GV:Chốt kiến thức lên bảng 

HS:Viết các thông tin vào vở ghi

III-VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON

– C thuộc ô thứ 6, chu kì 2, nhóm IVA

– Cấu hình: 1s22s22p2

– Nguyên tử khối 12

– Độ âm điện: 2,55

– Hóa trị phổ biến: 4

– Dự đoán trạng thái oxi hóa: -4, 0, +2, +4

– Dự đoán tính chất: Tính khử và tính oxi hóa

10

phút

HĐ 4 :TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT HÓA HỌC

GV:Yêu cầu học sinh sử dụng phiếu học tập số 2 

Cho học sinh quan sát phóng sự

Và điền các thông tin vào phiếu học tập

1)Phóng sự ngộ độc CO

2)Video cacbon khử CuO

GV:Giới thiệu thêm tính khử của cacbon

GV: yêu cầu nhóm Toán chia sẻ số liệu về lượng điện năng sản xuất từ than đá và đặt câu hỏi cho các nhóm khác 

GV:  Giới thiệu với học sinh về tính oxi hóa của cacbon và nhấn mạnh, tính oxi hóa không đặc trưng

IV-TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1-Tính khử

Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon (ảnh 2)

– CO khử CuO  tạo ra KL

(3) C + 2CuO →t0    CO2 + 2Cu

KL: C có tính khử

Ngoài ra ở nhiệt độ cao cacbon còn phản ứng nhiều với các chất oxi hóa khác như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3

C + 4HNO3 →t0   CO2   + 4NO2 + 2H2O

2-Tính oxi hóa

C +  H2  →t0   CH4 

4Al + 3C →tAl4C3 

5 phút

HĐ 5: THẢO LUẬN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHO PHÓNG SỰ BAN ĐẦU

HS:Suy nghĩ và thảo luận theo nhóm đề đưa ra các giải pháp hợp lí

GV: Mời nhóm công nghệ chia sẻ ý tưởng

GV: Hướng dẫn học sinh làm dự án: Chế tạo bể lọc nước mini với giá hợp lí

Dự kiến:

 

-Sử dụng phèn chua

-Sử dụng cloramin B

-Sử dụng bể lọc nước có sử dụng than hoạt tính  

10 phút

HĐ 6: CỦNG CỐ BÀI HỌC 

GV:HS tham gia trò chơi

HS: Làm việc theo cặp 

Câu 1:Tại sao kim cương lại được dùng làm đồ trang sức và chế tạo mũi khoan ?

Câu 2:Tại sao than chì lại mềm và được sử dụng làm bút chì ?

Câu 3:Tại sao than hoạt tính lại được dùng làm mặt nạ phòng độc ?

Câu 4:Loại than được sử dụng làm thuốc nổ đen và thuốc pháo ?

Câu 5:Tại sao không được đun bếp than tổ ong ở trong nhà ?

Câu 6: Kể tên loại than được sử dụng trong lò luyện gang ?

Câu 7 : Em có suy nghĩ ghĩ gì về hai hình ảnh dưới đây và rút ra bài học trong cuộc sống

Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon (ảnh 3)

 

 

 

 

Câu 1:Do kim cương có nhiều góc cạnh, khúc xạ ánh sáng tốt nên có nhiều màu sắc lấp lánh. Kim cương để chế tạo mũi khoan do là vật liệu cứng nhất

Câu 2: Than chì mềm là do cấu trúc lớp. Các lớp liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu nên dễ trượt lên nhau khi có lực tác dụng

Câu 3: Do than hoạt tính có cấu trúc rỗng, có nhiều mao quản nên có khả năng hấp phụ chất khí và chất tan

Câu 4:Than gỗ

Câu 5:Do sản phẩm cháy có khí cacbonic CO2 và khí cacbonmonooxit gây ngạt thở có thể dẫn đến tử vong

Câu 6: Than cốc 

Câu 7: Than chì và kim cương đều có nguồn gốc từ cacbon nhưng giá trị rất khác nhau. Than chì rất rẻ và kim cương rất đắt. Do cấu trúc của kim cương bền vững nên có ứng dụng và giá trị sử dụng rất cao. Than chì chỉ được dùng làm bút chì và điện cực trong pin. Từ than chì muốn chuyển sang kim cương cần chịu đựng áp suất 50 nghìn đến 100 nghìn atm với nhiệt độ 20000C cho ta bài học rằng:để có giá trị giữa cuộc đời cần trải qua sự rèn luyện, thử thách, vươn lên trong mọi nghịch cảnh mới thành tựu được những giá trị tốt đẹp, mới trở thành người có giá trị

2 phút

HĐ 7: GỬI THÔNG ĐIỆP

GV:Mời nhóm truyền thông và nghệ thuật sẽ lên chia sẻ những thông điệp muốn gửi đến tất cả các bạn

GV: Ngoài nhiệm vụ này, thầy mong mỏi các em sẽ có dự án nghiên cứu để chế ra những máy lọc nước rẻ, hiệu quả ngoài giúp đỡ bà con vùng lũ mình còn giúp bà con nghèo “làng ung thư” bởi họ bị bủa vây bởi nhà máy xả nước thải bẩn ra môi trường

 

Thông điệp: bảo vệ môi trường, sử dụng năng lượng hợp lí, chung tay bảo vệ môi trường và giúp đỡ người dân vùng lũ

 

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 01

1-Tiến hành các thí nghiệm và ghi kết quả vào bảng dưới đây

Lưu ý: 

– Phải đeo gang tay cao su 

– Khi rót dung dịch KMnO4 phải kiểm tra xem khóa phía dưới đã vặn chặt chưa

TN

Cách tiến hành

Kết quả

1 Dính một mẩu băng dính lên bề mặt than chì  
2 Rót dung dịch KMnO4 vào phễu chiết chứa than hoạt tính và chờ 3 phút  

 

2-Đọc sách giáo khoa trang 66, 67, sử dụng kết quả thực hành và các mô hình kim cương, than chì, sau đó thảo luận và điền các thông tin vào bảng sau: 

 Dạng tồn tại

Kim cương

Than chì

Than hoạt tính

Cấu trúc

 

 

   

Tính chất 

vật lí

     
Giải thích

 

 

   

 

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 02

1-Xem phóng sự và thí nghiệm. Thảo luận, điền các thông tin và trả lời câu hỏi phía dưới 

STT

Các phản ứng hóa học xảy ra

Đặc điểm/ hiện tượng     Giải thích Kết luận về tính chất của C

1

 

 

 

 

     

2

 

 

 

 

     

 

Dựa vào đặc điểm phản ứng, em hãy cho biết ứng dụng của hai phản ứng trên trong thực tiễn ?

——————————————————————————————————–

——————————————————————————————————–

——————————————————————————————————–

——————————————————————————————————–

 

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 01

1-Tiến hành các thí nghiệm và ghi kết quả vào bảng dưới đây

Lưu ý: 

– Phải đeo gang tay cao su 

– Khi rót dung dịch KMnO4 phải kiểm tra xem khóa phía dưới đã vặn chặt chưa

TN

Cách tiến hành

Kết quả

1 Dính một mẩu băng dính lên bề mặt than chì Một vài lớp than chì dính trên băng dính
2 Rót dung dịch KMnO4 vào phễu chiết chứa than hoạt tính và chờ 3 phút Dung dịch KMnO4 khi đi qua than hoạt tính bị mất màu

 

2-Đọc sách giáo khoa trang 66, 67, sử dụng mô hình kim cương, than chì, sau đó thảo luận và điền các thông tin vào bảng phụ 

Dạng tồn tại

Kim cương

Than chì

Than hoạt tính

Cấu trúc Tứ diện đều Cấu trúc lớp Cấu tạo xốp
Tính chất vật lí Rất cứng, cứng nhất, trong suốt không màu Màu xám đen, mềm Có khả năng hấp phụ chất tan và chất khí
Giải thích Do mỗi nguyên tử C  liên kết liên kết với 4C lân cận nằm trên các đỉnh của tứ diện đều bằng 4 lk cộng hóa trị bền Do than chì có cấu trúc lớp, trong mỗi lớp cacbon liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử cacbon lân cận nằm ở đỉnh của một tam giác đều, các lớp lân cận liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu Có cấu tạo xốp nên có khả năng hấp phụ mạnh chất khí và chất tan trong dung dịch

 

ĐÁP ÁN PHIẾU HỌC TẬP SỐ 02

1-Xem phóng sự và thí nghiệm. Thảo luận, điền các thông tin và trả lời câu hỏi phía dưới 

Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon (ảnh 4)

– Phản ứng cacbon cháy ở nhiệt độ cao có ứng dụng để làm nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện

– Phản ứng cacbon khử oxit kim loại để sử dụng trong công nghiệp luyện kim để điều chế kim loại

 

PHẦN PHỤ LỤC

CÁC TRANH ẢNH SỬ DỤNG TRONG BÀI GIẢNG

Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon (ảnh 5)
Chủ đề Stem môn Hóa học: Cacbon (ảnh 6)

Đăng bởi: ukunifair.vn

Chuyên mục: Góc học tâp

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button