Задание № 2. Ответь на вопросы алгоэвристической программы

Задание № 2. Ответь на вопросы алгоэвристической программы, реши задачи.
Успехов! Мы верим в тебя!
Из глины я обыкновенной,
Но я на редкость современный.
Я не боюсь электротока,
Бесстрашно в воздухе лечу;
Служу на кухне я без срока –
Мне все задачи по плечу.
Горжусь своим я именем:
Зовусь я ….
1. Положение в периодической системе.
Задание: охарактеризуйте положение алюминия в периодической системе химических
элементов Д. И. Менделеева.
2. Задание: дополните предложение:
Так как у атома алюминия на внешнем уровне ___ электрона, то алюминий в
соединениях проявляет степень окисления ___.
3. Нахождение в природе.
Алюминий – один из лидеров среди всех элементов Земли. Алюминия в земной коре
почти 8%, его опережают по распространённости только углерод и кремний. Встречается
алюминий только в соединениях.
Задание: из текста выпишите природные соединения алюминия:
Что может быть обыкновеннее глины? Красная глина речного обрыва, коричневая
глинистая грязь просёлочной дороги, белая или синеватая глина, которая неожиданно
оказывается на лопате, когда копают глубокую яму или колодец…
В составе этого, на первый взгляд ни чем не примечательного минерала, кроме оксида
натрия (или калия) и диоксид кремния, содержится оксид алюминия. Поэтому глину
относят к классу минералов-алюмосиликатов.
Кроме
минерала
каолина АI2O3  2SiO2  2H2O,
(К,Na)2O  АI2O3  SiO2, есть и чисто
полевого
шпата
«алюминиевые» минералы. Это боксит АI2O3  n
H2O и корунд АI2O3. Драгоценные разновидности очень твёрдого природного корунда
(оксида алюминия), окрашенные примесями, это красные рубины и синие сапфиры.
4. Получение.
Не смотря на широкую распространенность алюминия в природе, получить этот металл
удалось сравнительно недавно, меньше двухсот лет назад.
Металлический алюминий первым выделил в 1825 году датский физик Ханс
Кристиан Эрстед. Пропустив газообразный хлор СI2 через слой раскалённого оксида
алюминия АI2O3, смешанного с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия АIСI3 без
малейших следов влаги. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду
понадобилось обработать АIСI3 амальгамой калия (жидким сплавом калия со ртутью).
Через два года немецкий химик Фридрих Вёлер усовершенствовал метод получения
алюминия, заменив амальгаму калия чистым металлическим калием.
Задание: Напишите уравнение реакции Вёлера.
Понадобилось ещё тридцать лет, чтобы появился электролитический способ получения
алюминия.
Однако в массовом масштабе получать алюминий стало возможным только после 1886
года, благодаря усилиям молодого американца Чарльза Мартина Холла и французского
химика Поля Эру. Новый способ получения алюминия был основан на электролизе оксида
алюминия АI2O3.
5. Физические свойства.
Задание: рассмотрите образцы алюминия и дайте характеристику его физическим
свойствам.
6. Химические свойства.
Алюминий – довольно активный металл. Даже слишком активный. Поэтому, пока не
научились получать его сплавы с магнием и медью, особого стремления применять его на
практике не наблюдалось. Один из немногих энтузиастов использования серебристого
металла Наполеон III (племянник Наполеона Бонапарта) задумал было снабдить солдат
французской армии нагрудниками и касками из алюминия. Лаборатории Сент-Клер
Девиля были выделены немалые средства, но металл был ещё таким дорогим, что
алюминиевые кирасы достались только солдатам личной охраны принца.
Активность алюминия – большая помеха в деле его получения. Атомы этого элемента
образуют обычно такие прочные химические связи, такие устойчивые соединения, что для
восстановления из них металла надо затратить много энергии.
Задание: подумайте и ответьте:
Почему большие алюминиевые заводы во всём мире стараются строить вблизи
крупных гидроэлектростанций, там, где много дешёвого электричества?
7. Алюминий реагирует с кислородом воздуха, образуя оксид. Задание: напишите
уравнение реакции взаимодействия алюминия с кислородом.
8. В качестве простых веществ, с которыми реагирует алюминий, можно привести CI и
S. Задание: напишите уравнения этих реакций.
Алюминий – элемент переходный. Поэтому он реагирует и с кислотами, и со
щелочами, выделяя водород и превращаясь в соли. Например, под действием
разбавленной соляной кислоты металлический алюминий превращается в хлорид
алюминия – хорошо растворимую в воде бесцветную соль. Задание: напишите уравнение
реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой.
9. Алюминий реагирует и с водными растворами щелочей – в результате, помимо
водорода, получается тетрагидроксоалюминат натрия NaAI(OH)4:
AI + H2O + NaOH = NaAI(OH)4 + H2
Задание: расставьте коэффициенты в уравнении реакции.
10. Приведите пример взаимодействия алюминия с любой кислотой, кроме азотной.
Концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий, вызывая на его
поверхности появление тончайшей защитной плёнки.
Повод подумать
11. Как вы думаете, почему в алюминиевой посуде не рекомендуют хранить
квашеную капусту, маринованные овощи и кислое молоко, а так же не рекомендуют
мыть такую посуду щелочными средствами, например, стиральной содой?
12. Алюминий растворяется в кислотах и щелочах, но нас это уже не удивляет. Но
он, оказывается, реагирует и с обычной водой при комнатной температуре. Как же так?
Ведь из алюминия делают кухонную посуду, и она вовсе не растворяется в воде, а
служит десятилетиями. Объясните эту ситуацию.
13. Применение.
Алюминий
применяют
для
производства
различных
сплавов.
Наибольшее
распространение имеют дуралюмины, содержащие медь и магний, и силумины – сплавы
алюминия с кремнием. Как вы думаете, в чём основное преимущество этих сплавов и где
они используются?
Задание: прочитайте отрывок из стихотворения и назовите области применения
алюминия:
…Трубы, яхты, корабли,
Самолёты и мосты,
Ложки, провода, кастрюли –
Без меня пропали б люди.
Алюминий используют также для алитирования, т. е. насыщения поверхностей
стальных и чугунных изделий алюминием. С какой целью это делают?
Соединения алюминия.
14. Задание: дополните предложение:
По характеру оксид алюминия – это _____________ оксид.
15. Задание: из предложенных веществ выберите те, с которыми будет реагировать
АI2O3:
Cr2O3, К2О, НСI, SO3, Н2О, NaOH.
Напишите уравнения реакций.
16. Задание: дополните предложение: гидроксид алюминия – _________ основание,
поэтому он термически не устойчив. Напишите уравнение реакции разложения
гидроксида алюминия при нагревании.
17. Будет ли АI(OH)3 реагировать с кислотами и со щелочами? Задание: приведите
примеры возможных реакций.
Подумайте и ответьте:
18. На одном складе была испорчена партия алюминиевых деталей из-за того, что
на этом складе производилась пробелка гашёной известью и детали не были защищены от
случайных брызг. Проанализируй причину коррозии алюминия. Напишите уравнение
реакции, назовите продукт её.
19. На каком свойстве алюминия основано изготовление из него тары для
транспортировки азотной кислоты?
Проверьте себя
20.
Какие продукты реакции получатся из заданных исходных веществ? Задание:
установите соответствия:
1) 4Аl + 3O2 
a) Аl2(SO4)3 + 3Сu
2) 4Аl + 3C 
б) 2Аl2O3
3) 2Аl + 3СuSO4 
в) Аl4С3
4) 2Аl + 6НОН 
г) реакция не протекает
5) Аl + НNО3 
д) 2Аl(ОН)3 + 3Н2
Задачи.
1.Сущкствует более двадцати изомерных соединений состава: четыре атома углерода,
восемь атомов водорода и один атом кислорода.
1. Напишите названия веществ из разных классов соединений.
2.Предложите химические способы обнаружения их в смеси.
2.При полном сгорании навески газообразного углеводорода, широко применяемом в
промышленном органическом синтезе, масса образовавшейся воды оказалась равной
массе исходной навески. Определите строение углеводорода.