Giáo án Hoá học 11 kết nối bài 2: Cân bằng trong dung dịch nước

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Hiện tượng điện li

- GV thông qua Hình 2.2 (SGK), giới thiệu thí nghiệm tìm hiểu về tính dẫn điện của các chất tinh khiết (H₂O và NaCl) và dung dịch NaCl 

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời CH hoạt động mục I.1:

1. Hãy nhắc lại khái niệm dòng điện

2. Đèn sáng cho thấy dung dịch NaCl dẫn điện, chứng tỏ trong dung dịch có hạt mang điện. Đó có thể là loại hạt nào (electron, phân tử NaCl, cation hay anion) ?

3. Hãy giải thích sự tạo thành hạt mang điện đó

- GV dẫn dắt HS để thấy được : dung dịch NaCl dẫn điện do trong dung dịch có các ion mang điện.

- GV cho HS xem mô hình biểu diễn sự phân li NaCl trong nước tạo thành các ion:

- GV đưa ra các định nghĩa về sự điện li, chất điện li

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I.1 SGK trang 16 – 17.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I.1 SGK trang 16 – 17. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về sự điện li, chất điện li

I. Sự điện li

1. Hiện tượng điện li

Trả lời CH hoạt động mục I.1:

a) Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện

b) Trong dung dịch muối ăn có ion âm (anion và ion dương (cation)

c) NaCl là tinh thể ion, trong tinh thể có ion Na⁺ liên kết với ion Cl^-, dưới tác dụng của phân tử nước phân cực, tinh thể ion bị phá vỡ và tạo thành các ion Na⁺ và Cl^- trong dung dịch, vì vậy dung dịch muối ăn dẫn điện

Kết luận: Quá trình phân li các chất trong nước tạo thành ion được gọi là sự điện li. Những chất khi tan trong nước phân li ra các ion được gọi là chất điện li

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Chất điện li

Chất điện li và chất không điện li

- GV giới thiệu cho HS thí nghiệm phân biệt chất điện li và chất không điện li và kết quả thí nghiệm

- GV cho HS thảo luận trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17:

 Kết quả thử tính dẫn điện với các dung dịch hydrochloric acid (HCl), sodium hydroxide (NaOH), saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁), ethanol (C₂H₅OH) được trình bày trong bảng dưới đây.

Hãy hoàn thành các thông tin còn thiếu trong bảng vào vở:

- GV kết luận và đưa ra định nghĩa chất điện li, chất không điện li, hướng dẫn HS viết phương trình điện li

- GV lưu ý HS: Trong phương trình điện li cần cân bằng về điện tích

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo nhóm, đọc SGK, thảo luận trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17 – 18.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời CH hoạt động mục I.2a SGK trang 17 – 18.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về sự phân biệt chất điện li, chất không điện li, cách viết phương trình chất điện li.

2. Chất điện li

a) Chất điện li và chất không điện li

Trả lời CH hoạt động mục I.2 SGK trang 17:

Kết luận:

- Các acid, base, muối khi hòa tan trong nước phân li ra các ion nên chúng là chất điện li.

- Nước tinh khiết, đường và ethanol trong nước không phân li ra các ion nên chúng là chất không điện li

- Cách viết phương trình điện li:

Acid  H⁺ + anion gốc acid

Base  cation kim loại/ + OH^-

Muối  cation kim loại/ + anion gốc acid

Ví dụ: Na₂CO₃  2Na⁺ + C

         H₂SO₄  2H⁺ + S

        Ba(OH)₂  Ba²⁺ + 2OH^-

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV mô tả cho HS thí nghiệm so sánh khả năng phân ki của dung dịch HCl và dung dịch CH₃COOH cùng nồng độ: Kết quả thử tính dẫn điện với dung dịch HCl 0,1M và dung dịch CH₃COOH 0,1M cho thấy trường hợp cốc đựng dung dịch HCl 0,1M bóng đèn sáng hơn

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm trả lời CH hoạt động mục I.2b SGK trang 18:

Hãy so sánh số ion mang điện trong hai dung dịch trên, từ đó cho biết acid nào phân li mạnh hơn.

- GV giới thiệu cho HS biết phân loại chất điện li, ví dụ về mỗi loại, cách viết phương trình điện li của chất điện li mạnh, chất điện li yếu.

- GV giới thiệu thêm cho HS biết thế nào là phương trình ion, phương trình ion rút gọn và cách viết phương trình ion rút gọn của các phản ứng xảy ra trong dung dịch: Trong dung dịch, chất điện li phân li thành các ion và chính các ion này trực tiếp tham gia vào phản ứng hóa học. Vì vậy, để biểu diễn các phản ứng xảy ra trong dung dịch, có thể dùng phương trình dạng ion rút gọn thay cho phương trình dạng phân tử.

 Khi viết phương trình ion, tất cả các chất điện li mạnh được chuyển thành các ion, các chất khí, chất kết tủa, chất điện li yếu để nguyên dưới dạng phân tử.

- GV hướng dẫn HS viết PTHH dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng xảy ra giữa:

Dung dịch NaOH và dung dịch HCl:

+ Phương trình phân tử:

NaOH + HCl  NaCl + H₂O

+ Phương trình ion đầy đủ:

Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^-  Na⁺ + Cl^- + H₂O

+ Lược bỏ các ion giống nhau ở hai vế của phương trình ta được phương trình ion rút gọn:

H⁺ + OH^-  H₂O

Dung dịch Na₂SO₄ và dung dịch BaCl₂

+ Phương trình phân tử:

BaCl₂ + Na₂SO₄  BaSO₄ + 2NaCl

+ Phương trình ion rút gọn :

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ +   BaSO₄ + 2Na⁺ + 2Cl^-

+ Phương trình ion rút gọn:

Ba²⁺ +   BaSO₄

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

- GV yêu cầu HS tự viết phương trình phản ứng dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng xảy ra giữa dung dịch Na₂CO₃ và dung dịch HCl.

- GV dẫn dắt để đưa ra kết luận: Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất một trong các chất như chất kết tủa hoặc chất khí hoặc chất điện li yếu

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo cặp đôi, đọc SGK và trả lời CH hoạt động mục I.2b SGK trang 18

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi CH hoạt động mục I.2b SGK trang 18

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về chất điện li mạnh và chất điện li yếu

b) Chất điện li mạnh và chất điện li yếu

Trả lời CH mục I.2b SGK trang 18:

 Số ion mang điện trong dung dịch HCl 0,1M nhiều hơn trong dung dịch CH₃COOH 0,1M. Trong dung dịch, HCl phân li mạnh hơn CH₃COOH

Kết luận:

 Dựa vào mức độ phân li thành các ion, chất điện li được chia thành hai loại:

- Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, hầu hết các phân tử chất tan đều phân li ra ion.

- Các chất điện li mạnh thường gặp:

+ Acid mạnh: HCl, HNO₃, H₂SO₄,...

+ Base mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂,...

+ Hầu hết các muối

- Quá trình phân li của chất điện li mạnh xảy ra gần như hoàn toàn và được biểu diễn bằng mũi tên một chiều.

HNO₃  H⁺ +

NaOH  Na⁺ + OH^-

Na₂CO₃  2Na⁺ +

- Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử chất tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại ở dạng phân tử trong dung dịch

- Những chất điện li yếu gồm các acid yếu như CH₃COOH, HClO, HF, H₂CO₃,... và các base yếu như Cu(OH)₂, Fe(OH)₂,...

- Quá trình phân li của chất điện li yếu là một phản ứng thuận nghịch và được biểu diễn bằng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau:

CH₃COOH  H⁺ + CH₃COO^-

Phương trình phản ứng dạng phân tử và dạng ion rút gọn của phản ứng xảy ra giữa dung dịch Na₂CO₃ và dung dịch HCl:

- Phương trình phân tử:

Na₂CO₃ + 2HCl  2NaCl + CO₂ + H₂O

- Phương trình ion đầy đủ:

2H⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ +   CO₂ + H₂O + 2Na⁺ + 2Cl^-

- Phương trình ion rút gọn:

2H⁺ +   CO₂ + H₂O

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS hoạt động nhóm, làm thí nghiệm theo hướng dẫn trong SGK và thảo luận trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19:

Cho các dung dịch: HCl, NaOH, Na₂CO₃

1. Viết phương trình điện li của các chất trên

2. Sử dụng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH, môi trường (acid/base) của các dung dịch trên

3. Theo khái niệm acid – base trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 8, trong những chất cho ở trên: Chất nào là acid ? Chất nào là base?

- GV nêu hạn chế về định nghĩa acid – base của thuyết Arrhenius (đã học ở lớp 8) và giới thiệu định nghĩa acid – base của Brnsted – Lowry

-  GV hướng dẫn HS xác định acid, base theo thuyết Brnsted – Lowry trong các ví dụ của SGK; nêu các ưu điểm của thuyết Brnsted – Lowry.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK và thực hiện thí nghiệm, trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện thí nghiệm, CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về thuyết acid – base của Brnsted – Lowry

II. Thuyết acid – base của Brnsted – Lowry

1. Khái niệm acid và base theo thuyết Brnsted - Lowry

Trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 19:

a) Phương trình điện li:

HCl  H⁺ + Cl^-

NaOH  Na⁺ + OH^-

Na₂CO₃  2Na⁺ +

b) Dung dịch HCl có môi trường acid (pH < 7), còn dung dịch NaOH và Na₂CO₃ có mỗi trường base (pH > 7)

c) Theo định nghĩa acid – base đã học ở môn Khoa học tự nhiên lớp 8, HCl là acid, NaOH là base, còn Na₂CO₃ không là base

Kết luận:

- Khái niệm acid – base đề cập ở lớp 8 chỉ đúng với dung môi nước và chưa phản ánh đầy đủ bản chất acid/base.

- Thuyết Brnsted – Lowry cho rằng acid là chất cho proton (H⁺) và base là chất nhận proton

2. Ưu điểm của thuyết Brnsted – Lowry

 Thuyết Brnsted – Lowry tổng quát hơn thuyết Arrhenius, phân tử không có nhóm OH như NH₃ hoặc ion như  cùng là base

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Khái niệm pH

- GV dẫn dắt, giới thiệu công thức tính pH: Các dung dịch có nồng độ H⁺, nồng độ OH^- thấp là những số có số mũ âm hoặc có nhiều chữ số thập phân. Để tiện sử dụng, ta dùng đại lượng pH với quy ước như sau:

pH = - lg[H⁺] hoặc [H⁺] = 10^-pH

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời CH5 SGK trang 21:

5. pH của dung dịch nào sau đây có giá trị nhỏ nhất ?

A. Dung dịch HCl 0,1M

B. Dung dịch CH₃COOH 0,1M

C. Dung dịch NaCl 0,1M

D. Dung dịch NaOH 0,01M

* Ý nghĩa của pH trong thực tiễn

 - GV tổ chức hoạt động nhóm, yêu cầu HS tìm hiểu và trình bày về:

+ pH của các dịch trong cơ thể (Nước tiểu: pH = 4,8 – 7,0; Nước bọt: pH = 6,0 – 7,4; Máu: pH = 7,3 – 7,4;  Dạ dày: pH = 1,5 – 3,5)

+ Môi trường thích hợp của một số loại cây trồng (cây chè: 4,5 – 5,5; cây lúa: 5,5 – 6,5; cây cà chua: 6,0 – 7,0), thủy, hải sản (tôm và cá: 7,5 – 8,5)

+ pH của một số sản phẩm thường gặp trong gia đình như dầu gội đầu (4 – 5.5), nước rửa bát (6 – 8),...

+ Vai trò của việc xác định pH, duy trì pH ổn định

- GV cho HS thảo luận trả lời CH6 SGK trang 22:

6. Đo pH của một cốc nước chanh được giá trị pH bằng 2,4. Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Nước chanh có môi trường acid

B. Nồng độ ion [H⁺] của nước chanh là 10^-24 mol/L

C. Nồng độ ion [H⁺] của nước chanh là 0,24 mol/L

D. Nồng độ của ion [OH^-] của nước chanh nhỏ hơn 10^-7 mol/L

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK, trả lời CH5, CH6 SGK trang 21 – 22

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày câu trả lời CH5, CH6 SGK trang 21 – 22

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về biểu thức tính pH và ý nghĩa của pH trong thực tiễn

III. Khái niệm pH và ý nghĩa

1. Khái niệm pH

pH = - lg[H⁺] hoặc [H⁺] = 10^-pH

Trong đó [H⁺] là nồng độ mol của ion H⁺

Nếu dung dịch có [H⁺] = 10^-a mol/L thì pH = a

Trả lời CH5 SGK trang 21:

CH₃COOH là chất điện li yếu  [H⁺] < 0,1M   > 1

 = 1 ;  = 7 ;  = 12

Vậy pH của dung dịch HCl nhỏ nhất.

Chọn đáp án A

2. Ý nghĩa của pH trong thực tiễn

Chỉ số pH có ý nghĩa to lớn trong thực tiễn, pH có liên quan đến sức khỏe của con người, sự phát triển của động vật, thực vật,...

Trả lời CH6 SGK trang 22:

pH = 2,4 < 7  Nước chanh có môi trường acid  loại A

[H⁺] của nước chanh là 10^-pH = 10^-2,4  loại B

[OH^-] của nước chanh là 10^-11,6 < 10^-7  loại D

Vậy đáp án đúng là C