Giáo án tích hợp NLS Hoá học 12 kết nối tri thức

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 22. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI 

I. MỤC TIÊU

1. Về kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được khái niệm ăn mòn kim loại từ sự biến đổi của một số kim loại, hợp kim trong tự nhiên.
• Trình bày được các dạng ăn mòn kim loại và các phương pháp chống ăn mòn kim loại.
• Thực hiện được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm ăn mòn điện hóa đối với sắt và thí nghiệm bảo vệ sắt bằng phương pháp điện hóa, mô tả hiện tượng thí nghiệm, giải thích và nhận xét.

2. 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 hoá học.
• Năng lực tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hoá 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 hoá học:
• Nêu được khái niệm ăn mòn kim loại từ sự biến đổi của một số kim loại, hợp kim trong tự nhiên.
• Trình bày được các dạng ăn mòn kim loại và các phương pháp chống ăn mòn kim loại.
• Thực hiện được (hoặc quan sát qua video) thí nghiệm ăn mòn điện hóa đối với sắt và thí nghiệm bảo vệ sắt bằng phương pháp điện hóa, mô tả hiện tượng thí nghiệm, giải thích và nhận xét.

Năng lực số:

• 1.1.NC1a: Đáp ứng được nhu cầu thông tin (Tìm kiếm chính xác video thí nghiệm ăn mòn và mô phỏng cơ chế vi mô của pin điện hóa).
• 1.1.NC1b: HS tìm được thông tin  thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video.
• 2.1.NC1a: HS lựa chọn và sử dụng công nghệ số (thiết bị di động) để tương tác trả lời câu hỏi trong môi trường lớp học.
• 2.4.NC1a: Đề xuất được các công cụ và công nghệ số khác nhau cho các quá trình hợp tác (Lựa chọn nền tảng bảng trắng ảo Miro/Padlet để thảo luận nhóm về cơ chế phản ứng).
• 6.1.NC1a: Phân tích được cách AI hoạt động trong các ứng dụng cụ thể (Phân tích cách AI dự đoán tốc độ ăn mòn kim loại trong các môi trường khác nhau để tối ưu hóa bảo trì công trình).
• 6.3.NC1a: Phân tích được hiệu quả của hệ thống AI trong việc giải quyết các vấn đề cụ thể (Sử dụng AI để so sánh hiệu quả kinh tế của các phương pháp chống ăn mòn và đánh giá độ chính xác của giải thích từ AI).

3. 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.
• Có ý thức bảo vệ các đồ dùng bằng hợp kim trong gia đình để chống ăn mòn.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• Tài liệu: SGK, SGV Hóa học 12, các hình ảnh liên quan đến bài học, video về bảo vệ sắt bằng ăn mòn điện hóa. 
• Thiết bị dạy học: Máy tính, máy chiếu.
• Hóa chất: Đinh sắt mới, dây kẽm, nước cất, nước máy (hoặc nước tự nhiên).

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

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: 

- Huy động được vốn hiểu biết, kĩ năng có sẵn của học sinh (về phản ứng oxi hóa – khử, tính chất hóa học của kim loại,…) để chuẩn bị cho bài học mới; học sinh cảm thấy vấn đề sắp học rất gần gũi với mình.

- Kích thích sự tò mò, khơi dậy hứng thú của học sinh về chủ đề sẽ học; tạo không khí lớp học sôi nổi, chờ đợi, thích thú.

- Học sinh trải nghiệm qua tình huống có vấn đề, trong đó chứa đựng những nội dung kiến thức, những kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực mới. 

b. Nội dung: HS quan sát hình và thực hiện yêu cầu của GV. 

c. Sản phẩm: HS phán đoán được kim loại đã xảy ra quá trình oxi hóa hay khử khi bị ăn mòn.

d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS: Xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó

1.1.CB1b: HS tìm được thông tin  thông qua việc quan sát, truy cập nội dung số trong video.

- GV yêu cầu HS quan sát hình sau.

- GV yêu cầu HS: Sử dụng Chatbot AI (có tính năng nhận diện ảnh hoặc mô tả ảnh) để hỏi: "Hiện tượng trong ảnh là hiện tượng gì?"

[6.1.NC1a]: HS sử dụng thiết bị số để tìm kiếm và phân tích cách AI tổng hợp kiến thức hóa học (nồng độ muối, chất điện li) để giải thích hiện tượng thực tế.

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

- HS làm việc cá nhân, suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV. 

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết). 

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

- GV mời 2 – 3 HS trả lời câu hỏi: Hiện tượng trong hình là ăn mòn kim loại. Kim loại bị oxi hóa.

- Các HS khác lắng nghe để nhận xét câu trả lời của bạn mình.

- GV khuyến khích HS có thể có nhiều ý kiến khác nhau. 

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

- GV đánh giá, nhận xét của câu trả lời HS, dẫn dắt HS vào bài học: Vỏ tàu biển bằng thép để lâu trong tự nhiên thường bị ăn mòn. Để bảo vệ vỏ tàu khỏi bị ăn mòn, người ta thường phủ sơn lên vỏ tàu; phần vỏ tàu chìm trong nước biển thường được gắn thêm tấm kẽm. Vậy, ăn mòn kim loại là gì? Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể dùng những cách nào? Câu trả lời cho các câu hỏi này sẽ được bật bí trong bài học hôm nay Bài 22 –  Sự ăn mòn kim loại.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Xây dựng khái niệm ăn mòn kim loại

a. Mục tiêu: HS nêu được khái niệm ăn mòn kim loại từ sự biến đổi của một số kim loại, hợp kim trong tự nhiên; thực hiện được thí nghiệm ăn mòn điện hóa đối với sắt, mô tả hiện tượng thí nghiệm, giải thích và nhận xét.

b. Nội dung: HS quan sát hình GV cung cấp, đọc thông tin trong SGK trang 102-103 và trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về khái niệm ăn mòn kim loại từ sự biến đổi của một số kim loại, hợp kim trong tự nhiên; thực hiện được thí nghiệm ăn mòn điện hóa đối với sắt, mô tả hiện tượng thí nghiệm, giải thích và nhận xét.

d. Tổ chức hoạt động:

Hoạt động 2. Chống ăn mòn kim loại 

a. Mục tiêu: HS trình bày được một số phương pháp bảo vệ kim loại phổ biến.

b. Nội dung: HS đọc thông tin trong SGK trang 104-105 và trả lời các câu hỏi của GV.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về một số phương pháp bảo vệ kim loại phổ biến.

d. Tổ chức hoạt động:

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Giúp HS củng cố lại kiến thức đã học về sự ăn mòn kim loại.

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 sự ăn mòn kim loại. 

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 trên Quizizz. GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm:

Câu 1. Sự phá huỷ kim loại do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất oxi hoá trong môi trường gọi là

A. sự khử kim loại.          

B. sự tác dụng của kim loại với nước.

C. sự ăn mòn hoá học.                

D. sự ăn mòn điện hoá. 

Câu 2. Thí nghiệm nào sau đây Fe chỉ bị ăn mòn hóa học?

A. Đốt cháy dây sắt trong không khí khô.       

B. Cho hợp kim Fe – Cu vào dung dịch CuSO₄.

C. Để mẫu gang lâu ngày trong không khí ẩm. 

D. Cho Fe vào dung dịch AgNO₃.

Câu 3. Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta thường gắn vào vỏ tàu (phần chìm dưới nước) các khối kim loại nào sau đây?

A. Ag.                    B. Na.                   C. Zn.                    D. Cu.

Câu 4. Kim loại nào sau đây dễ bị ăn mòn nhất trong nước biển?

A. Vàng.               B. Bạc.                  C. Sắt.                  D. Đồng.

Câu 5. Phản ứng điện phân dung dịch CuCl₂ (với điện cực trơ) và phản ứng ăn mòn điện hóa xảy ra khi nhúng hợp kim Zn - Cu vào dung dịch HCl có đặc điểm là

A. Phản ứng ở cực âm có sự tham gia của kim loại hoặc ion kim loại.

B. Phản ứng ở cực dương đều là sự oxi hóa Cl^-.

C. Đều sinh ra Cu ở cực âm.

D. Phản ứng xảy ra luôn kèm theo sự phát sinh dòng điện.

Câu 6. Cặp kim loại Al - Fe tiếp xúc với nhau và được để ngoài không khí ẩm thì kim loại nào bị ăn mòn và dạng ăn mòn nào chính?

A. Al bị ăn mòn điện hóa

B. Fe bị ăn mòn điện hóa

C. Al bị ăn mòn hóa học

D. Fe bị ăn mòn hóa học.

Câu 7. Có 4 dung dịch riêng biệt: CuSO₄, ZnCl₂, FeCl₃, AgNO₃. Nhúng vào mỗi dung dịch một thanh Ni. Số trường hợp xuất hiện ăn mòn điện hóa là

A. 1.

B. 4.

C. 3.

D. 2.

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

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

[2.1.NC1a]: HS lựa chọn và sử dụng công nghệ số (thiết bị di động) để tương tác trả lời câu hỏi trong môi trường lớp học.

- 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 câu hỏi sau: 

Câu 1. Nêu các dạng ăn mòn kim loại trong tự nhiên. Các điều kiện của ăn mòn điện hóa là gì?

Câu 2. Xác định các phát biểu sau đây là đúng (Đ) hay sai (S) về sự ăn mòn kim loại:

1. Sự ăn mòn kim loại là quá trình kim loại bị phá hủy do tác động của môi trường xung quanh, thường là do oxygen và nước.
2. Ăn mòn điện hóa xảy ra khi kim loại tiếp xúc với môi trường điện phân, tạo ra dòng điện và dẫn đến sự hư hại của kim loại.
3. Kim loại không bị ăn mòn khi được bao phủ bởi lớp oxide bảo vệ, vì lớp oxide này ngăn cách kim loại với môi trường.
4. Ăn mòn có thể được ngăn chặn hoàn toàn bằng cách sơn hoặc mạ kim loại, nhưng những phương pháp này chỉ có hiệu quả tạm thời.

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

- HS tiếp nhận, 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. Tùy theo cơ chế của sự ăn mòn, người ta chia ăn mòn kim loại thành hai loại: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

Điều kiện của quá trình ăn mòn điện hóa:

+ Hai kim loại khác nhau hoặc một kim loại và một phi kim.

+ Chúng tiếp xúc với nhau trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua dây dẫn điện và cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.

Câu 2. 

1. Đúng (Đ).
2. Đúng (Đ).
3. Đúng (Đ).
4. Sai (S) - Mặc dù sơn hoặc mạ kim loại có thể giúp ngăn chặn ăn mòn, nhưng chúng không đảm bảo ngăn chặn hoàn toàn sự ăn mòn trong mọi điều kiện môi trường.

- 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 vận dụng. 

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: HS vận dụng được kiến thức đã học để giải quyết được một số vấn đề trong thực tiễn.

b. Nội dung: HS tìm hiểu, vận dụng kiến thức đã học vào làm các bài tập GV giao.

c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS về cách giải quyết được một số vấn đề trong thực tiễn.

d. Tổ chức thực hiện

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

GV yêu cầu HS dựa vào kiến thức đã học để trả lời câu hỏi sau: Người ta thường sử dụng các kim loại magnesium (hoặc nhôm hay kẽm) để bảo vệ các kết cấu sắt thép (đường ống, bể chứa, giàn khoan dầu, tàu thủy,...) trong môi trường biển và dưới lòng đất ẩm ướt thường được bảo vệ bằng phương pháp điện hóa. Hãy cho biết kim loại nào (magnesium hay sắt) là anode, cathode. Viết các quá trình xảy ra ở điện cực.

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

- HS tiếp nhận, 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: 

Gợi ý trả lời:

+ Kim loại hoạt động mạnh hơn đóng vai trò là anode và bị ăn mòn. Do vậy, magnesium là anode và bị ăn mòn, sắt là cathode và không bị ăn mòn.

+ Các bán phản ứng xảy ra ở điện cực:

Anode: Mg(s) → Mg²⁺(aq) + 2e.

Cathode: O₂(aq) + 4H⁺(aq) + 4e → H₂O(l).

- 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, chốt đáp án.

- GV kết thúc tiết học.

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Ôn lại kiến thức đã học.

- Hoàn thành các bài tập trong SBT Hóa học 12.