Giáo án NLS Hoá học 12 kết nối Bài 15: Thế điện cực và nguồn điện hoá học

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

CHƯƠNG 5: PIN ĐIỆN VÀ ĐIỆN PHÂN

BÀI 15. THẾ ĐIỆN CỰC VÀ NGUỒN ĐIỆN HÓA HỌC

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Mô tả được cặp oxi hóa – khử của kim loại. 
• Nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn. 
• Sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để: so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử; dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử; tính được sức điện động của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa – khử.
• Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, ưu nhược điểm chính của một số loại pin khác như acquy; pin nhiên liệu; pin Mặt Trời;…
• Lắp ráp được pin đơn giản (pin đơn giản: 2 thanh kim loại khác nhau cắm vào quả chanh, lọ nước muối,…) và đo được sức điện động của pin.

2. Phát triển năng lực

Năng lực chung:

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Chủ động giao tiếp trong nhóm, trình bày rõ ý tưởng cá nhân và hỗ trợ nhau hoàn thành nhiệm vụ chung, tự tin và biết kiểm soát cảm xúc, thái độ khi nói trước nhiều người.
• Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thu thập và làm rõ thông tin có liên quan đến vấn đề; phân tích để xây dựng được các ý tưởng phù hợp.

Năng lực đặc thù: 

• Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Nhận ra, giải thích được vấn đề thực tiễn dựa trên kiến thức hóa học.
• Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học: 
  • Sử dụng được ngôn ngữ, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng để biểu đạt quá trình tìm hiểu vấn đề và kết quả tìm kiếm.
  • Viết được báo cáo quá trình tìm hiểu.
• Năng lực nhận thức hóa học:
• Mô tả được cặp oxi hóa – khử của kim loại.
• Nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn. 
• Sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để: so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử; dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử; tính được sức điện động của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa – khử.
• Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, ưu nhược điểm chính của một số loại pin khác như acquy; pin nhiên liệu; pin Mặt Trời;…
• Lắp ráp được pin đơn giản (pin đơn giản: 2 thanh kim loại khác nhau cắm vào quả chanh, lọ nước muối,…) và đo được sức điện động của pin.

Năng lực số: 

• 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin  thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video, tổ chức được tìm kiếm dữ liệu, thông tin và nội dung trong môi trường số.
• 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi. 
• 2.4.NC1a: Chọn được những công cụ và công nghệ số đơn giản cho các quá trình cộng tác.
• 6.2.NC1b: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.

3. Phát triển phẩm chất

• Tham gia tích cực hoạt động nhóm phù hợp với khả năng của bản thân.
• Cẩn trọng, trung thực và thực hiện các yêu cầu trong bài học.
• Sử dụng tiết kiệm, an toàn các nguồn năng lượng điện (pin, acquy) trong gia đình, trong đời sống, sản xuất.
• Có ý thức thu gom, phân loại các loại pin sau khi sử dụng đúng quy định để bảo vệ môi trường.
• Khơi dậy ý thức tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch, năng lượng thay thế, tái tạo,…

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• Các hình ảnh liên quan đến bài học. 
• Video AI được tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học
• SGK, KHBD.
• Thiết bị dạy học: Máy tính, máy chiếu.
• Hóa chất: Các thanh kim loại (đồng, kẽm,…), quả chanh, lọ nước muối.
• Dụng cụ: Vôn kế, dây dẫn, kẹp cá sấu.

2. Đối với học sinh

• Tài liệu: SGK Hóa học 12. 
• Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học theo yêu cầu của GV. 

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Cặp oxi hóa – khử

a. Mục tiêu: Từ phản ứng oxi hóa – khử, HS viết được quá trình oxi hóa, quá trình khử, từ đó xác định các dạng oxi hóa, dạng khử tương ứng với mỗi quá trình và viết thành cặp oxi hóa/khử.

b. Nội dung: HS quan sát video, đọc các thông tin trong SGK trang 67 – 68 và thực hiện yêu cầu của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về quá trình oxi hóa, quá trình khử, xác định các dạng oxi hóa, dạng khử tương ứng với mỗi quá trình và viết thành cặp oxi hóa/khử.

d. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS	DỰ KIẾN SẢN PHẨM	NLS
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập - GV tổ chức cho HS: Quan sát video phản ứng của kẽm với dung dịch copper (II) sulfate. - GV yêu cầu HS: Từ hiện tượng quan sát được trong video, trả lời các câu hỏi mục Hoạt động: 1. Viết phương trình hóa học dạng ion rút gọn của phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong thí nghiệm. 2. Viết quá trình oxi hóa nguyên tử Zn và quá trình khử ion Cu2+. Chỉ ra dạng oxi hóa và dạng khử trong mỗi quá trình. 3. Biểu diễn dạng oxi hóa và dạng khử của mỗi nguyên tố trên như sau: dạng oxi hóa/dạng khử. - GV yêu cầu HS: Sử dụng Chatbot AI (như ChatGPT, Gemini) trên điện thoại cá nhân để giải thích cơ chế vật lý tại lớp tiếp xúc giữa kim loại và dung dịch muối dẫn đến sự hình thành thế điện cực. - GV tổ chức cho HS: Luyện tập lí thuyết vừa học để trả lời các câu hỏi mục Câu hỏi và bài tập: 1. Viết bán phản ứng hoặc cặp oxi hóa – khử còn thiếu trong bảng dưới đây vào vở: Bán phản ứng Cặp oxi hóa – khử Bán phản ứng Cặp oxi hóa – khử Na+ + 1e Na ? ? 2H+/H2 ? Al3+/Al Ag+ + 1e Ag ? Fe2+ + 2e Fe ? ? Au3+/Au 2. Cho đinh sắt (iron) tác dụng với dung dịch hydrochloric acid, thu được muối iron(II) chloride và khí hydrogen. a) Viết phương trình hóa học của phản ứng ở dạng ion thu gọn. b) Xác định các cặp oxi hóa – khử trong phản ứng trên. Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập -  HS quan sát video, đọc thông tin trong SGK để trả lời câu hỏi. - GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận - GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi.  * Trả lời câu hỏi Hoạt động: 1. Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu. 2. Quá trình oxi hóa: Zn → Zn2+ +2e. ⇒ Dạng oxi hóa là Zn2+, dạng khử là Zn. Quá trình khử: Cu2+ + 2e → Cu. ⇒ Dạng oxi hóa là Cu2+, dạng khử là Cu. 3. Cặp oxi hóa - khử: Zn2+/Zn Cặp oxi hóa – khử: Cu2+/Cu. * Trả lời Câu hỏi và bài tập: 1.  Bán phản ứng Cặp oxi hóa – khử Na+ +1e Na Na+/Na Al3+ + 3e Al Al3+/Al Fe2+ + 2e Fe Fe2+/Fe 2H+ + 2e H2 2H+/H2 Ag+ + 1e Ag Ag+/Al Au3+ + 3e Au Au3+/Au 2. a) Fe + 2H+ → Fe2+ + H2. b) Hai cặp oxi hóa – khử: Fe2+/Fe và 2H+/H2. - GV yêu cầu các HS khác: Lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập - GV đánh giá câu trả lời của HS, đưa ra kết luận về cặp oxi hóa – khử. - GV chuyển sang nội dung mới.	I. Cặp oxi hóa – khử - Nguyên tử kim loại có thể nhường electron để trở thành cation kim loại; cation kim loại có thể nhận electron để trở thành nguyên tử kim loại. Ví dụ: Al3+ +3e Al - Các nguyên tử kim loại: chất khử; ion kim loại: chất oxi hóa. - Dạng oxi hóa và dạng khử tương ứng của một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử của kim loại. - Mối quan hệ giữa dạng oxi hóa và dạng khử: Mn+ + ne M	6.2.NC1b: Điều chỉnh được các hệ thống AI để phù hợp với nhu cầu cụ thể.

Hoạt động 2. Thế điện cực chuẩn 

a. Mục tiêu: HS nêu được giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn; sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử, dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử, tính được sức điện động của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa – khử.

b. Nội dung: HS quan sát hình ảnh GV cung cấp, đọc thông tin trong SGK trang 68 – 72 và trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về giá trị thế điện cực chuẩn là đại lượng đánh giá khả năng khử giữa các dạng khử, khả năng oxi hóa giữa các dạng oxi hóa trong điều kiện chuẩn; sử dụng bảng giá trị thế điện cực chuẩn để so sánh được tính khử, tính oxi hóa giữa các cặp oxi hóa – khử, dự đoán được chiều hướng xảy ra phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử, tính được sức điện động của pin điện hóa tạo bởi hai cặp oxi hóa – khử.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Hoạt động 3. Pin điện hóa

a. Mục tiêu: HS nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani; lắp ráp được pin đơn giản và đo được sức điện động của pin.

b. Nội dung: HS đọc các thông tin trong SGK trang 73-75 và thực hiện yêu cầu của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani; lắp ráp được pin đơn giản và đo được sức điện động của pin.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 4. Ứng dụng 

a. Mục tiêu: HS nêu được các loại pin được sử dụng phổ biến, ưu và nhược điểm của các loại pin đó.

b. Nội dung: HS quan sát hình ảnh GV cung cấp, đọc thông tin trong SGK trang 76 và trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về các loại pin được sử dụng phổ biến, ưu và nhược điểm của các loại pin đó.

d. Tổ chức hoạt động:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Củng cố kiến thức, giúp HS ôn tập lại các kiến thức liên quan đến thế điện cực và nguồn điện hóa học.

b. Nội dung: HS trả lời các câu hỏi liên quan đến nội dung bài học.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về các kiến thức liên quan đến thế điện cực và nguồn điện hóa học. 

d. Tổ chức thực hiện

Nhiệm vụ 1: Trả lời câu hỏi trắc nghiệm 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm trên phần mềm Quizizz (hoặc PowerPoint tương tác)

2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng được các công nghệ số đơn giản (phần mềm trắc nghiệm/ màn hình) để tương tác trả lời câu hỏi 

Câu 1. Các nguyên tử kim loại đóng vai trò là

A. chất khử.                                       B. chất oxi hóa.                        

C. dung dịch acid.                              D. dung dịch base.

Câu 2. Chất A có bán phản ứng như sau: A^b+ + be A. Cặp oxi hóa – khử ứng với bán phản ứng trên là

A. A/A^b+.               B. A^b+/A.               C. B^a+/B.               D. B/B^a+.

Câu 3. Trong điện cực ở điều kiện chuẩn, điện cực kim loại có nồng độ ion kim loại bằng _____ M.

A. 0,5.                            B. 0,75.                 C. 1,0.                  D. 1,5.

Câu 4. …………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận, thực hiện làm bài tập trắc nghiệm theo yêu cầu.

- GV quan sát và hỗ trợ, hướng dẫn. 

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

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trình bày kết quả: 

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). 

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và chốt đáp án.

- GV chuyển sang nội dung mới.

Nhiệm vụ 2: Trả lời câu hỏi của GV 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV yêu cầu HS: Dựa vào kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi:

Câu 1. Viết kí hiệu cặp oxi hóa – khử tương ứng với mỗi quá trình sau: 

a) Fe²⁺ + 2e Fe;

b) Fe³⁺ + 1e Fe²⁺;

c) Fe(OH)₂ + 2e Fe + 2OH^-.

Câu 2. Xét các cặp oxi hóa – khử: Fe²⁺/Fe, Ag⁺/Ag, Cl₂/2Cl^-.

a) Tra giá trị thế điện cực chuẩn của các cặp oxi hóa – khử trên.

b) Sắp xếp các dạng khử theo chiều tăng dần của tính khử, các dạng oxi hóa theo chiều tăng dần tính oxi hóa.

Câu 3. Cho sơ đồ pin điện: Zn – Ni.

a) Viết các quá trình xảy ra ở anode, cathode. Viết PTHH của phản ứng xảy ra trong pin.

b) Tính sức điện động chuẩn của pin.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS tiếp nhận, thực hiện làm bài tập theo yêu cầu.

- GV quan sát và hỗ trợ, hướng dẫn. 

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

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trình bày kết quả: 

Câu 1.

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và chốt đáp án.

- GV chuyển sang nội dung vận dụng. 

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..