Урок химии на тему: "Алюминий в химии, физике и географии"

Метапредметный урок. Алюминий  в  химии, физики, географии.

Цели урока:

Формирование предметных компетенций:

o          изучить химические свойства алюминия;

o          повторить строение атома алюминия;

o          рассмотреть области применения алюминия.

Формирование метапредметных компетенций:

o          добиться понимания обучающимися  роли научных знаний и открытий для развития общества;

o          добиться понимания обучающимися  роли знаний, умений и навыков, приобретенных на уроках для их собственного интеллектуального развития и благополучия;

o          развитие практических навыков и умений: проводить лабораторные опыты; наблюдать и обьяснять наблюдаемые явления;

o          развитие способности аналитического мышления, умения обобщать, классифицировать, делать выводы.

Формирование личностных компетенций:

o          повышение уровня мотивации к изучению предмета;

o          обогащение сферы духовно-нравственных ценностей (работа с т. Менделеева, признание важности «культа» знаний, роли научных открытий для развития общества).

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

Средства обучения:

· компьютерная презентация,

· СD «Опыты со взрывами и без»

· химическое оборудование и реактивы,

· рабочие листы.

Технология:

   Разработка урока предусматривает организацию учебного занятия с использованием проблемного обучения и исследовательского метода. При этом исследовательский метод рассматривается как метод умозаключения от конкретных фактов и информации, самостоятельно добываемых, наблюдаемых или воспроизводимых на опыте учащимися. Использование исследовательского метода позволяет всем обучающимся дать общее представление об организации исследования. 

Организационный момент. II. Мотивация и целеполагание Добрый день! Сегодня нам предстоит знакомство с удивительным элементом и веществом, хорошо знакомым вам с детства. Он самый распространенный металл  в  природе.  Первоначально из-за несовершенного способа получения был необычайно дорог – почти в 10 раз дороже золота. Первые украшения и изделия из него были доступны только очень богатым людям.  Император Наполеон III заменил серебряную посуду в своем дворце на более дорогую и редкостную, изготовленную из данного металла. Так, не ведая того, французский император заглянул в XX в., когда посуда из этого металла стала обычной в любом доме. В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Менделеева в Великобритании ему был преподнесен подарок – весы, одна чаша которых была сделана из золота, а другая – из этого химического элемента. На балах знатные дамы во времена Наполеона III нередко щеголяли ювелирными украшениями, изготовленными из этого металла. Этот металл широко применяется в быту, а еще его называют крылатым металлом.  Итак, о каком металле идет речь? Ребята, давайте сформулируем тему сегодняшнего урока. Ребята,  какие вопросы нам нужно рассмотреть, чтобы понять, чем был вызван интерес к этому металлу. От чего зависят свойства вещества?  итак на уроке мы с вами рассмотрим следующие вопросы: Ребята, обратите внимание, у вас на партах рабочий лист. В течение всего урока вы будете с ним работать,  в конце урока сдадите мне на проверку. Подпишите лист. Начинаем работу над поставленными задачами. рассмотрим строение атома алюминия. Предлагаю вам определить пропущенные слова в тексте, который имеется у вас в рабочих листах.  Задание 1 Алюминий - химический элемент 1- Порядковый номер алюминия - _______. 2-      Алюминий - элемент __________группы, __________ подгруппы 3-      Заряд ядра атома алюминия равен ______ 4-      В ядре атома алюминия __________протонов. 5-      В ядре атома алюминия _________нейтронов. 6-      В атоме алюминия ________ электронов. 7-      Атом алюминия имеет _________энергетических уровня. 8-      Электронная оболочка имеет строение _________. 9-      На внешнем уровне в атоме алюминия _________ электронов. 10-  Степень окисления атома алюминия в соединениях равна____________ ·         Проверили, оценили. Сравнить активность атома алюминия с соседями по периоду. ·         Назовите вид химической связи в простом веществе ·         Что можно сказать об активности этого металла? Обратите внимание на электрохимический ряд напряжений металлов и сделайте вывод. ребята, а как нам проверить активность алюминия, что для этого нужно изучить? Около 100 лет назад Николай Гаврилович Чернышевский сказал: «Этому элементу суждено великое будущее». Что же привлекло внимание огромного круга промышленников, ученых  к этому металлу? Попробуем  разрешить эту проблему. Металлы – это объект изучения не только химии, но и физики, поэтому обратимся к учителю физики. Учитель физики:   Задание 2. Исследование физических свойств алюминия.                    Предположите, какие химические свойства будут характерны для данного металла кроме коррозии. Задание 3. Исследование химических свойств алюминия Инструктаж по ТБ. Взаимодействие с простыми веществами. Первая часть исследования. Смотрим видеоопыты и записываем уравнения реакции и результаты эксперимента  в таблицу. Взаимодействие со сложными веществами. Как вы думаете, может ли алюминий реагировать с водой? Поместите в пробирку алюминиевые стружки и прилейте воды. Происходит ли химическая реакция, когда вы наливаете воду в алюминиевую кастрюлю? Происходит ли что-либо с алюминиевыми проводами, когда идет дождь? (Ответ: нет). Все дело в том, что на поверхности алюминия оксидная пленка, которая затрудняет химические реакции. А если удалить оксидную пленку, то алюминий бурно реагирует с водой (видеоопыт) Исследуйте отношение алюминия к соляной кислоте, гидроксиду натрия, сульфату меди. Что можно сказать о скорости протекания химических реакций? Что мешает взаимодействию алюминия с другими веществами?   Какие вещества разрушают оксидную пленку? После удаления оксидной пленки алюминий ведет себя  как щелочноземельный металл. Какой можно сделать вывод о химических свойствах? Концентрированные кислоты серная и азотная пассивируют металл, он становится не активным. Какой характер проявляет алюминий, если взаимодействует и с кислотой и со щелочью? Если алюминий становится активным металлом после удаления оксидной пленки, то по вашему мнению какую пищу и какие  продукты не следует готовить в алюминиевой посуде?  Не рекомендуют в алюминиевой кастрюле варить варенье, щи, чистить кастрюли, содержащие в чистящем веществе щелочи. - Давайте обратимся к биологической роли алюминия В начале урока мы говорили, что алюминий  в какой -то период был ценнее золота. Почему? ·        Вопрос нахождение алюминия в природе вы рассмотрите с учителем географии Сегодня на уроке, рассматривая свойства алюминия мы использовали знания всех естественных наук: физики, химии, биологии, географии, показали взаимосвязь  наук. Домашнее задание: пар 16 ст 107-110 упр 5 Обобщение знаний. 1.                  Что нового вы узнали об алюминии? 2.                  Решили ли мы проблему об активности алюминия? 3.                  Какими путями решали эту проблему? 4.                  К каким выводам пришли? Рефлексия Подчеркните в каждой колонке фразу, характеризующую вашу работу на уроке    Урок                     Я на уроке                             Итог Интересно                   Работал                        Понял материал Скучно                          Отдыхал                       узнал больше чем знал Безразлично                 омогал другим            не понял

Слайды. Речь идет об алюминии. СЛАЙД. Алюминий - химический элемент и простое вещество. Ученики:  свойства физические и химические - от химического строения СЛАЙД план изучения алюминия Учащиеся выполняют задания в рабочих листах, один на интерактивной доске СЛАЙД ЭЛ РЯД Алюминий находится в эл. ряду рядом со щелочноземельными металлами и поэтому можно предположить, что данный металл активный. Необходимо изучить свойства алюминия. С учителем физики рассматривают физические свойства алюминия Ученики: Взаимодействие с простыми - неметаллами и сложными веществами. Реакция не идет видеоопыт Реакции протекают не сразу. ОКСИДНАЯ ПЛЕНКА Кислоты, щелочи Алюминий становится активным после удаления оксидной пленки. Алюминий проявляет амфотерный характер. Не рекомендуют в алюминиевой кастрюле варить варенье, щи, чистить кастрюли, содержащие в чистящем веществе щелочи. СЛАЙД. БИОЛОГИЧЕСКЯ РОЛЬ АЛЮМИНИЯ. Трудность  получения, выделение из руды. СЛАЙД

Рабочий лист учащегося 9а класса_____________________

Задание 1. Алюминий – химический элемент.

 Предлагаю вам определить пропущенные слова в тексте, который имеется у вас в рабочих листах. 

1- Порядковый номер алюминия - _______.

11-   Алюминий - элемент __________группы, __________ подгруппы

12-   Заряд ядра атома алюминия равен ______

13-   В ядре атома алюминия __________протонов.

14-   В ядре атома алюминия _________нейтронов.

15-   В атоме алюминия ________ электронов.

16-   Атом алюминия имеет _________энергетических уровня.

17-   Электронная оболочка имеет строение _________.

18-   На внешнем уровне в атоме алюминия _________ электронов.

19-   Степень окисления атома алюминия в соединениях равна____________

20-   Сравнить алюминий с соседями по группе и периоду:Mq   Al    Si      и         B    Al     Ga

Задание 2. Исследование физических свойств алюминия.

                                                   i.            Исследовать физические свойства алюминия согласно инструкции.

                                                 ii.            Перечислите физические свойства алюминия.

Задание 3. Исследование химических свойств алюминия

При выполнении опытов соблюдайте правила по технике безопасности!

Название опыта	Уравнение реакции.		наблюдение
Взаимодействие алюминия с простыми веществами, определить окислитель и восстановитель.
Взаимодействие алюминия с кислородом
Взаимодействие алюминия с бромом
Взаимодействие алюминия с серой
Взаимодействие алюминия со сложными веществами В три пробирки поместите алюминиевые стружки, прилейте в одну пробирку соляной кислоты, в другую раствор щелочи, в третью раствор сульфата меди. Составить в таблицу отчет о проделанной работе.
Взаимодействие алюминия с водой
Взаимодействие алюминия с раствором HCL
Взаимодействие алюминия с раствором NaOH
Взаимодействие алюминия с раствором CuSO4
Взаимодействие алюминия с оксидом хрома

Подумайте над вопросами:

1-Что можно сказать о скорости протекания химических реакций?

2-Что мешает взаимодействию алюминия с другими веществами?  

 3-Какие вещества разрушают оксидную пленку?

4- Какой характер проявляет алюминий, если взаимодействует и с кислотой и со щелочью?

Содержание алюминия в организме человека массой 70 кг составляет 61 мг. Он находится во всех органах и тканях. Но больше всего его в печени, легких, костях и головном мозге. Алюминий принимает участие  в построении эпителиальной и соединительной тканей и участвует в процессе регенерации костной ткани. Он активизирует действие пищеварительных ферментов и участвует в обмене фосфора.

  Алюминий поступает  в организм за счет продуктов питания, в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг алюминия. Из всего алюминия,  поступающего в организм, с продуктами питания в ЖКТ всасывается от 2-4%, но он может поступать и через легкие. С возрастом в легких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями с потом, выдыхаемым воздухом, мочой, калом. Алюминий практически содержится во всех продуктах питания. Но в основном источниками содержания алюминия являются продукты растительного происхождения, в них алюминия в 50-100 раз больше чем в продуктах животного происхождения. Больше всего алюминия содержится в овсянке, горохе, пшенице, рисе, картофеле, авокадо. А в хлебе его много, потому что при выпечке используется алюминиевая посуда

  Алюминий влияет на здоровье человека. При приготовлении пищи  в такой посуде содержание алюминия в пищевых продуктах увеличивается вдвое, т.к. частички алюминия «соскребаются» со стенок кастрюли и постепенно в организм поступает немалое количество алюминия. 

Внимание! Опасность!

 Избыток алюминия приводит к нарушению минерального обмена. В больших концентрациях алюминий отрицательно действует на нервную систему и может вызвать судороги, снижение или потерю памяти, способствует развитию старческого атеросклероза, у детей замедляется развитие, поражается желудок, кишечник. В этом случае помогут крапива, хвощ полевой, препараты, содержащие янтарную кислоту.

  При производстве алюминия негативное влияние на окружающую среду оказывают выделяющиеся вредные газы и отходы, так как алюминий относится к токсичным элементам. Безопасность природной среды может быть обеспечена, если будут разработаны новые технологии производства алюминия, очищаться сточные воды, строго контролироваться выбросы соединений алюминия.