Тема урока: Алюминий

Тема урока: Алюминий
Класс: 9
Тип урока: изучение нового материала
Цели урока: 1. расширить и углубить знания о металлах на примере
переходного химического элемента – алюминия;
2. изучить его физические и химические свойства;
3. формировать экспериментальные навыки, доказывая
амфотерность алюминия;
4. развивать творческое мышление учащихся.
Оборудование: алюминий металлический, алюминиевый порошок,
алюминиевая фольга и пластинка, образцы природных соединений и сплавов
алюминия, кристаллический йод, растворы кислот и щелочей, пробирки,
схема электролиза оксида алюминия, периодическая система химических
элементов Д. И. Менделеева.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Проверка домашнего задания
Учитель вызывает к доске ученика с выполненной домашней задачей.
Пока учащийся решает у доски, проводится фронтальный опрос класса
по следующим вопросам:
1. охарактеризуйте свойства элементов второй группы главной
подгруппы;
2. какое применение имеют соединения кальция?
3. охарактеризуйте биологическую роль кальция и магния;
Решение домашней задачи:
СаСО3+2НNO3 = Ca( NO3 )2+CO2+H2O
Найдем массу карбоната кальция в известняке:
m (CaCO3) = 400*0,5 = 200г
n (CaCO3) = m/M = 200/100 = 2 моль
n (CaCO3) = n (CO2) = 2 моль
V (CO2) = n*VV = 2*22,4 = 44, 8 л.
Ответ: выделилось 44, 8 л углекислого газа.
3. Объяснение нового материала
Учитель: Мы уже изучили элементы первой и второй группы. Из
третьей группы изучается только алюминий. Посмотрите на
периодическую систему. Где он расположен? Да, алюминий – это
элемент третьего периода и третьей группы главной подгруппы. Он
относится к секции р – элементов. Алюминий по распространенности в
природе (после кислорода и кремния) занимает третье место – 7,5% по
массе.
Первый в 1825г получил металлический алюминий датский
ученый Эрстед, затем в 1827г – немецкий химик Велер. Название
элемент получил по исходному веществу для получения квасцы – полатыни «алюмен».
Первоначально алюминий ценился выше золота и применялся
для изготовления ювелирных изделий. Например, император Франции
Наполеон 3 очень гордился, что на устроенном им банкете члены
царской семьи были удостоены чести пользоваться алюминиевыми
вилками и ложками, тогда как остальные гости были вынуждены
довольствоваться золотыми и серебряными. А в 1889г во время
пребывания в Лондоне великого русского химика Д. И. Менделеева
ему в знак почета были преподнесены весы, сделанные из золота и
алюминия.
А, теперь запишите первый пункт:
1. Нахождение в природе.
Встречается алюминий в природе в связанном виде, обычно, в
форме кислородных соединений:
Al2O3- корунд
Al2O3*nH2O – боксит
Al2O3*2SiO2*2H2O – каолинит
AlF3*2NaF – криолит
(при этом классу демонстрируются природные соединения алюминия).
Драгоценные камни – красный рубин и синий сапфир – это
природные прозрачные, окрашенные примесями кристаллы корунда.
Записываем второй пункт:
2. Получение
Взгляните на схему электролиза (на доске вывешивается схема
электролиза оксида алюминия). В промышленности получение алюминия
основано на электролизе оксида алюминия. Оксид алюминия плавится при
температуре 2053оС. Осуществить такой электролиз трудно. Оказалось, что
оксид алюминия хорошо диссоциирует на ионы в расплавленном минерале
криолите при 950оС. (Предлагается одному ученику выйти к доске и написать
электролиз с помощью учителя).
Ученик: Процесс диссоциации оксида алюминия в расплаве криолита:
Al2O3 = 2Al+3 + 3O-2
AlF3 = Al+3 + 3F-1
3NaF = 3Na+ + 3F-1
На катоде Al+3, Na+. Al+3 обладает большей способностью
восстанавливаться в ряду напряжения металлов.
На аноде: О-2 обладает большей способностью окисляться по ряду
активности неметаллов.
2Al2O3 = 4Al + 3O2↑
Учитель: Запишите третий пункт:
3.Физические свойства
(Учитель демонстрирует алюминий металлический и алюминиевую
фольгу и пластинку). Учащиеся сами отмечают его физические свойства.
Алюминий – металл серебристо-белого цвета. Он относится к легким
металлам. Температура плавления низкая. Алюминий пластичен, легко
вытягивается в проволоку, прокатывается в листы и фольгу, обладает
хорошей
электропроводимостью
и
теплопроводностью.
По
электропроводности уступает лишь серебру и меди.
Как вы думаете, почему для изготовления
электропроводов
используется алюминий, а не медь? (Алюминий дешевле).
Учитель: Обсудим следующий пункт:
4. Химические свойства алюминия
Из повседневного опыта вы знаете, что в алюминиевой посуде
кипятят воду, варят пищу. Означает ли это, что алюминий химически
неактивен? Нет. В ряду напряжения алюминий стоит значительно левее
водорода, следовательно, он должен быть активным.
Алюминий – единственный очень активный металл, который широко
используется в быту в чистом виде. Этот факт объясняется очень просто алюминий покрыт тонкой, но очень прочной пленкой своего оксида, какой
нет у большинства других металлов. Другие металлы также покрыты
оксидной пленкой, но эта пленка рыхлая, не прочная, поэтому эти металлы
быстро корродируют, разрушаются.
1) взаимодействие с водой
Нужно сначала оксидную пленку снять. Для этого алюминий
амальгируют
(на амальгированной поверхности оксидная пленка не
удерживается), или применить температуру.
2Al + 6H2О = 2Al(OH)3↓ +3H2 ↑
2) взаимодействие с неметаллами. (Учащиеся выходят к доске и пишут
предложенные уравнения)
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Учитель: Реакции алюминия с галогенами идут при комнатной
температуре, но для осуществления реакции с йодом необходим катализаторкапля воды. Сейчас я вам продемонстрирую эту реакцию, а вы запишите
реакцию и составьте к ней электронный баланс, определите процессы
окисления и восстановления (один ученик пишет на доске реакцию).
2Al + 3I = 2AlI3 иодид алюминия
2Al0- 3e → Al3+ окисление восстановитель
3I20 + 2e→ 2I- восстановление окислитель
Учитель: Для осуществления реакции алюминия с йодом
необходимо тщательно перемешать в фарфоровой ступке одинаковые
объемы порошкообразного алюминия и кристаллического йода. Затем, смесь
аккуратно собрать в кучку на середине дна ступки. Сделать на вершине
кучки углубление. Поставить ступку под тягу! И только после этого добавить
в сделанное углубление одну каплю воды. Произойдет сильное нагревание
смеси, начнется выделения огня с брызгами алюминия.
3) взаимодействие с кислотами (учащийся пишет у доски)
2Al+6HCL=2AlCL3+3H2 (учитель демонстрирует реакцию)
4) взаимодействие со щелочами
Алюминий амфотерен. До этого свойства, вы уже могли
самостоятельно писать реакции. А теперь вы познакомитесь с новым
свойством: алюминий реагирует с выделением водорода не только с
кислотами, но и со щелочами.
2AL+6H2O+2NaOH=2Na(AL(OH)4)+3H2
Тетрагидроксоалюминат натрия
(Демонстрируется выделение водорода в реакции с щелочью.)
5) взаимодействие с оксидами
2AL+Cr2O3=2Cr+AL2O3 - алюминотермия
Учитель: Для осуществления реакции соляной кислотой необходимо
алюминевую пластинку поместить в пробирку с хлороводородной кислотой.
Вы увидите выделения газа. Затем пластинку нужно вынуть из кислоты,
обмыть водой и отпустить концентрированную азотную кислоту.
Наблюдаете пассивацию алюминия.
Для осуществления реакции со щелочью необходимо поместить
несколько гранул алюминия в пробирку и прилить 4-5 мл раствора
гидроксида натрия. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой.
Содержимое пробирки слегка подогреть. Наблюдаете выделение газа.
5) Учитель: Применение алюминия связано с его физическими и
химическими свойствами. Сейчас я буду говорить, где применяется, а вы
будете говорить, на каком свойстве основано это применение.
1. Получение металлов (хром, никель, кобальт, ванадий, титан,
марганец и др.) – алюминотермия
2. Изготовление посуды (пластичность и покрыт прочной оксидной
пленкой)
3. Изготовление электротехники (высокая электропроводность)
4. Изготовление сплавов с медью и магнием (легкий металл)
5. Изготовление серебряных красок (из-за оксидной пленки обладает
стойкостью к коррозии).
6. Перевозка концентрированной азотной кислоты (пассивация
алюминия)
4.Закрепление
Тест:
1. Что защищает алюминий от коррозии?
А) защитная оксидная пленка
Б) высокая теплопроводность
В) низкая химическая активность
2. Название «крылатый металл» алюминий получил за применение в:
А) кораблестроении
Б) авиации
В) строительстве?
3. Широкое применение алюминия в электротехнике обусловлено:
А) высокой прочностью
Б) малой плотностью
В) хорошей электропроводностью?
4. Основным способом получения алюминия является:
А) электролиз
Б) гидролиз
В) пиролиз?
5. Широко применяется алюминий для упаковки:
А) хлеба
Б) колбас
В) шоколада?
6. Основными рудами алюминия в природе являются:
А) гематиты
Б) шеелиты
В) бокситы?
7. Один из сплавов алюминия в России получил название:
А) дюралюминий
Б) силумин
В) кольчугалюминий?
8. Алюминий может растворяться в горячих концентрированных
растворах:
А) этилового спирта
Б) соляной кислоты
В) поваренной соли?
5.Домашнее задание
Учитель: дома вам нужно будет прочитать 57, 58 параграфы, задание 1
на странице 306 (Сатбалдина) выполнить письменно.