Открытый урок по химии на тему "Алюминий: химические свойства и применение" (9 класс)

 Урок  химии в 9  классе

Тема: Алюминий: химические  свойства и  применение

Тип урока: комбинированный урок с демонстрационными опытами, направлен на объяснение нового материала

Цели урока:

Обучающие

1.      Продолжить закрепление и обобщение знаний учащихся о строении и свойствах металлов.

2.      Изучить  способы получения алюминия, химические свойства, а также применение алюминия.

3.      Ознакомить с историей открытия алюминия.

4.      Продолжить формировать умение  составлять уравнения химических реакций  и уравнивать их методом электронного баланса.

5.      Подвести учащихся к осознанию практической значимости знаний  об алюминии и его соединениях.

Развивающие

1.    Развить знания учащихся  о свойствах и применении алюминия.

2.    Способствовать  развитию образного и логического мышления, активизируя  такие приемы  мышления как сравнение и обобщение.

3.    Продолжить формирование умений  обрабатывать и анализировать  экспериментальные данные, делать выводы о свойствах веществ.

Воспитательные

1.    Воспитывать желание учиться  активно с интересом.

2.    Воспитывать культуру общения через работу в парах «ученик – ученик», «ученик – учитель».

3.    Воспитывать у учащихся наблюдательность, внимание, пытливость, инициативу и культуру эксперимента.

4.    Прививать  сознательную  дисциплинированность, четкость и организованность в работе.

Методы: поисковый, частично – исследовательский, репродуктивный.

Организационные формы:  демонстрационный эксперимент, рассказ, эвристическая беседа, работа в группах, тестирование, взаимоконтроль.

Средства обучения

Технические: презентация,  компьютер  поддерживающий  формат Microsoft PowerPoint-2003, проектор.

Химические: ПСХЭ  Д.И.Менделеева, бенгальские огни, алюминиевая фольга, кислород в колбе, алюминий гранулированный, алюминий в стружке,  алюминиевая пудра, сера, растворы серной и соляной кислот, штатив с пробирками, предметы из алюминия (модель самолета, ложка, кастрюля, модель  ракеты, проволока) карточки с кроссвордом, тестовые задания, карточки с дифференцированными заданиями.

Ожидаемый результат урока.

Учащиеся должны знать:

·       химические свойства алюминия;

·       соединения алюминия;

·       применение алюминия на основе его химических свойств;

·       практическое значение алюминия.

Учащиеся должны уметь:

·       записывать уравнения взаимодействия алюминия с простыми и сложными  веществами;

·       предполагать химические свойства алюминия на основании его положения в периодической системе химических элементов.

План  урока:

1.    Организационный момент. 

2.    Актуализация  опорных знаний.

3.    Эксперимент - проведение реакций.

4.    Сообщение учащегося о нахождении алюминия в природе.

5.    Применение алюминия (рассказ учителя) с демонстрацией слайдов.

6.    Выполнение теста.

7.    Взаимоконтроль.

8.    Подведение итогов. Рефлексия.

Ход урока

Учитель:   Мы продолжаем  изучение  большой и важной темы «Металлы». На прошлом уроке мы  изучили строение и физические  свойства атома  алюминия. Цель сегодняшнего занятия узнать о способах получения алюминия, его химических свойствах, а также поговорим о практической значимости алюминия и его соединений. Тема урока: «Алюминий: химические свойства и применение». (Слайд). Для проверки  ваших знаний, я предлагаю вам, разгадать  кроссворд с зашифрованным словом. (Слайд ).

Вопросы кроссворда:

1. Каков порядковый номер алюминия?

2. Алюминий элемент III группы, какой подгруппы?

3. Какому элементу соответствует строение электронной оболочки 2е 8е 3е?

4. Чему равна валентность алюминия?

5. Чему равно число электронов в атоме алюминия?

6. Чему равно число протонов в ядре атома алюминия?

7. Какой характер имеют оксид и гидроксид алюминия?

8. Чему равно число нейтронов в ядре атома алюминия?

9. Каков характер простого вещества алюминия? (… металл)

10. Как называется сплав на основе алюминия?

11. Как называется соль алюминиевой кислоты?

12. Каково число электронов на внешнем уровне в атоме алюминия?

13. Соседом, какого элемента является алюминий?

 

Учитель: Какое ключевое слово у нас получилось?

Ученик: Алюминотермия.

Учитель: Совершенно верно. Позже мы вернемся к этому понятию. А сейчас рассмотрим,  как изменяются металлические свойства алюминия в пределах периода.  Сравните,  у какого элемента более выражены восстановительные свойства: у алюминия и его соседей по периоду. Сделайте вывод о восстановительных способностях. (Слайд)

Ученик: У алюминия восстановительные свойства выражены ярче чем у кремния, но слабее чем у магния. Проявляя восстановительные свойства, алюминий отдает  три электрона с последнего электронного уровня и проявляет степень окисления +3.

Учитель: А какие физические свойства характерны для  алюминия?

Ученики: Мягкий, легкий, серебристо – белый, пластичный, непрозрачный, электропроводный, теплопроводный.

Учитель: А какие еще свойства вам нужно знать, чтобы расширить свои представления об активности алюминия?

Ученики: Химические свойства.

Учитель: А зачем нам нужно знать эти свойства?

Ученик: Чтобы знать, где применяется этот металл в быту и промышленности.

Учитель: Ребята, сегодня мы остановимся на изучении химических свойств и применении  металла, без которого трудно представить нашу жизнь, о котором около 100 лет назад  Чернышевский Н.Г. сказал: «Этому металлу суждено великое будущее ». (Слайд)

Учитель: Ребята, вспомните, пожалуйста, какие общие химические свойства характерны для металлов? (Слайд)

Ученики: Взаимодействие с неметаллами, водой, кислотами, солями.

Учитель: Так как алюминий металл, мы можем предположить, что он будет реагировать с этими веществами, сейчас выясним, для этого я покажу вам несколько опытов. Если внести в пламя кусок алюминиевой фольги, то вскоре он раскалиться до красна. Опыт. Вы видите, что металл плавится, но при этом не стекает, а удерживается тончайшей, едва заметной пленкой оксида, покрывающей его со всех сторон. Помимо легкости алюминий имеет еще одно преимущество перед железом – не ржавеет. Это объясняется тем, что алюминий надежно защищен  пленкой оксида, которая предохраняет металл от компонентов воздуха и воды.

Однако если порошок алюминия  сильно нагреть,  и внести в кислород то алюминий воспламеняется и сгорает ослепительным пламенем. Опыт. Происходит окисление, запишите уравнение реакции горение алюминия, ученик пишет уравнение реакции горения алюминия.                           

                                    4 Al⁰ +3 O⁰₂ =2 Al₂⁺³O₃^-2  - оксид алюминия

4     восстановитель, окисление 12          3     окислитель, восстановление

                     Al⁰   -3e→  Al⁺³

                   O⁰₂   +4e→  2O^-2

Учитель: Эта реакция используется для изготовления бенгальских огней и фейерверков, эффект этих  реакций вам известен с детства.

При обычных условиях алюминий реагирует лишь с хлором и бромом, с остальными неметаллами реакции протекают при нагревании.  Алюминий реагирует с серой также  эффектно. Реакция сопровождается ослепительным светом. Опыт. Учащийся записывает уравнение реакции на доске.

                                   2 Al⁰ +3 S⁰ = Al₂⁺³S₃^-2  - сульфид алюминия

                                    Al⁰   -3e→  Al⁺³            2   восстановитель, окисление

                                                                6

                                     S⁰   +2e→  S^-2            3   окислитель, восстановление

Реакцию с йодом я предлагаю вам посмотреть в виртуальной лаборатории (Видео из YOU  TUDE) Запишите уравнение реакции алюминия с йодом. Один ученик пишет уравнение реакции у доски.

                                   2 Al⁰ + 3I₂⁰ =2 Al⁺³I₃^-1  - йодид  алюминия

                                    Al⁰   -3e→  Al⁺³            2   восстановитель, окисление

                                                                6

                                     I₂⁰   +2e→  2I^-1            3   окислитель, восстановление

Учитель: В  начале урока, характеризуя общие химические свойства  металлов, мы говорили, что металлы взаимодействуют с неметаллами, а также с водой. Поместим образец алюминия в стаканчик с водой. Алюминий не реагирует с водой, так как его поверхность покрыта защитной пленкой. Но если её разрушить, то есть очистить алюминий от оксидной пленки, то реакция произойдет. (Видео из YOU  TUDE). Реакция протекает аналогично щелочным и щелочноземельным металлам. Запишите уравнение реакции. (ученик  записывает уравнение)

                            2Al⁰ +6H⁺¹₂O^-2 = 2Al⁺³(OH)₃^-1  +  3H₂⁰

                               Al⁰  -3 → Al⁺³                2        восстановитель, окисление

                                                           6

                               H₂⁺¹ +2 →  H₂⁰             3        окислитель, восстановление

Учитель: Алюминий хорошо растворяется в разбавленных  серной и соляной кислотах (демонстрация реакции). В пробирку учитель помещает стружку алюминия и приливает 3 – 4 мл раствора соляной кислоты.

Учитель: Что наблюдаете?

Ученики: Выделяется  газ. Водород.

Учитель: А как доказать, что выделяющийся газ, водород?

Ученики: Нужно собрать газ, поднести к горлышку пробирки горящую лучину, если это водород без примеси воздуха, то слышится характерный хлопок.

Учитель: Совершенно верно. Запишите уравнение химической реакции.

                                2Al⁰ + 6H⁺¹Cl^-1 = 2Al⁺³Cl^-1₃ + 3H⁰₂↑

                                   Al⁰   -3→ Al⁺³                2      восстановитель, окисления

                                                                                      6

                                                     2 H⁺¹ +2→H₂⁰                3      окислитель, восстановления

Учитель: С серной кислотой алюминий взаимодействует аналогично

                          2Al⁰ + 3H⁺¹₂SO₄^-2 = 2Al₂⁺³(SO₄)^-2₃ + 3H⁰₂↑

                                     Al⁰   -3→ Al⁺³             2      восстановитель, окисление

                                     2 H⁺¹ +2→H₂⁰               3      окислитель, восстановления

Учитель: А вот  концентрированные  серная и азотная кислоты  пассивируют алюминий, образуя на поверхности металла  плотную, прочную оксидную пленку, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.

Адюминий  широко используется в металлургии  для получения металлов – хрома, марганца, ванадия, титана циркония из их оксидов. Как называется  способ получения металлов из их оксидов с помощью других металлов?

Ученик: Металлотермия.

Учитель: А для алюминия, в частности этот способ называется алюминотермия. На практике часто применяется термит – смесь Fe₃O₄  с алюминием. Если эту смесь поджечь, то происходит энергичная реакция с выделением большого  количества  теплоты. (показ реакции восстановление алюминием железа из его оксидов. Слайд).

                                                 8Al+3Fe₃O₄=4Al₂O₃+9Fe

Этот процесс используют для получения металлов, для сварки рельсов, телефонных и телеграфных проводов, для снаряжения зажигательных боеприпасов.(Учащийся уравнивает уравнение  реакции  на доске).

Учитель: Какой вывод можно сделать об активности алюминия, исходя из химических свойств?

Ученик: Алюминий – активный металл, реагирует с неметаллами,  водой, предварительно очищенный от оксидной пленки, с разбавленными растворами кислот и щелочей, а в растворах

концентрированных кислот не растворяется.  

Учитель: Благодаря своим физическим свойствам и наличию оксидной пленки алюминий широко применяется в быту и технике. В природе алюминий встречается только в виде соединений. В земной коре он занимает первое место среди металлов и третье среди всех элементов. Общее содержание в земной коре составляет около 9%. С важнейшими природными соединениями алюминия на ознакомит …  .

Алюмосиликаты – это соли образованные оксидами алюминия, кремния, щелочных и щедочноземельных металлов (Слайд).

Бокситы - это осадочные алюминиевые руды они служат важным сырьем для получения алюминия. (слайд).

Корунд относится к классу простых оксидов, и иногда образует прозрачные драгоценные кристаллы - сапфира,  рубина (слайд).

Глинозем минерал слоистых силикатов, главная составная часть белой, огнеупорной, и фарфоровой глины. (слайд).

Учитель: Несмотря на то, что в природе алюминий широко распространен, получить его в чистом виде оказалось достаточно сложно. С историей получения алюминия вас ознакомит  …  .

Ученик рассказывает сообщение с показом слайда. (слайд, портреты ученых)

Учитель: Мировое  производство алюминия постоянно растет. Он оттеснил на третье и последующие места медь и другие цветные металлы и стал вторым по значению металлом продолжающегося железного века. Скажите, на основе каких физических свойств алюминия построено его применение в быту и других областях.  

Ученики: Легкость, прочность, электропроводность теплопроводность, цвет, блеск

Учитель: Совершенно верно, благодаря легкости и прочности, алюминий  и его сплавы применяют в самолето- и ракетостроении ( алюминий называют крылатым металлом), строительстве судов и автомобилей; в строительстве – для изготовления оконных рам и дверей; лёгкость и хорошая электропроводимость алюминия используется при изготовлении электрических проводов для линии электропередач. Теплопроводность и неядовитость важны при изготовлении алюминиевой посуды и фольги для хранения пищевых продуктов. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии.  (Слайд 13)

Учитель:  Сегодня вы много узнали нового об алюминии. Вам предлагается тест, результаты которого позволят  выяснить насколько успешно и плодотворно вы усвоили основные химические свойства алюминия и области  его применения. Учащимся предлагается тест. Далее взаимопроверка с помощью экрана компьютера (слайд18).

Учитель: Обменяйтесь, пожалуйста, работами  проверьте правильность выполнения теста своего соседа, сравните их с показанными на экране, посчитайте количество правильных ответов и напишите количество баллов, результаты тестирования вы  узнаете на следующем уроке. Народная мудрость гласит: Великие законы мирозданья, в сущности,                наивны и просты.

                                                И порой нам не хватает знания. Для разгадки  этой простоты.

Действительно  разгадки заключаются в знаниях, которые вы сегодня получили,  изучив химические свойства алюминия, теперь вы знаете почему  вода,  помещенная в алюминиевую посуду не растворяет ее, почему концентрированные кислоты перевозят в алюминиевых цистернах, почему алюминий называют «крылатым металлом», какие свойства алюминия создают нам праздничное настроение при горении бенгальских огней и фейерверков. Я надеюсь, что знания,  полученные вами, пригодятся в дальнейшей жизни.

Учитель: Откройте дневники, запишите задание на дом, параграф 13 стр. 58 – 60 читать, стр. 62  вопросы 2 -3. Задание с карточки  выполнить письменно.

Краткое описание документа:

По типу урок - комбинированный, с демонстрационными опытами, направлен на объяснение нового материала. Выбранный тип урока позволил добиться от учащихся самостоятельной работы с дополнительной литературой по предмету. На уроке я стремилась обеспечить комплексность, взаимосвязь данного урока с предыдущим. Главный акцент урока делается на уже имеющиеся знания о некоторых группах металлов, электронном строении атома, физических и химических свойствах и на их основе делаются сравнения. Для раскрытия темы применен частично - поисковый метод. Воспитательная направленность урока заключалась в связи теорий с практикой, поднимался вопрос о применении полученных знаний в реальной жизни. Оговаривались правила охраны труда и техники безопасности в ходе урока.