Открытый урок. Алюминий()

Учитель химии МАОУ СОШ №7
города Тюмени
Коробова Н.М.
9 класс
Тема урока. Алюминий.
Цель урока. Продолжить формировать у учащихся представление
о переходных химических элементах; формировать умения
составлять уравнения химических реакций с участием простых вв.
Физических и
химических свойств алюминия и его
применение, дальнейшего развития общеучебных и предметных
умений; развивать их умения осуществлять самостоятельную
деятельность на уроке; воспитывать культуру умственного
труда, развивать коммуникативные качества личности.
Метод обучения: проблемный. Почему с древних времен люди
имели алюминиевую посуду, но в ней не солили капусту, огурцы.
Организационные формы: беседы, самостоятельная работа,
лабораторная работа.
Демонстрационное оборудование: демонстрационный штатив,
алюминиевая проволока, железный гвоздь, пробирки с водой,
спиртовка, спички, пластилин, сульфат меди. Заложенный опыт
железный гвоздь и алюминий в воде.
Лабораторный опыт: алюминий, раствор гидроксида натрия,
соляная кислота, пробирки, спиртовка, спички, держатель для
пробирок, сульфат меди, алюминиевая проволока.
Ход урока.
1.Организационный момент.
Добрый день коллеги! Добрый день гости! Я, рада вас видеть у себя
на уроке. Начинаем наш урок!
2. Новый материал.
(Выход на тему урока)
Мы продолжаем изучение большой и важной темы “Металлы”.
Сегодня нам предстоит познакомиться с металлом хорошо
знакомым вам с детства. Изучить его нахождение в ПСХЭ
Мотивация. Актуализация
У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У
химических элементов тоже есть свой «дом».
Вопрос: Как он называется?
Ответ : Периодическая таблица
Вопрос: Какие «адреса» имеют химические элементы?
Ответ: Период, группу, порядковый номер
(Подготовка к восприятию)
Сегодня мы познакомимся с одним из «жильцов» этого «дома»
Подскажет нам стихотворение
Спрятан в ящике предметБез него не съесть обед.
Вещь незаменимая,
Вещь необходимая.
Если мы садимся кушать ,
Тот предмет нам очень нужен.
Из чего же сей предмет?
Серебристо белый цвет
Вам позволит дать ответ.
(Ответ: алюминий)
Учитель тема нашего урока: «Алюминий»
Тип урока: изучение нового материала с элементами повторения
Форма: индивидуально групповая
Проблема: Почему с древних времен люди имели алюминиевую
посуду, но в ней не солили капусту, огурцы?
Задача: активный или нет алюминий
Начинаем изучение химического элемента –алюминия
с характеристики его положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева.
Учитель: - Сейчас вам предлагается осуществить данную задачу, а
именно дать характеристику алюминию по положению его в
Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.
Учащимся предлагается самостоятельно выполнить данное задание
в тетрадях.
1. «Визитка химического элемента»
Работа в группах по 4 человека, определите местоположение
элемента в ПСХЭ, составьте электронную формулу атома.
Сделайте запись в тетради.
Строение и свойства атомов.
Название Состав
Число
Число
Характерные
и символ
ядра
валентных электронных
степени
элемента
электронов
слоев
окисления
B -бор
Р = +5
3
))
0, +3
п=5
AlР = +13
3
)))
0, +3
алюминий
п = 14
GaР = +31
3
))))
0, +3
германий
п = 39
Визитка Алюминия
Порядковый номер: 13
Период: 3
Группа: 3
Подгруппа: главная
Вопрос: Сколько электронов находится на внешнем уровне атома
алюминия?
Ответ: три электрона.
Вопрос: Какую степень окисления проявляет алюминий?
Ответ: +3
Вопрос: Алюминий будет отдавать или принимать электроны?
Ответ: отдавать.
Вопрос: Значит алюминий это…
Ответ: металл.
Записать электронную формулу алюминия
Электронная формула:
13Al
) ) )
2
8 3
1S2 2S22P63S23P1
При переходе атома в возбужденное состояние электрон с 3s подуровня попадает на 3 –р – подуровень, электронная формула
атома алюминия изменится:
1S22S22P63S13P2
Алюминий р - элемент, переходный элемент, соединения
которого обладают амфотерными свойствами. Алюминий металл.
Посмотрим на химические элементы, окружающие алюминий в
Периодической системе. Слева от него находится активный металл
– магний, справа – неметалл – кремний.
Сведения, которые мы получили недостаточно, чтобы
сделать окончательный вывод об активности алюминия, будем
двигаться
2. Физические свойства простого вещества.
Работаем по 4 человека. Запишите в тетради физические свойства
вещества.
Используя свои наблюдения, коллекцию “Алюминий и его
сплавы” и другие выданные вам материалы охарактеризуйте
физические свойства алюминия и запишите их.
Цвет:
Теплопроводность:
Запах:
Электропроводность:
Металлический блеск:
Плотность:
Твердость:
Температура плавления:
Пластичность:
Физические свойства простого вещества».
Работаем по 4 – человека.
Учитель Давайте возьмем алюминиевую проволоку или фольгу ,
рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании
наблюдений и вашего жизненного опыта охарактеризуйте
физические свойства алюминия и запишите их.
Цвет – серебристо –белый;
Запах – нет;
Металлический блеск – есть;
Твердость – мягкий;
пластичность – очень пластичен, легко вытягивается в проволоку
и прокатывается в фольгу толщиной до 0,01 мм;
плотность – легкий металл;
теплопроводность –
Опыт. В лапке демонстрационного штатива закрепляю
горизонтально алюминиевую проволоку, к ней прикрепляю
пластилином две спички. Конец проволоки нагреваю в пламени
спиртовки. Через некоторое время спички по очереди падают.
Это о чем говорит Алюминий теплопроводен.
Электропроводность – электропроводен;
температура плавления – 660 градусов.
Учитель: - Смогли ли мы, рассмотрев физические свойства
алюминия, ответить на вопрос об его активности?
Ответ учащихся: - Нет.
Обратимся к электрохимическому ряду напряжений
металлов.
Здесь алюминий находится сразу после активных металлов, и за
ним стоят тоже достаточно активные металлы.
Какова же активность алюминия?
Ответ Алюминий – активный металл.
Опыт ( Заложен неделю назад. В 2-е пробирки с водой были
помещены железный гвоздь и алюминиевая проволока)
Что вы наблюдаете?
Вывод: Железный гвоздь вступил во взаимодействие с водой,
изменил цвет, а с алюминиевой проволокой ничего не произошло.
Еще раз посмотрите на электрохимический ряд напряжений
металлов.
Какой из металлов – алюминий или железо – более активный?
Ответ
Алюминий.
Почему же алюминиевая проволока с водой не реагирует, а
железный гвоздь вступает с ней во взаимодействие?
Лабораторный опыт : Учащиеся нагревают алюминиевую
проволоку на спиртовке – алюминий покрывается защитной
пленкой, а если эту пленку снять, то происходит окисление
Вывод: алюминий покрыт оксидной пленкой, которая его
защищает.
По отношению к воде алюминий устойчив, потому что покрыт
тонкой полупрозрачной оболочкой, внутри которой находится
чистый алюминий, блестит подобно серебру, оболочка это
оксидная пленка.
Эта пленка очень прочна, температура ее плавления 20500С. Она
предохраняет изделия, изготовлены из сплавов алюминия, от
разрушения. Если снять оксидную пленку, то алюминий начинает
активно реагировать с некоторыми простыми веществами даже при
обычных условиях.
3. «Химические свойства простого вещества.
С помощью лабораторных опытов изучим некоторые
химические свойства алюминия
Работа в группах по 4 человека
Составьте уравнения
химических реакций алюминия с простыми веществами, а также
проделайте опыты алюминия со сложными веществами: соляной
кислотой, раствором гидроксида натрия и сульфатом меди Не
забывайте о правилах безопасности Сделайте вывод.
Взаимодействие алюминия
С простыми веществами
1. 4Al + 3O2 =2Al2O3
Взаимодействие алюминия
Со сложными веществами
1.2 Al + 6HCl =2AlCl3 +3H2
2. 2Al + 2NaOH(к) + 6H2O(горя) =
2Na[Al(OH)4] + 3H2
2Al + 3 CuSO4--- 3Cu+ Al2 (SO4)3
Вывод.
вывод
Химические свойства алюминия, как металла: взаимодействие с
простыми (кислородом, азотом, углеродом) и сложными
веществами (кислотами, солями, оксидами металлов—
восстановление металлов из их оксидов) (просмотр фрагмента :
химические свойства, амфотерность оксида гидроксида алюминия)
Химические свойства простого вещества
Химические свойства алюминия, как металла: взаимодействие с
простым веществом кислородом.
Первый этап. Проделать опыт горение алюминия.
Составьте уравнение реакции алюминия с кислородом.
4Al0 + 3O02 = 2Al+2O-23
Эту реакцию вы наблюдаете при горении бенгальских огней и
фейерверков.
Опыт. Смесь серы и алюминия на асбестовой сетке поджигаю
горящей лучиной. 2Al +3S = Al2O3 (сульфид алюминия)
Чем
является
алюминий
в
данных
реакциях?
(восстановителем).
Акцентирую внимание уч-ся , на том, что все р-ции с участием
простых в-в являются о-в, поэтому при составлении уравнений р-
ций предлагаю уч-ся составлять электронный баланс, определять
процессы окисления и восстановления.
На втором этапе вас ждет эксперимент.
Исследуем взаимодействие алюминия со сложными веществами:
соляной кислотой, раствором гидроксида натрия и сульфатом меди
Не забывайте о правилах безопасности.
Результаты работы – уравнения реакций,
( Вызываю к доске одного или двух человек, которые проводят
эксперимент ).
2Al +6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 2NaOH +2H2O = 2NaAlO2 + 3H2 ( алюминат натрия)
Или
2Al +2NaOH + 6H2O ----- 2Na{Al(OH)4} +3H2
Алюминий может вытеснять металлы из растворов их солей
2Al + 3 CuSO4--- 3Cu+ Al2 (SO4)3
Почему он вытесняет ?
Алюминий активнее меди, железа, поэтому он их вытесняет из их
солей
Вывод Алюминий активный металл
Вопрос: Подвергаются ли коррозии изделия из алюминия? Почему?
Ответ учащихся : оксидная плёнка защищает алюминий от
коррозии.
Вопрос: Влияние алюминия и изделий из него на здоровье
человека .
Используя свои наблюдения, учебник, и другие выданные вам
материалы охарактеризуйте влияние
алюминия на здоровье
человека.(приложение №1)
Историческая спрвка
Алюминиевую посуду называют посудой бедняков, так как этот
металл способствует развитию старческого атеросклероза. При
приготовлении пищи в такой посуде алюминий переходит в
организм, где и накапливается. А в XIX веке на императорских
приемах алюминиевая посуда была самой престижной. Наполеон
III устроил однажды банкет, на котором особо почетным гостям
выдали алюминиевые ложки и вилки, гости попроще удостоились
обычными для императорского двора золотыми и серебряными
приборами. К тому же только у сына Наполеона III была очень
дорогая по тем времена алюминиевая погремушка
5 Применение Используя свои наблюдения, учебник, и другие
выданные вам материалы (приложение №2)
Основные области применения алюминия и его сплавов
Самолетостроении
Алюминиевая фольга и посуда
Электротехника
Для алитирования, т.е насыщение поверхностей стальных и
чугунных изделий алюминием с целью защиты их от коррозии.
Алюминий применяется для производства сплавов. Основные
преимущества этих сплавов –легкость, высокая прочность и
коррозионная стойкость.
Используются:
в авиастроении, а также в авто-, судо-,
приборостроении, в ракетной технике и строительстве.
Нахождение в природе
По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е
место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место —
среди металлов. Встречается только в составе соединений.
Вывод
1. Алюминий - это активный металл
2. Взаимодействует с простыми веществами (кислородом)
3. Взаимодействует со сложными веществами ( с кислотами, со
щелочами)
4.
Алюминий проявляет амфотерные свойства, т.е. может
взаимодействовать и с кислотами, и со щелочами.
Домашнее задание параграф 13, упр 5,6
Маршрутная карта.
Дата: _____________ Тема:____________________________________
Цели: изучить положение алюминия в Периодической системе, строение атома
элемента, физические и химические свойства простого вещества. Применение
1 «Визитка химического элемента»
Время стоянки 2-3 минут. Работа в
группах по 4 человека, определите
местоположение элемента в Периодической системе, составьте электронную формулу
атома. Сделайте запись в тетради.
Порядковый номер:
Период:
Группа:
Подгруппа:
Электронная формула:
2. Физические свойства простого вещества.
Время стоянки 3 минут. Работайте в паре. Запишите в тетради физические свойства
вещества.
Цвет:
Теплопроводность:
Запах:
Электропроводность:
Металлический блеск:
Плотность:
Твердость:
Температура плавления:
Пластичность:
3.«Химические свойства простого вещества.
Время стоянки 7 минут. Работа в группах по 4 человека Составьте уравнения химических
реакций алюминия с простыми веществами, а также проделайте опыты алюминия со
сложными веществами: соляной кислотой, раствором гидроксида натрия и сульфатом
меди Не забывайте о правилах безопасности Сделайте вывод.
Взаимодействие
С простыми веществами
1. Al + O2 =
алюминия
Со сложными веществами
1. Al + HCl =
2. Al + NaOH =
3. Al + CuSO4
Вывод.
Влияние алюминия и изделий из него на здоровье человека .
Используя свои наблюдения, учебник, и другие выданные
охарактеризуйте влияние алюминия на здоровье человека.
4 Применение алюминия Время стоянки 5 мин
Основные области применения алюминия и его сплавов
Вывод
Домашнее задание параграф 13
вам
материалы
Приложение№1
Воздействие алюминия на организм человека
Изучив различные источники информации, мной был структурирован материал о применении
в быту алюминия и его солей, изучен вопрос влияния алюминия на организм человека. Бытовало
мнение, что алюминий инертен, так как он защищен оксидной пленкой, и поэтому не оказывает
вредного влияния на здоровье человека.
Алюминий действительно выполняет в живом
организме важную биологическую роль: принимает участие в построении эпителиальной и
соединительной тканей, участвует в процессе регенерации костной ткани, оказывает
активирующее или ингибирующее действие на реакционную способность пищеварительных
ферментов (в зависимости от концентрации в организме), участвует в обмене фосфора.
Более 30 лет назад определили, что так называемый пищевой алюминий опасен для нашего
здоровья. Московский институт гигиены подтвердил выводы о небезопасности алюминия.
Оказывается, он изменяет энергообмен в клетках. Последние, в результате, теряют способность к
нормальному размножению, и начинают делиться хаотично, порождая опухоли.
Алюминий обладает способностью к накоплению в организме, вызывая ряд тяжёлых
заболеваний. Медики обнаруживают всё новые негативные последствия контактов с ним.
Установлено, что алюминий отрицательно влияет на обмен веществ, особенно минеральный, на
функцию нервной системы, воздействует на размножение и рост клеток. К важнейшим
клиническим проявлениям нейротоксического действия относят нарушения двигательной
активности, судороги, снижение или потерю памяти, психопатические реакции. Избыток солей
алюминия снижает задержку кальция в организме, уменьшает адсорбцию фосфора, одновременно
в 10-20 раз увеличивается содержание алюминия в костях, печени, семенниках, мозге и в
паращитовидной железе. Избыток алюминия тормозит синтез гемоглобина, вызывает флюороз
зубов и специфическое повреждение костей (костный флюороз); может вызвать или усилить
новообразования костей. Физическими признаками отравления алюминием могут быть ломкие
кости или остеопороз, нарушение почечной функции.
Особенно склонны к негативному воздействию алюминия дети и пожилые люди.
У детей избыток алюминия вызывает повышенную возбудимость, нарушения моторных
реакций, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты. Гиперактивность,
повышенная возбудимость, агрессивность подростков, нарушения памяти и трудности в учёбе,
могут быть результатом даже небольшого повышения количества ионов алюминия в организме.
Алюминий также оказывает общее отравляющее и засоряющее действие на организм человека.
Алюминий обнаружен у некоторых пожилых людей, страдающих потерей памяти,
рассеянностью или слабоумием, и может приводить к деградации личности. В некоторых
исследованиях алюминий связывают с поражениями мозга, характерными для болезни
Альцгеймера (в волосах больных наблюдается повышенное содержание алюминия).
Одним из путей попадания алюминия в организм человека является алюминиевая посуда.
Приложение №2
Применение алюминия и его сплавов
Алюминий называют «крылатым металлом». Такое название этот металл получил за свою
легкость и широкое применение, в первую очередь, в самолетостроении. Алюминий прочно вошел
в нашу жизнь: каждому с детства знакомы алюминиевая фольга, посуда, проволока. А ведь когдато изделия из алюминия считались роскошью. Например, в 1852 году стоимость 1 кг алюминия
была 1200 долларов, т.е. дороже золота. Почему же со временем цена на алюминий так упала?
Дело в том, что алюминий широко распространен в земной коре (8%), самый распространенный
металл. Но для восстановления алюминия из руд необходимо затратить большое количество
энергии. К концу 19 века разработали новый способ получения алюминия с помощью электролиза,
ежегодное получение металла возросло в тысячи раз, и цена на него упала.
Алюминий очень устойчив по отношению к кислороду и воде. Эта устойчивость обусловлена
образованием на его поверхности тонкой, но плотной и прочной оксидной пленки – Al2O3.
Благодаря этому свойству алюминий и его сплавы нашли широкое применение в быту и
промышленности. Вам хорошо известно о применении алюминия для изготовления кухонной
посуды.
Высокая электропроводность алюминия (по этому качеству он уступает лишь серебру и меди)
позволяет широко его применять в электротехнике. Кроме того, алюминий дешевле и легче, чем
медь и серебро.
Но мы перечислили пока не все достоинства этого удивительно практичного металла. При 100150°С алюминий настолько пластичен, что из него можно получить тонкую фольгу, толщиной
менее 0,01 мм. Алюминиевая фольга применяется для изготовления электрических конденсаторов
и изделий, защищающих от тепловой радиации.
Алюминий также используют для алитирования, т.е. насыщения поверхностей стальных и
чугунных изделий алюминием с целью защиты их от коррозии. Порошок алюминия используют
для изготовления серебряной краски, устойчивой к атмосферным воздействиям.
Сплавы алюминия
Алюминий применяют для производства различных сплавов. Наибольшее распространение имеют
дуралюмины, содержащие медь и магний, и силумины – сплавы алюминия с кремнием. Основные
преимущества этих сплавов – легкость, высокая прочность и коррозионная стойкость.
Сплавы алюминия широко используют в качестве конструкционного материала в авиастроении, а
также в авто-, судо- и приборостроении, в ракетной технике и строительстве.
Восстановительные свойства алюминия
Методом алюмотермии получают в лаборатории многие металлы и некоторые неметаллы. Смесь
алюминиевого порошка с железной окалиной (термитную смесь) использовали при сварке стыков
железных рельсов. В основе этого процесса лежит следующая реакция:
3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe + Q
В результате данной реакции выделяется так много теплоты, что поверхность рельса на стыке
расплавляется, а пространство в стыке рельсов занимает расплавленное железо.