Сегодня познакомимся с хорошо известным вам
металлом. Можете ли вы назвать этот химический элемент?
Первым, кому удалось получить металлический
алюминий, был датский ученый Ганс Христиан Эрстед. В 1825 году в одном из
химических журналов он опубликовал свою статью, в которой писал, что в
результате проведенных им опытов образовался "кусок металла, цветом и
блеском несколько похожий на олово". Важной вехой в истории алюминия стал
1886 год, когда независимо друг от друга американец Чарльз Мартин Холл и
француз Поль Луи Туссен Эру разработали электролитический способ производства
этого металла.
Этот элемент сразу после его открытия
привлек химиков своей красотой и легкостью. Внешне походит на серебро, примерно
в три раза легче железа и меди. (Слайд ). Он очень пластичен: его можно
прокатать в тонкую фольгу, сделать тончайшие украшения (Слайд ), придать
нужную форму (Слайд 5). Вот только прочность чистого металла невелика, но в
виде сплавов с другими металлами он заметно «крепчает». Уже созданы сплавы
данного элемента с прочностью в 10 раз выше, чем у стали.
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 называл этот металл серебром из глины и заменил серебряную посуду в своем
дворце на более дорогую и редкостную, изготовленную из алюминия. Так, не ведая
того, французский император заглянул в XX в., когда посуда из этого металла
стала обычной в любом доме. Когда же судьба подарила французскому монарху
наследного принца, счастливый папаша на радостях заказал придворному ювелиру
роскошную погремушку из алюминия, золота и драгоценных камней.
В знак признания выдающихся заслуг Д.И. Менделеева
в Великобритании В 1889г. ему был преподнесен подарок – весы, одна чаша которых
была сделана из золота, а другая – из Алюминия.
На балах знатные дамы во времена Наполеона
III нередко щеголяли ювелирными украшениями, изготовленными из этого элемента.
Давайте более подробно познакомимся с этим
удивительным элементом и его соединениями.
Учитель:
Ознакомимся с планом изучения металла алюминия. (Выводится на интерактивную
доску).
IV. Изучение нового
материала
А) План изучения
алюминия: (Слайд )
1.
Положение алюминия в периодической системе химических элементов Д.И.
Менделеева.
2.
Строение атома и валентные состояния алюминия.
Распространение
алюминия в природе.
Физические
свойства алюминия.
Б) Заполнение
схемы (1 ученик на доске, остальные – на листах)
Задание:
Используя периодическую систему, справочник заполните таблицу:
Характеристика алюминия как химического элемента
|
1. Электронная
формула алюминия:
1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p?
2. Положение
в периодической системе:
порядковый номер ________, период ___группа ________,
подгруппа _____________
3. Относительная
атомная масса ____________
4. Число
энергетических уровней в атоме _______
5. Заряд
ядра атома ______, число протонов ______, число нейтронов _____,
общее число электронов _____
6. Валентность
_____
7. Степени
окисления _________
8. Алюминий
металл неметалл (нужное подчеркнуть)
9. Формула
оксида _________________________________
|
Проверяют правильность заполнения, сравнивая
с ответом на доске.
В) Распространение в природе.
Какое место занимает Алюминий по
распространенности в природе среди всех элементов? ( 3 место). Сколько
процентов массы земной коры приходится на его долю? ( 8,13% ) (Слайд ).
Как вы думаете, встречается ли Алюминий в
свободном виде? Объясните ваш ответ.
В природе встречается только в виде
соединений.
В основном он сосредоточен в минералах,
называемых алюмосиликатами (Слайд ). К их числу относятся как обыкновенные
глины и слюда, так и замечательные драгоценные камни, такие как гранат, берилл,
топаз (Слайд ).
Важнейшими минералами алюминия, имеющими
промышленное значение, являются бокситы (Al2O3 . H2O), криолит (Na3AlF6) и др.
(Слайд ).
Широко распространен в природе корунд –
Алюминий оксид. Это самое твердое вещество в мире после алмаза. Это свойство
широко используется в технике. Другие разновидности корунда известны как одни
из самых дорогих драгоценных камней. Это сапфиры и рубины.
Г) Физические свойства алюминия.
-Назовите физические свойства металлов.
- Рассмотрите образцы алюминия и сделайте выводы
о его физических свойствах.
- Как используются эти свойства алюминия в
быту и технике?
ЛО: Рассмотрите
образцы алюминиевой фольги и проволоки. Несколько раз согните и разогните
проволоку. О каком свойстве алюминия позволяют судить эти действия? Опишите
физические свойства алюминия, используя наблюдения. (Заполнение таблицы).
Физические свойства: блестящий металл
серебристого цвета, легкий, = 2700 кг/м3, tпл = 660°C , высокопластичный,
характеризуется высокой электро- и теплопроводностью.
Области применения алюминия весьма
многочисленны. 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,
легкость и хорошая электрическая проводимость 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. Способность
алюминия гореть в воздухе ярким пламенем, используется при приготовлении
красочных фейерверков и изготовление бенгальских огней.
Замечательным свойством обладает
алюминированная ткань: она "умеет" и согревать, и охлаждать. Занавеси
на окнах из этой ткани, если их повесить металлом наружу, пропустят световые
лучи, но отразят тепловые - в жаркий летний день в комнате будет прохладно.
Зимой же занавеси следует перевернуть; тогда они будут возвращать тепло в
помещение. В плаще из такой ткани можно не бояться ни жары и ни холода. Чтобы
спастись от палящих солнечных лучей, плащ нужно будет носить металлом наружу.
Если же на улице похолодает - выверните его наизнанку, и металл возвратит тепло
вашему телу.
V. Закрепление.
- Какие свойства металла алюминия
используются в следующих случаях?
- Почему алюминий называют крылатым металлом?
- Как вы думаете, почему при строительстве
самолетов используется не чистый алюминий, а его сплавы?
- Объясните, какое отношение имеет алюминий к
этой иллюстрации? Является ли это его свойство физическим или химическим?
VI. Подведение
итогов урока
Объявляются оценки
за устные ответы и работу у доски, за выполнение теста.
Над какой темой мы
сегодня работали?
Что нового вы узнали
об алюминии?
Что нового для себя
вы узнали на уроке?
VII. Домашнее задание. §21. 1) Найти в
литературе данные о биологической роли алюминия.
2) Заполнить таблицу.
|
Изделие из алюминия
|
Какое физическое свойство используется
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Домашнее задание
§21
1) Найти в литературе данные о биологической
роли алюминия.
2) Заполнить таблицу.
|
Изделие из алюминия
|
Какое физическое свойство используется
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Учитель: На поверхности алюминия тонкая и
прочная, но отслаивающаяся при механическом воздействии (сгибании-разгибании)
пленка. Ее толщина всего 0,00001 мм, но она надежно защищает металл от
атмосферных воздействий, обеспечивая высокую коррозионную устойчивость.
Просмотр видеофрагмента ЦОР № 53242 («Оксидная пленка алюминия»)
L_RES_0aba781e-4185-11db-b0de-0800200c9a66.
Фронтальный опрос. Игра
«Цепочка»
Цель. Активизировать
мышление учащихся, научить просчитывать нужные варианты решения и лучше
ориентироваться в периодической системе.
Атрибуты. Периодическая
система химических элементов Д.И.Менделеева.
Задание. Ученики в классе
делятся на команды (лучше по вариантам). Ребята за первыми столами по команде
ведущего пишут на листе название химического элемента и передают листок
ученикам за вторыми столами. Те должны написать рядом название другого
элемента, начинающегося на букву, которой кончается первое название, и так
далее. Побеждает команда, составившая наиболее длинную цепочку-чайнворд.
Пример. Цинк – кобальт –
тантал – лантан – неодим – мышьяк – кислород – диспрозий.
Можно уже сделать вывод об активности
алюминия? (Нет). Рассмотрим химические свойства алюминия, так как знание только
физических свойств не позволяет судить об активности алюминия.
Химические свойства
алюминия
Взаимодействует с
простыми веществами: кислородом, галогенами, азотом, углеродом (Слайд 13).
Сущность процессов
выражается уравнениями (записи в тетрадь):
Просмотр ЦОР:
ЦОР № 33263 «
Взаимодействие алюминия с кислородом воздуха».
ЦОР № 33264 «Горение
алюминия на воздухе».
Взаимодействие
алюминия с иодом ЦОР DL_RES_0aba781c-4185-11db-b0de-0800200c9a66.
Взаимодействует со
сложными веществами (записи в тетради): (Слайд 14).
1. Взаимодействие с
водой
Взаимодействие
алюминия с водой. Просмотр видеофрагмента ЦОР № 33262 «Взаимодействие алюминия
с водой»
Сущность процесса
выражается уравнением (записи в тетрадь):
2Al + 6H2O =2Al(OH)3
+ 3H2
2. Взаимодействие с
кислотами
Алюминий реагирует с
соляной и разбавленной серной кислотами
2Al + 3H2SO4
=2Al2(SO4)3 + 3H2
Но не
взаимодействует при нормальных условиях с очень разбавленными и концентрированными
растворами азотной кислоты (пассивируется).
3. После удаления
оксидной пленки алюминий активно взаимодействует со щелочами, образуя
комплексные соединения (гексагидроксоалюминаты). Просмотр видеофрагмента ЦОР №
33595 «Взаимодействие алюминия со щелочью и водой»
Сущность процесса
взаимодействия алюминия со щелочью можно выразить следующим уравнением реакции:
2Al + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6]
+ 3H2
гексагидроксоалюминат
натрия
2Al0 + 6OH- + 6H2O =
2Na3[Al(OH)6]3- + 3H2
4. Взаимодействие с
оксидами металлов – алюмотермия (алюминотермия)
Вследствие высокого
сродства алюминия к кислороду этот металл способен восстанавливать многие другие
металлы (вольфрам, ванадий):
Cr2O3 + 2Al = 2Cr +
Al2O3
(Просмотр ЦОР
«Алюминотермия»).
Обобщение по
химическим свойствам (делают учащиеся):
Алюминий является
активным металлом, реагирует с простыми веществами-неметаллами, восстанавливает
металлы до свободного состояния, стоящие в электрохимическом ряду напряжения
справа от него. Как амфотерный элемент реагирует и с кислотами и со щелочами.
Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, так как
покрыт защитной оксидной пленкой.
Важнейшие соединения
алюминия
Оксид алюминия
В природе
существует несколько различающихся по строению модификаций оксида алюминия.
Наиболее устойчива модификация, называемая корундом. (Слайд 15).
Минерал корунд
характеризуется значительной твердостью. Его мелкокристаллические непрозрачные
разновидности серовато-черного цвета называют наждаком и применяют в качестве
абразивного материала.
Корунд удивительно
многолик. В коллекции минералогического музея Санкт-Петербургского горного
института хранятся корунды более 40 оттенков: красных, синих, зеленых,
оранжевых, желтых цветов.
Оксид алюминия
является основной составной частью глинистых минералов: глин, нефелина,
бокситов.
Оксид алюминия
нерастворим в воде, амфотерен. Он сплавляется с твердыми KOH и NaOH,
взаимодействует с кислотами и щелочами.
Учащиеся совместно
с учителем составляют уравнения реакций, отражающие химические свойства оксида
алюминия. (Слайд 16)
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Просмотр ЦОР:
«Характеристика
оксида алюминия» DL_RES_0aba781e-4185-11db-b0de-0800200c9a66;
«Амфотерные
свойства оксида алюминия» DL_RES_0aba9f20-4185-11db-b0de-0800200c9a66
Гидроксид алюминия
Гидроксид алюминия –
полимерное соединение, имеющее слоистое строение.
ЛО: Амфотерность
гидроксида алюминия.
Получите гидроксид
алюминия, добавляя к раствору хлорида алюминия по каплям раствор гидроксида
аммония и разделите его на две части. К первой прилейте раствор соляной
кислоты, ко второй – раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? О каком
свойстве гидроксида алюминия это свидетельствует? Запишите уравнения
соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
Можно лабораторный
опыт выполнить виртуально, используя ЦОР
Получение гидроксида
алюминия реакцией обмена (DL_RES_0aba9f22-4185-11db-b0de-0800200c9a66).
Характеристика
гидроксида алюминия (DL_RES_0aba9f21-4185-11db-b0de-0800200c9a66).
Амфотерные свойства
гидроксида алюминия (№ 53244)
Учитель: Где
применяется алюминий?
Учащихся на
основании жизненного опыта говорят о применении металла в быту (посуда), в
строительстве, в качестве упаковочного материала (фольга), вспоминают о том,
что «алюминий» – крылатый металл и т.д.
Вывод (по цепочке
каждый ученик высказывает одно предложение с информацией об алюминии, условие –
не повторяться):
1. Алюминий занимает
третье место по распространенности в земной коре.
2. Имеет малую
плотность.
3. Обладает высокой
электропроводностью и теплопроводностью.
4. Обладает высокой
коррозионной стойкостью.
5. Сплавы на основе
алюминия обладают прочностью.
6. Находит широкое
практическое применение.
V. Закрепление
изученного материала
Вопросы:
Какое место по
распространенности в земной коре занимает алюминий? (Третье).
Встречается ли
алюминий в природе в свободном виде? (Нет).
Что означает
амфотерность алюминия и его соединений? (Обладает двойственными свойствами,
реагирует как с кислотами, так и со щелочами).
Назовите минерал
состава Al2O3, обладающий очень высокой прочностью и твердостью. (Корунд).
Назовите способ
получения металлов из оксидов с помощью алюминия. (Алюминотермия).
Чем является
алюминий в химических реакциях? (Восстановитель).
В качестве
закрепления предлагается тест, выполненный на основе конструктора тестов
А.А. Баженова,
позволяет создавать как проверочные тесты, так и обучающе-контролирующие
ресурсы, а также использовать при подготовке к ГИА. (Приложение 3)
VI. Подведение
итогов урока
Объявляются оценки
за устные ответы и работу у доски, за выполнение теста.
Над какой темой мы
сегодня работали?
Что нового вы узнали
об алюминии?
Что нового для себя
вы узнали на уроке?
Учащиеся делают
вывод о приобретенных знаниях и умениях.
VII. Домашнее
задание. §82.
Алюминий играет
важную биологическую роль в жизни человека. Принимает участие в построении
эпителиальной и соединительной тканях. Содержание алюминия в организме человека
(на 70 кг массы тела) составляет 61 мг. Находится во всех органах и тканях:
больше всего в печени, легких, костях головном мозге. Основным поступлением
алюминия в организм является пища – это хлебопродукты, чай (от 20 – 200мг на
100г. продукта), картофель – 4 мг на 100г. продукта, желтая репа – 46 мг на 100
г. продукта. При приготовлении и хранении пищи в алюминиевой посуде содержание
алюминия в продуктах увеличивается вдвое. Повышение содержания алюминия в крови
вызывает возбуждение центральной нервной системы. При избытке алюминия в
организме нарушается двигательная активность, судороги, ослабление памяти,
заболевание печени и почек.
При понижении
содержания алюминия происходит торможение центральной нервной системы.
Области применения
алюминия весьма многочисленны. 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, легкость и хорошая электрическая проводимость 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. Способность
алюминия гореть в воздухе ярким пламенем, используется при приготовлении
красочных фейерверков и изготовление бенгальских огней.
Я металл,
серебристый и лёгкий,
И зовусь самолётный
металл,
И покрыт я оксидною
плёнкой,
Чтоб меня кислород
не достал
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.