Алюминий, его физические и химические свойства



жүктеу 110.53 Kb.
Дата28.04.2016
өлшемі110.53 Kb.
түріУрок
Тема урока: Алюминий, его физические и химические свойства. (9 класс)

Цели урока:

  • сформировать представление о физических и химических свойствах алюминия,

  • развивать умения учащихся прогнозировать свойства вещества, на основе знаний о его строении;

  • развивать умения проводить анализ, сравнение, обобщение.


Задачи урока:

  • актуализировать знания учащихся о строении атома,

  • показать зависимость физических свойств алюминия от его строения,

  • возбудить интерес к изучению науки путем предоставления кратких исторических и научных сообщений об алюминии,

  • продолжить формирование исследовательских навыков учащих­ся при выполнении лабораторной работы,

  • формировать умения работать в коллективе.

Оборудование: алюминий, образцы соединений алюминия, кислоты серная, соляная, азотная (растворы и концентрированные), разбавленные и концентрированные растворы щелочей, пробирки, штатив пробирочный, спиртовка, спички, пробиркодержатель, горячая вода в стакане.
Ход и содержание урока.


  1. Орг. момент. Побуждение к изучению темы.

  2. Учитель:

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 ............. (алюминием).


  1. Сообщение темы и цели урока.

Учитель сообщает тему урока.

  1. Формирование интереса к изучаемой теме.

  1. История алюминия

Рассказ учителя:

"Однажды к древнеримскому императору Тиберию пришёл ремесленник и принёс чашу невиданной красоты, изготовленную из серебристого и на удивление лёгкого металла. На вопрос императора о названии чудесного металла ремесленник ответил, что металл получен им из …глины и пока не имеет названия. "Дальновидный" император, испугавшись, что новый металл, который можно получать из обыкновенной глины, обесценит серебро и подорвёт могущество Рима, повелел: чашу уничтожить, ремесленника обезглавить, его мастерскую сровнять с землёй!" Теперь, по прошествии тысячелетий, мы не можем сказать, сколько правды лежит в основе этой легенды, рассказанной римским историком Плинием Старшим в своей "Естественной истории", но значительная доля правды в ней кроется. Действительно, алюминий - серебристо-белый, но в отличие от серебра на удивление лёгкий металл, который в принципе можно получить даже из глины. Не случайно у нас в России в ХIX столетии алюминий называли "глиний"!

Выступления учащихся:

1-й ученик: В 1885 году, на Всемирной выставке в Париже бы­ло представлено «серебро из глины», которое произвело большую сенсацию. Это были пластины и слитки из алюминия, полученные французским ученым Сент-Клер Девилем. К чести Девиля он отреагировал, как подобает настоящему ученому: из алюминия собственного производства он отчеканил медаль с портретом Фридриха Велера и датой «1827» и послал ее в подарок немецкому ученому, первому получившему алюминий.

2-й ученик: В пробе лунного грунта, взятой автоматической станцией «Луна - 20» с луной поверхности, впервые был обнаружен самородный алюминий. При исследовании лунной фракции были выявлены три кро­хотные частицы алюминия. Это плоские слегка удлиненные крупицы с матовой поверхностью и сереб­ристо-серые в свежем изломе. Алюминий - лунный камень.

3-й ученик: В1884 году в столице США соорудили 169-метро­вый монумент в честь Джорджа Вашингтона. Авторы проекта увенча­ли каменный обелиск пирамидой из драгоценного металла - алюми­ния. С тех пор уже более ста лет алюминиевый наконечник украшает памятник Вашингтону, успешно выдерживая испытания временем и погодой.



4-й ученик: Зеркало для крупнейшего телескопа диаметром в 6 метров, созданного в СССР, покрыто тончайшей алюминиевой фольгой. Этот дальнозоркий глаз обращен в глубины Вселенной. Он способен увидеть свет обычной свечки на расстоянии 25 тысяч кило­метров. Американские ученые предложили использовать гигантские зеркала из пластмассы с алюминиевым покрытием для освещения ночных городов. Доставленные на орбиту такие зеркала и управляе­мые ЭВМ смогут отражать солнечный свет в десятки раз интенсивнее, чем это делает в настоящее время Луна.

2) Презентация по теме: «Области применения алюминия» (Приложение 1).

Учитель: Алюминий необычный металл и выделяется целым рядом свойств, которые достаточно сильно отличают его от других металлов. Среди этих свойств стоит отметить следующие:

  • Небольшая плотность.

  • Хорошая пластичность.

  • Достаточная механическая прочность.

  • Высокие тепло- и электропроводность. 
    Алюминий нетоксичен, немагнитен и обладает повышенной стойкостью к коррозии по отношению к ряду химических веществ. Обладая всеми этими свойствами, а также относительно невысокой стоимостью относительно других цветных металлов он нашел широкое применение в самых различных отраслях промышленности. Весомую долю в общее потребление алюминия и его сплавов вносят авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.

Учащихся (1-2 человека) представляют презентацию, которую заранее подготовили.

Выступления учащихся.

Ученик 1. Применение алюминия и его сплавов во всех видах транспорта, а в особенности воздушного привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования. Авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.
Алюминий и его сплавы применяют также при отделке железнодорожных вагонов, изготовлении корпусов и дымовых труб судов, спасательных лодок, радарных мачт, трапов. Активно используют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов. Учитывая высокую коррозионную стойкость и нетоксичность алюминия, его широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов. Алюминиевая фольга, обладая большей прочностью и будучи дешевле оловянной, полностью заменила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. 
Все больше и больше используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства, при строительстве зернохранилищ и других зданий, сооружений и конструкций. Алюминий, а также его сплавы является стратегическим металлом и поэтому широко используется в военной промышленности при строительстве военной техники и оружия: самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.
Ученик 2. Также алюминий широко применяется в таких областях техники как - ядерная энергетика, полупроводниковая электроника, радиолокация, а также для защиты от воздействия различных химических веществ на металлические поверхности, а также от атмосферной коррозии. Отражающие поверхности нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал своим существованием также обязаны алюминию, в частности его высокой отражающей способности.
Алюминий применяется и в металлургической промышленности в качестве восстановителя при получении некоторых металлов алюмотермическими методами, для сварки стальных деталей или раскисления стали.  Активно применяется алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском строительстве при изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. конструкций. 

 Подводим итог.



Учитель: Изучив основные области применения алюминия, мы видим, что необходимо подробнее познакомиться со свойствами данного металла.

  1. Нахождение алюминия в природе.

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



Задание II. Рассмотрите образцы природных соединений, сравните их по твердости, прочности, цвету, рассчитайте содержание Al в некоторых из них.

    • Нефелины — KNa3[AlSiO4]4

    • Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)

    • Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3

    • Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]

    • Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O

    • Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2

Проверка расчетов. Обсуждение результатов заданий. Выводы.

  1. Актуализация знаний об особенностях строения атома алюминия.

Учитель: Как видим, алюминий имеет очень широкое применение. А мы знаем, что применение всегда обусловлено свойствами вещества. Свойства вещества, в свою очередь, зависят от строения атомов его образующих. Рассмотрим особенности положения алюминия в ПСХЭ и строения его атома.



Вывод: Алюминий – амфотерный металл, расположенный в 3 периоде Ш(А) группы, с валентностью 3 и степенью окисления +3. В связи с большой активностью в природе встречается только в виде соединений.



Вывод: На внешнем энергетическом уровне у алюминия содержится 3 валентных электрона, которые в возбужденном состоянии распариваются. Поэтому для алюминия в химических реакциях характерны восстановительные свойства.

  1. Физические свойства алюминия.

Рассмотрев особенности химического элемента алюминия, перейдем к изучению простого вещества алюминия.

Лабораторная работа по теме: «Физические свойства алюминия»
Инструктивная карта.

1. Рассмотрите алюминиевую пластинку.

2. Определите агрегатное состояние вещества алюминия.

3. Какого цвета пластинка?

4. Определите, имеет ли блеск данная пластина?

5. Опустите пластинку на ¼ её длины в стакан с горячей водой на 10-15 секунд.

Вытащите пластинку из воды, протрите салфеткой и определите, обладает ли алюминий теплопроводностью?

6. Возьмите в руки алюминиевую фольгу. Определите, обладает ли алюминий пластичностью? Лёгкий ли это металл?

7. Поместите в стакан с холодной водой алюминиевую пластинку, проверните несколько раз. Наблюдается растворение алюминия?

8. Кратко запишите свои наблюдения согласно плану:

- агрегатное состояние,

- цвет,


- блеск,

- теплопроводность,

- пластичность,

- растворимость в воде.



Дополнение учителя:

- легкий металл,  = 2,7 г/см3,

- легкоплавкий металл t0пл = 6600С,

- электропроводен (3-е место по электропроводности).

Хотя алюминий является активным металлом, в воде он не растворяется, так как на его поверхности образуется оксидная плёнка.

Обсуждение результатов лабораторной работы. Выводы.


  1. Химические свойства алюминия.

Учитель: Мы с вами выяснили, что в химических реакциях алюминий будет проявлять восстановительные свойства. С какими же веществами он должен взаимодействовать?

Лабораторная работа: «Химические свойства алюминия».

Повторение правил по технике безопасности при проведении химического эксперимента:

- работа с кислотами и щелочами,

- нагревание веществ,

- чистота и порядок на рабочем месте,

- внимательность.

Лабораторная работа выполняется в течение 10-15 минут по инструктивным картам, по ходу работы учащиеся записывают уравнения происходящих реакций (в тетрадях, а по требованию учителя и на классной доске); при написании уравнений создаётся благоприятная ситуация для повторения вопросов "Реакции ионного обмена" и "Окислительно-восстановительные реакции"; формулируются частные выводы по каждому опыту, общий вывод прочитывается вслух.

Учитель исполняет роль консультанта.
Инструктивная карта.

1. Возьмите две пробирки. В каждую положите по кусочку алюминия. Прилейте в одну из них 1-2 мл раствора соляной кислоты, а в другую столько же раствора серной кислоты. Что наблюдаете? Пробирки слегка нагрейте. Запишите уравнения соответствующих реакций.

2. Кусочек алюминия положите в пробирку. Прилейте 1,5 мл концентрированной серной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.

3. В пробирку поместите кусочек алюминия и прилейте раствор щёлочи. Содержимое пробирки нагрейте. Что происходит? Запишите уравнение реакции.

4. Результаты проделанной работы оформите в таблицу:


№ опыта

Исходные вещества

Наблюдения

Уравнения реакций и выводы



























6. Сделайте вывод о том, какими свойствами обладает алюминий.

Общий вывод: Алюминий по физическим свойствам - типичный металл. Он реагирует как с кислотами, так и с щелочами, следовательно по химическим свойствам алюминий – амфотерный металл.


6. Получение алюминия в промышленности. Сообщение учащегося.

Открытие этого самого распространённого металла состоялось после открытия щелочных металлов, а промышленное получение началось после изобретения электролиза. Первый образец алюминия получил датский учёный Г. Эрстед в 1825 году в результате следующей химической реакции:

AlCl3 + 3Na > Al +3NaCl

В 1827 году знаменитый немецкий химик Фридрих Вёлер получил более чистый алюминий, использовав для этого криолит и металлический калий:

Na3 [AlF6] + 3K > Al + 3NaF + 3KF

Первое время алюминий получали в малых количествах и стоил он дороже золота. Так у последнего русского царевича Алексея была очень дорогая игрушка - погремушка из алюминия. Промышленный способ производства алюминия, который в своей основе применяется до сих пор, был разработан в 1866 году двумя молодыми учёными американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру, причём независимо друг от друга. Запись на доске и в тетрадях:

2Al2O3 ток> 4Al + 3O2

В настоящее время по объёму производства алюминий прочно занимает 2 место после железа и его сплавов (среди металлов). Для выплавки 1т алюминия требуется 13-17000 квт/час электрической энергии (постоянный ток, V=5в, I=100000А), поэтому алюминиевые заводы расположены вблизи крупных ГЭС.


7. Закрепление знаний. Тест.

1.Какова электронная конфигурация атома алюминия?

А) 1s22s22p1 Б)1s22s22p3

B) 1s22s22p63s23p1 Г) 1s22s22p63s23p63d14s2


2. С какими из указанных веществ реагирует алюминий?

А) СаО Б) HCl

B) Cl2 Г) NaOH
3. Какие из указанных металлов являются более активными, чем алюминий?

А) Na Б) Cu

B) Ca Г) Fe

4. Наиболее характерная степень окисления алюминия:

А) +1 Б) +2

В) +3 Г) +4

5. Алюминий в химических реакциях проявляет свойства:

А) окислителя Б) инертного соединения

В) восстановителя Г) окислителя и восстановителя

6. В промышленности алюминий получают:

А) используя в качестве восстановителя металлический натрий

Б) электролизом расплава оксида алюминия

В) используя в качестве восстановителя оксид углерода (П)

Г) электролизом раствора солей алюминия

Правильные ответы:

1

2

3

4

5

6

В

Б, Г

А, В

В

В

Б


8. Домашнее задание: учебник Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана «Химия 9 класс»

1) § 42


2) № 6, 7, стр. 130


Анкетные данные:

1. Артеменко Вера Павловна,

2. Учитель химии МОУ СОШ № 28 г. Белгорода

3. 30.09.1964 года рождения,

4. Прож. 308000 г. Белгород, улица Белгородского полка д.25 кв.36, тел (4722 ) 33-80-36 дом. , 8-960-620-31-92(мобильный).

5. Паспорт: 1409 031803, выдан Отд. №3 ОУФМС России по Белгородской области г. Белгорода, 20.10.2009 года, адрес прописки: 308000 г. Белгород, улица Белгородского полка д.25 кв.36.

6. Страховое свидетельство государственного пенсионного страхования

№ 018-427-906-58



7. ИНН: 312304721500 от 11.05.2001 года, серия 31 № 000303874




©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет