Алюминий,  его физические и химические свойства

 

Цели урока:

образовательные: обобщение и систематизация основных знаний и умений по теме, конкретизировать знания учащихся о свойствах металлов

III А группы на примере алюминия. Продолжить  формировать умения   давать характеристику элемента по его положению в  периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, на основе строения атома объяснять физические и химические свойства металла, прогнозировать его применение. Продолжать формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе своих исследований, проводить химический эксперимент, соблюдать правила техники безопасности;

развивающие: развитие логического мышления, памяти, внимания, общеучебных умений, умения обобщать  и оценивать учебную деятельность своего товарища и умение работать в коллективе; умение пользоваться справочной литературой.;

воспитательные: воспитание трудолюбия, взаимопомощи, взаимоуважения,  ответственности, патриотизма развитие творческих способностей учащихся.

Методы урока:  частично–поисковый, объяснительно-иллюстративный, творческий.

Тип урока:  урок-семинар

Оборудование: наборы химических реактивов Al, NaOH, H₂SO₄, CulCl₂, справочники, коллекция промышленного сырья, коллекция минералов.

Ход урока:

1. Организационный момент (распределение вопросов семинара).
2. Изучение нового материала.

Учитель: «Сегодня мы приступаем к изучению новой главы, которая называется р-элементы.»

                 « Я металл, серебристый и лёгкий,

                    И зовусь самолётный металл,

                    И покрыт я оксидною плёнкой,

                    Чтоб меня кислород не достал».

Проблемный вопрос: Почему алюминий называют металлом будущего? Около 100 лет назад Чернышевский, увидев Al, сказал: “Этому металлу суждено великое будущее” Не пришло ли это время? Как мы сможем это доказать?

 Учитель объявляет тему урока. Вопросы семинара распределяются

между историком, химиком, геологом, физиком и технологом и записываются на доске.

 

Изучаемые вопросы:

• История открытия Al.                                      
• Строение атома Al.
• Нахождение Al  в природе.                              
• Физические свойства Al.                                  
• Химические свойства Al.                                   
• Получение Al в промышленности.
• Применение Al.                                                   

 

Историк:

Задание: Ознакомьтесь с историей  открытия элемента.

Немецкий учёный Ф. Велер (1827 г.) получил алюминий при нагревании
хлорида алюминия со щелочными металлами калий и натрий. 

А.Сент-Клер Девиль впервые получил алюминий промышленным способом (1855г.) из оксида алюминия. Когда была готова алюминиевая медаль, Академия наук устроила специальное торжество и вручила её Ф. Вёлеру . Девиль настоял на том, чтобы на медали было выгравировано имя Вёлера и год, когда немецкий учёный впервые получил крохотные зёрна металла.

В период открытия алюминия - металл был дороже золота. Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стала дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции. Ведь сырьё для получения алюминия - это глина.

 

Химик:

 Задание: Дать характеристику элемента по его положению в периодической системе, объяснить строение атома.  Указать возможные степени окисления Al.

Алюминий – основной представитель металлов главной подгруппы III группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Атомный номер – 13. Строение внешнего электронного слоя – s²р¹, вследствие чего алюминий проявляет степень окисления +3. Электронная формула алюминия:   ₁₃Al    1s²2s²2р⁶Зs²Зр¹

 

Геолог:

Задание I . Рассмотрите диаграмму «Распространение элементов в природе» (слайд 3). Определите, какое место занимает Al среди других элементов.

Задание II. Рассмотрите образцы природных соединений, сравните их по твердости и  цвету. Какие из перечисленных пород  вы бы использовали  для получения металла?

Есть ли в Казахстане месторождения соединений алюминия?

Заполните таблицу:

           Природные соединения алюминия

 

 

По распространенности в земной коре алюминий занимает третье место среди химических элементов – после кислорода и кремния (8,1% по массе); среди металлов он занимает первое место.

Как активный металл алюминий встречается в природе в виде соединений.

При выветривании алюмосиликатов образуется глина (основной компонент – каолинит Al₂O₃×SiO₂×2H₂O).

Корунд  Al₂O₃ – очень твердый бесцветный минерал; если он окрашен примесями, то образует разноцветные драгоценные камни: рубин (красный), аметист (фиолетовый), сапфир (синий). Алюминий входит в состав многих драгоценных и поделочных камней.

Боксит  Al₂O₃×nH₂O – горная порода, которая служит сырьем для получения алюминия в промышленности. В Казахстане имеются богатые месторождения бокситов в Костанайской и Актюбинской областях.

 

 

 

Физик:

Задание. Рассмотрите выданные образцы металла. Дополните таблицу «Физические свойства алюминия», ответьте на вопрос: « Какими же свойствами обладает Al? Что привлекло внимание огромного круга промышленников, учёных, государственных деятелей?».

         Физические соединения алюминия

 

цвет	температура плавления	температура кипения	твердость	прочность	легкость	электропроводность	теплопроводность	пластичность	ядовитость
серебристо-белый	6600С	25000С	-	+

 

Алюминий – металл  серебристо- белого цвета, лёгкий  (r- 2,7  г/ см³), плавится при температуре 660⁰С, кипит при 2500⁰С. Обладает хорошей ковкостью, пластичностью, электрической проводимостью и теплопроводностью,  легко поддаётся обработке, образует лёгкие и

прочные сплавы.

 

Химик:

Задание I. Определите место Al в электрохимическом  ряду напряжения, сделайте вывод об его активности.

Внимание вопрос! Почему в алюминиевой кастрюле можно варить суп?

Задание II. Взаимодействие Al со сложными веществами.

Выполнение лабораторных опытов «Взаимодействие алюминия с растворами кислот, щелочей, солей».

Поместите в три пробирки  алюминиевые стружки:

• в первую пробирку добавьте раствор серной кислоты;
• во вторую – раствор гидроксида натрия;
• в третью –  раствор сульфата меди (II).

Объясните явления, напишите уравнения химических реакций.

Задание III. Составьте уравнения химических реакций по схеме:

 Химические свойства    алюминия

 

Алюминий  восстанавливает все  элементы, находящиеся справа от него в электрохимическом ряду напряжения металлов, простые вещества – неметаллы. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта защитной оксидной плёнкой.

 

Технолог:

Задание.Прослушайте сообщение на тему: «Получение Al в промышленности».

Сырьем для производства алюминия служат бокситы. При прокаливании они теряют воду, превращаясь в оксид алюминия.

Оксид алюминия имеет высокую температуру плавления (2045^оС) и не проводит электрический ток. Поэтому Al₂O₃  растворяют в расплавленном криолите с одновременной добавкой фторидов кальция, магния или алюминия. Эта смесь плавится при температуре около 1000 ^оС.

При электролизе на катоде выделяется алюминий, а на аноде – кислород. Суммарное уравнение реакции электролиза:

          эл. ток

2Al₂O₃ ® 4Al + 3O₂    

В Казахстане на Павлодарском электролизном заводе выпускается глинозем – полуфабрикат для получения алюминия, а с 2007 г. на этом же заводе стали получать алюминий в чистом виде.

 

 

Инженер:

 ЗаданиеI. Используя слайд 9 и изученный материал, назовите области применения алюминия.

  Алюминий применяют:

 *  для производства различных сплавов;

• в авиа-, авто -, суда -, приборостроении, электротехнике, изготовление

     корпусов космических ракет, химической аппаратуры, строительстве

     мостов, зданий, в быту;

• алюминием покрывают чугун и сплавы для защиты от коррозии

     (алитирование);

 *  термит (смесь алюминия и оксидов железа)- для сварки рельсов;

• получение металлов особой чистоты (алюмотермия).

ЗаданиеII.

Укажите состав сплавов алюминия в таблице:

Применения сплавов алюминия

 

СПЛАВЫ АЛЮМИНИЯ	ПРИМЕНЕНИЕ
Магналий	Судостроение Ракетостроение
Дюралюмин	Самолетостроение
Силумин	Машиностроение

 

 

3. Закрепление пройденного материала в форме устного опроса.

– Могут ли быть Al изделия дороже золотых?
        – В каких цистернах можно без боязни перевозить

   кислоты HNO₃ и H₂SO₄?
        – Почему щелочные растворы нельзя хранить в алюминиевой посуде?
        – Почему бытовые изделия из алюминия служат долго и не подвергаются коррозии?

         –Недавно во Флориде построен первый дом из алюминия. Алюминий был получен при переработке вторичного сырья. Всего на сооружение дома потребовалось более полмиллиарда единиц этого вторичного сырья. Что это за сырьё?

 

4. Обобщение пройденного материал.

Рассмотрев свойства алюминия, области применения металла и его сплавов, дайте ответ на главный вопрос урока: «Почему алюминий называют металлом будущего?»

Вывод урока: Обладая такими свойствами как лёгкость, прочность, коррозионноустойчивость, устойчивость  к действию сильных химических реагентов - алюминий нашёл большое занимают в авиационном и космическом транспорте применение во многих отраслях  народного хозяйства. Особое место алюминий и его сплавы, электротехнике, а за ними будущее нашей науки и техники.

Учитель подводит итоги, оценивает учащихся, задает домашнее задание. 

Соңғы жарияланған материалдар тізімі

Алкадиены. Каучук и его применение Строение атома Основы молекулярно – кинетической теории Химический состав клетки. Неорганические вещества Занимательная химия УГЛЕВОДЫ И ИХ РОЛЬ В СОЗДАНИИ ДИЗАЙНА Опыт Резерфорда по альфа –частицам Алкадиены. Каучук и его применение Кислород. Оксиды. Горение Способы решения систем уравнений

Бөлім: Уроки / Химия | Көрсетілім: 3974 | Қосты: NA | Ілмек сөздер: