Giáo án Bài 11 Hóa học 12 Cánh Diều: Nguồn điện hoá học

BÀI 11: NGUỒN ĐIỆN HOÁ HỌC I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: Trình bày được:
- Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, sử dụng bảng giá trị thể
điện cực chuẩn để tính được sức điện động của pin điện hoá tạo bởi hai cặp oxi hoá - khử.
- Nêu được ưu, nhược điểm chính một số loại pin khác như acquy (accи), pin nhiên liệu; pin mặt trời,...
- Lắp ráp được pin đơn giản (Pin đơn giản: hai thanh kim loại khác nhau cắm vào quả
chanh, lọ nước muối,...) và đo được sức điện động của pin. 2. Năng lực: * Năng lực chung:
- Năng lực tự chủ và tự học: Kĩ năng tìm kiếm thông tin trong SGK, quan sát hình ảnh về
pin Galvani để tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của pin.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Làm việc nhóm tìm hiểu về ưu, nhược điểm chính một số loại pin .
* Năng lực hóa học:
a. Nhận thức hoá học: Học sinh đạt được các yêu cầu sau:
- Cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin.
- Tính được sức điện động của pin điện hoá tạo bởi hai cặp oxi hoá - khử.
b. Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học được thực hiện thông qua các hoạt động: Lắp ráp được pin đơn giản.
c. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để đo được sức điện động của pin. 3. Phẩm chất:
- Chăm chỉ, tự tìm tòi thông tin trong SGK về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động.
- HS có trách nhiệm trong việc hoạt động nhóm, hoàn thành các nội dung được giao.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU - Hình ảnh, video về pin.
- Phiếu bài tập số 1, số 2....
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Kiểm tra bài cũ: Không
1. Hoạt động 1: Khởi động
a) Mục tiêu: Thông qua câu chuyện giúp HS hiểu về cấu tạo pin bằng cách trả lời câu hỏi được đặt ra.
b) Nội dung: GV cho HS xem video “Cận cảnh cánh đồng pin năng lượng mặt trời”
là một trong số loại pin thường được sử dụng trong đời sống. Vậy hoạt động của các pin
trên dựa trên loại phản ứng hoá học nào? https://www.youtube.com/watch?v=2J3Bfim7A_s
c) Sản phẩm: HS dựa trên câu chuyện, đưa ra dự đoán của bản thân.
d) Tổ chức thực hiện: HS làm việc theo bàn, GV gợi ý, hỗ trợ HS.
2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới
Hoạt động 1: Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của pin galvani
- Mục tiêu: Nêu được cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin Galvani, sử dụng bảng giá trị thể điện cực
chuẩn để tính được sức điện động của pin điện hoá tạo bởi hai cặp oxi hoá - khử.
Hoạt động của GV và HS
Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp làm 4 Câu 1:
nhóm, hoàn thành phiếu bài tập sau:
a) Pin Galvani Fe-Cu được tạo nên từ hai cặp oxi hóa
PHIẾU BÀI TẬP SỐ 1
– khử là: Fe2+/Fe và Cu2+/Cu, thanh kim loại Fe được
Câu 1: Hãy mô tả cấu tạo mỗi pin Galvani
nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung dịch Fe2+, thanh sau:
kim loại Cu được nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung a) Fe-Cu.
dịch Cu2+. Hai cốc đựng dung dịch muối trong pin b) Cu-Ag.
Galvani được nối với nhau bởi một cầu muối. Hai c) Fe-Ag.
thanh kim loại được nối vào 1 vôn kế bằng dây dẫn để
Câu 2: Hãy nêu nguyên tắc hoạt động của pin
xác định được hoạt động của pin.
Galvani Zn-Ag và viết phương trình hoá học
b) Pin Galvani Cu-Ag được tạo nên từ hai cặp oxi hóa
của phản ứng xảy ra trong pin.
– khử là: Cu2+/Cu và Ag+/Ag thanh kim loại Cu được
Câu 3: Cho biết thế điện cực chuẩn của cặp
nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung dịch Cu2+, thanh
kim loại Ag được nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung = -0,763 V và = 0,340 V.
dịch Ag+. Hai cốc đựng dung dịch muối trong pin
Hãy tìm biểu thức liên hệ hai giá trị này với
Galvani được nối với nhau bởi một cầu muối. Hai
giá trị sức điện động chuẩn của pin Zn-Cu
thanh kim loại được nối vào 1 vôn kế bằng dây dẫn để (bằng 1,103 V)
xác định được hoạt động của pin.
c) Pin Galvani Fe-Ag được tạo nên từ hai cặp oxi hóa
Câu 4: Từ Bảng 10.1, hãy so sánh sức điện
– khử là: Fe2+/Fe và Ag+/Ag thanh kim loại Fe được
động chuẩn của pin Galvani Zn-Ni và Sn-Cu.
nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung dịch Fe2+, thanh
kim loại Ag được nhúng trực tiếp vào cốc đựng dung
Thực hiện nhiệm vụ: HS hoàn thành phiếu bài dịch Ag+. Hai cốc đựng dung dịch muối trong pin tập theo 4 nhóm.
Galvani được nối với nhau bởi một cầu muối. Hai
Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS đưa ra thanh kim loại được nối vào 1 vôn kế bằng dây dẫn để
nội dung kết quả thảo luận của nhóm.
xác định được hoạt động của pin.
Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết Câu 2: luận:
Nguyên tắc hoạt động của pin Galvani Zn-Ag:
- Trong pin điện hoá, anode là điện cực Anode (Zn):
âm, nơi xảy ra quá trình oxi hoá (quá
Zn nhường electron, chuyển thành ion Zn2+ tan vào
trình nhường electron); cathode là điện dung dịch.
cực dương, nơi xảy ra quá trình khử Cathode (Ag): (quá trình nhận electron).
Ion Ag+ trong dung dịch nhận electron (từ điện cực Zn
- Sức điện động chuẩn của pin (Epin)
qua dây dẫn chuyển sang điện cực Ag) chuyển thành
tạo từ hai cặp oxi hoá – khử Xm+/X và Ag bám lên điện cực Ag. Yn⁺/Y (trong đó
Phản ứng diễn ra trong pin là: Zn(s) + 2Ag+
) được tính theo công thức
(aq) ⟶ Zn2+(aq) + 2Ag(s) sau: Câu 3:
Biểu thức liên hệ hai giá trị này với giá trị sức điện
động chuẩn của pin Zn-Cu
= 0,340 – (–0,763) = 1,103 V. Câu 4:
Từ Bảng 10.1, hãy so sánh sức điện động chuẩn của pin Galvani Zn-Ni và Sn-Cu. = - 0,257 - (- 0,763)= 0,506 V = - 0,340 - (- 0,138)= 0,478 V
sức điện động chuẩn của pin Galvani Zn-Ni lớn hơn Sn-Cu.
Hoạt động 2: Thực hành lắp một số pin đơn giản
- Mục tiêu: Lắp ráp được pin đơn giản (Pin đơn giản: hai thanh kim loại khác nhau cắm vào quả chanh,
lọ nước muối,...) và đo được sức điện động của pin.
Hoạt động của GV và HS
Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp làm 4 Tiến hành:
nhóm lắp ráp pin đơn giản
Cắm hai thanh (hoặc dây) kim loại vào cốc chứa dung
Thực hiện nhiệm vụ: HS hoàn thành theo 4 dịch chất điện li (hoặc quả chanh, quả táo...). nhóm.
Đo sức điện động giữa hai thanh (hoặc dây) kim loại
Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS đưa ra bằng vôn kế (Hình 11.3).
nội dung kết quả thảo luận của nhóm.
Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết
luận : Trong thực tế, có thể tạo ra dòng điện hoá
học dựa trên nguyên tắc hoạt động của pin
Galvani một cách đơn giản như sau: Pin tạo bởi
hai điện cực kim loại khác nhau tiếp xúc với
cùng một dung dịch chất điện li.
Yêu cầu: Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra.
Chú ý an toàn: Hai thanh kim loại trong pin không được chạm vào nhau.
Hoạt động 3: Giới thiệu một số loại pin thông dụng khác
- Mục tiêu: Nêu được ưu, nhược điểm chính một số loại pin khác như acquy (accи), pin nhiên liệu; pin mặt trời,...
Hoạt động của GV và HS
Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp làm 4 Câu 1:
nhóm, hoàn thành phiếu bài tập sau:
Một số hạn chế nếu sử dụng pin Galvani Zn-Cu trong
PHIẾU BÀI TẬP SỐ 2 đèn pin là:
Câu 1: Tìm hiểu và cho biết một số hạn chế
- Gây ô nhiễm môi trường.
nếu sử dụng pin Galvani Zn-Cu trong đèn
- Năng lượng chứa trong pin thấp. pin. - Tuổi thọ pin thấp.
Câu 2: Hãy nêu một số trường hợp sử dụng Câu 2:
acquy trong thực tế mà em biết.
Acquy trong xe máy, xe đạp điện, ô tô điện, quạt tích
Câu 3: Tìm hiểu và giải thích những vùng
điện chạy bằng acquy, …
miền nào ở Việt Nam thích hợp với việc phát Câu 3: triển điện mặt trời.
Các tỉnh Tây Nguyên, Nam Bộ và Nam Trung Bộ có
Câu 4: Mỗi phát biểu sau đây là đúng hay
bức xạ mặt trời cao thích hợp với việc phát triển điện sai? mặt trời.
a) Pin mặt trời biến đổi trực tiếp quang năng Câu 4: thành điện năng.
a) Đúng. Pin mặt trời biến đổi trực tiếp quang năng
b) Pin mặt trời là nguồn năng lượng xanh. thành điện năng.
c) Khi hoạt động, pin mặt trời không gây hiệu
b) Đúng vì khi hoạt động pin mặt trời sử dụng nguồn ứng nhà kính.
năng lượng vô tận là ánh sáng mặt trời, không tạo ra
d) Khi hoạt động, pin mặt trời gây mưa acid
bất cứ sản phẩm hóa học nào trong quá trình hoạt
và làm Trái Đất nóng lên.
động nên thân thiện với môi trường.
c) Đúng. Khi hoạt động, pin mặt trời không gây hiệu ứng nhà kính.
d) Sai. Vì pin mặt trời không tạo ra bất kì một sản
Thực hiện nhiệm vụ: HS hoàn thành theo 4 phẩm hoá học nào trong quá trình hoạt động nên thân nhóm. thiện với môi trường.
Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS đưa ra
nội dung kết quả thảo luận của nhóm.
Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết
luận : Các nguồn điện khác như acquy, pin
nhiên liệu, pin mặt trời,... có những ưu, nhược điểm nhất định.
3. Hoạt động 3: Luyện tập
a) Mục tiêu: Củng cố lại phần kiến thức đã học về cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của pin.
b) Nội dung: GV đưa ra các bài tập cụ thể, gọi HS lên làm và chữa lại.
HS hoàn thành các bài tập sau:
Câu 1: Những phát biểu nào sau đây là đúng?
a) Phản ứng hoá học xảy ra trong pin Galvani là phản ứng tự diễn biến.
b) Trong pin Galvani, điện cực âm là nơi xảy ra quá trình khử.
c) Sức điện động của pin Galvani là hiệu điện thế giữa hai điện cực.
d) Pin Galvani tạo ra dòng điện từ quá trình vật lí.
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về pin Galvani?
A. Anode là điện cực dương.
B. Cathode là điện cực âm.
C. Ở điện cực âm xảy ra quá trình oxi hoá.
D. Dòng electron di chuyển từ cathode sang anode.
Câu 3: Sử dụng bảng thế điện cực chuẩn, xác định sức điện động chuẩn của pin Galvani tạo
bởi các cặp oxi hoá - khử sau, đồng thời chỉ ra điện cực dương, điện cực âm của pin trong mỗi trường hợp: a) Ni²+/Ni và Ag+/Ag. b) Zn2+/Zn và 2H+/H2.