Giáo án Bài 19. Dãy hoạt động hóa học

Tạo tình huống có vấn đề, giúp HS nhận ra kim loại có mức độ hoạt động khác nhau và dự đoán kết quả phản ứng giữa kim loại với dung dịch muối.

GV chiếu mô phỏng ống đinh sắt trong dung dịch $\mathrm{CuSO_4}$ trên trang bài học NeoEdu. HS trả lời ba câu hỏi:

• Câu 1: Em quan sát thấy hiện tượng gì trên đinh sắt và trong dung dịch sau một thời gian?
• Câu 2: Vì sao sắt có thể lấy đồng ra khỏi dung dịch muối của nó?
• Câu 3: Nếu nhúng dây đồng vào dung dịch $\mathrm{FeSO_4}$, em dự đoán điều gì xảy ra? Vì sao?

Dự kiến HS trả lời:

• Câu 1: Đinh sắt có lớp màu đỏ (đồng) bám dần; dung dịch từ xanh lam đậm nhạt dần, chuyển sang lục nhạt.
• Câu 2: Sắt hoạt động hơn đồng nên đẩy được đồng ra khỏi dung dịch $\mathrm{CuSO_4}$.
• Câu 3: Dự đoán dây đồng không đổi vì đồng hoạt động yếu hơn sắt.
  Kết luận mở đầu: Kim loại có mức độ hoạt động khác nhau; cần một “thang” để so sánh, đó là dãy hoạt động hóa học.

HS nêu được khái niệm dãy hoạt động hóa học và xác định được thứ tự hoạt động của các kim loại trên giá bậc thang.

HS làm việc nhóm 4 người theo Phiếu học tập số 1. Nhóm quan sát giá bậc thang 12 mẫu kim loại trên mô phỏng và trả lời:

• Câu 1: Các kim loại được xếp theo chiều nào? Kim loại nào hoạt động mạnh nhất, kim loại nào yếu nhất?
• Câu 2: Dãy hoạt động hóa học là gì? Vì sao gọi là “mức phản ứng tương đối”?
• Câu 3: Dãy hoạt động có dùng để dự đoán phản ứng không? Vì sao phải nói “trong điều kiện học”?

Kết quả dự kiến:

• Thứ tự: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au; các kim loại xếp theo mức hoạt động giảm dần.
• K hoạt động mạnh nhất; Au hoạt động yếu nhất.
• Khái niệm: Dãy hoạt động là dãy sắp xếp kim loại theo mức phản ứng tương đối, dùng để dự đoán phản ứng trong điều kiện học.
• HS rút ra: Dãy chỉ là công cụ dự đoán trong điều kiện học, không phải quy luật tuyệt đối cho mọi điều kiện.

HS giải thích được quy tắc kim loại hoạt động hơn đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối, nhận biết điều kiện áp dụng và tính khối lượng kim loại tạo thành.

HS làm việc theo cặp đôi trên thí nghiệm ảo đinh sắt trong $\mathrm{CuSO_4}$ và dây đồng trong $\mathrm{FeSO_4}$, hoàn thành Phiếu học tập số 2:

• Câu 1: Viết phương trình phản ứng xảy ra giữa sắt và dung dịch đồng sunfat.
• Câu 2: Đồng có đẩy được sắt khỏi dung dịch $\mathrm{FeSO_4}$ không? Vì sao?
• Câu 3: Khi $0{,}1$ mol Fe phản ứng hết, khối lượng đinh sắt thay đổi thế nào? Tính khối lượng Cu sinh ra (cho $\mathrm{M_{Fe}=56}$, $\mathrm{M_{Cu}=64}$).
• Câu 4: Ánh kim có quyết định kim loại nào đẩy được kim loại nào không?

Đáp án dự kiến:

• Câu 1: $\mathrm{Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu}$
• Câu 2: Không. Cu hoạt động yếu hơn Fe nên không đẩy Fe ra khỏi $\mathrm{FeSO_4}$ theo mô hình.
• Câu 3: Tỉ lệ mol Fe : Cu là $1:1$; $n_{\mathrm{Cu}}=0{,}1$ mol; $m_{\mathrm{Cu}}=0{,}1\times 64=6{,}4$ g. Fe tiêu thụ $0{,}1\times 56=5{,}6$ g; đinh nặng thêm $6{,}4-5{,}6=0{,}8$ g.
• Câu 4: Không. Ánh kim không quyết định vị trí trong dãy hoạt động.
  Kiến thức HS rút ra: Kim loại hoạt động hơn đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối phù hợp.

HS nêu được vị trí của hydrogen trong dãy hoạt động và nhận biết kim loại đứng trước H phản ứng với HCl loãng tạo khí $\mathrm{H_2}$.

GV chiếu hai ống HCl loãng với Zn và Cu trên mô phỏng. HS trả lời:

• Câu 1: Hiện tượng xảy ra ở ống có Zn và ống có Cu là gì?
• Câu 2: Kim loại nào đứng trước H trong dãy hoạt động? Kim loại nào đứng sau H?
• Câu 3: Hãy nêu vị trí hydrogen và viết kết luận về phản ứng với HCl loãng.

Dự kiến HS trả lời:

• Câu 1: Ống Zn có bọt khí $\mathrm{H_2}$ sủi lên; ống Cu không có hiện tượng.
• Câu 2: Zn, Fe, Pb đứng trước H; Cu, Ag, Au đứng sau H.
• Câu 3: Vị trí hydrogen là mốc để phân loại; kim loại trước H thường phản ứng với HCl loãng tạo $\mathrm{H_2}$.
  Kiến thức HS rút ra: Vị trí hydrogen: kim loại trước H thường phản ứng với HCl loãng tạo $\mathrm{H_2}$.

HS củng cố khái niệm dãy hoạt động, quy tắc đẩy muối và vị trí hydrogen; nhận biết nhận định sai.

HS làm cá nhân năm câu sau, sau đó đổi vở kiểm tra chéo:

• Câu 1: Dãy hoạt động có đặc điểm nào? A. theo thứ tự tên chữ cái; B. sắp kim loại theo mức phản ứng tương đối, dùng dự đoán trong điều kiện học; C. chỉ xếp theo khối lượng riêng.
• Câu 2: Đẩy khỏi muối có đặc điểm nào? A. mọi kim loại đều đẩy được mọi kim loại khác; B. không cần xét phản ứng với nước; C. kim loại hoạt động hơn có thể đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối phù hợp.
• Câu 3: Ghép: Dãy hoạt động; Đẩy khỏi muối; Vị trí hydrogen với các mô tả tương ứng.
• Câu 4: “Đồng đẩy được sắt khỏi dung dịch FeSO₄ vì đồng có ánh kim.” Nhận định này đúng hay sai?
• Câu 5: “Kim loại trước H thường phản ứng với HCl loãng tạo H₂” mô tả khái niệm nào?

Đáp án:

• Câu 1: B. Dãy hoạt động sắp kim loại theo mức phản ứng tương đối, dùng dự đoán trong điều kiện học.
• Câu 2: C. Kim loại hoạt động hơn có thể đẩy kim loại yếu hơn khỏi dung dịch muối phù hợp.
• Câu 3: Dãy hoạt động – sắp kim loại theo mức phản ứng tương đối; Đẩy khỏi muối – kim loại hoạt động hơn đẩy kim loại yếu hơn; Vị trí hydrogen – kim loại trước H phản ứng với HCl loãng tạo H₂.
• Câu 4: Sai. Cu hoạt động yếu hơn Fe nên không đẩy Fe; ánh kim không quyết định vị trí trong dãy.
• Câu 5: Vị trí hydrogen.

HS vận dụng quy tắc đẩy muối để tính khối lượng kim loại tạo thành và lập luận tránh áp dụng máy móc quy tắc với kim loại phản ứng mạnh với nước.

HS làm việc theo cặp đôi, giải hai bài:

• Bài 1: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. Với $0{,}1$ mol Fe phản ứng hết, $\mathrm{M_{Fe}=56}$, $\mathrm{M_{Cu}=64}$, tính khối lượng Cu.
• Bài 2: Có thể áp máy móc phản ứng đẩy kim loại cho Na thả vào dung dịch CuSO₄ không? Giải thích.
• Bài 3: Một bạn khẳng định: “Đồng đẩy được sắt khỏi dung dịch FeSO₄ vì đồng có ánh kim.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng.

Đáp án dự kiến:

• Bài 1: Tỉ lệ mol Fe : Cu là $1:1$; $m_{\mathrm{Cu}}=0{,}1\times 64=6{,}4$ g. Đáp số: $6{,}4$ g Cu.
• Bài 2: Không. Na phản ứng mạnh với nước nên không dùng quy tắc thế đơn giản; chỉ phân tích lí thuyết, HS không thao tác với kim loại kiềm.
• Bài 3: Lí do: Cu hoạt động yếu hơn Fe nên không đẩy Fe theo mô hình; ánh kim không quyết định vị trí trong dãy. Hệ quả: nếu tin nhận định này, ta sẽ dự đoán có Fe xuất hiện khi nhúng Cu vào FeSO₄, trong khi phản ứng đó không xảy ra. Kết luận đúng: Cu không đẩy được Fe ra khỏi dung dịch FeSO₄ vì Cu hoạt động yếu hơn Fe.

HS vận dụng dãy hoạt động để dự đoán phản ứng giữa kim loại và dung dịch muối mới, giải thích bằng lập luận khoa học.

GV giao nhiệm vụ nhóm 4 người, trình bày trên giấy A3 trong 8 phút:

• Nhiệm vụ 1: Nhúng lá kẽm vào dung dịch CuSO₄. Dự đoán và giải thích.
• Nhiệm vụ 2: Nhúng lá đồng vào dung dịch ZnSO₄. Dự đoán và giải thích.
• Nhiệm vụ 3: Nhúng lá đồng vào dung dịch HCl loãng. Dự đoán và giải thích.

Dự kiến sản phẩm nhóm:

• Nhiệm vụ 1: Zn đứng trước Cu trong dãy nên đẩy được Cu ra khỏi $\mathrm{CuSO_4}$; có lớp đỏ bám trên lá kẽm.
• Nhiệm vụ 2: Cu đứng sau Zn nên không đẩy được Zn ra khỏi $\mathrm{ZnSO_4}$; không có hiện tượng.
• Nhiệm vụ 3: Cu đứng sau H nên không phản ứng với HCl loãng; không có bọt khí.
  Kiến thức vận dụng: Dự đoán dựa trên vị trí trong dãy hoạt động, quy tắc đẩy muối và vị trí hydrogen.