Алюминий и его соединения

Министерство образования Республики Дагестан

Государственное бюджетное общеобразовательное

учреждение «Республиканский центр образования»

Методическая разработка

урока по химии

в 9-ом классе

на тему:

«Алюминий и его соединения»

Разработала:

Рамазанова С. Т.,

учитель химии

Каспийск 2018г.

«Этому металлу суждено великое будущее»

Цель урока – продолжить формирование представлений о металлах и их соединениях на примере алюминия.

Задачи:

Образовательная: сформировать представление о строении атома алюминия на основании положения в ПСХЭ Д.И. Менделеева, физических и химических свойствах алюминия, амфотерности соединений алюминия и природных соединений;

Развивающая: продолжить развивать умение работать с различными источниками информации и проводить лабораторные опыты;

Воспитывающая: продолжить формировать коммуникативные качества, внимательность, ответственность и аккуратность.

Тип урока – комбинированный, урок получения и применения новых знаний.

Форма организации учебной деятельности: групповая, беседа, лабораторная работа

Реактивы и оборудования: 1. Для лабораторных  опытов: штативы для пробирок, пробирки, растворы: хлорид алюминия,  гидроксида калия, соляной кислоты.
2. Для демонстраций:  коллекция «Алюминий» и его сплавы, изделия из алюминия (кастрюля, столовые приборы, модель самолёта, бенгальские огни, алюминиевая проволока, фольга пищевая, серебрянка, новогодний «дождик», Альмагель);
Схема-кластер для учащихся, приложения с дополнительной информацией
Технические средства:  компьютер, мультимедиа. Ход урока

1. Организационный момент

2. Изучение новой темы.

Какой химический элемент Д.И.Менделеев назвал металлом будущего? О каком элементе говорится?

Я – металл незаменимый,
Очень летчиком любимый,
Легкий, электропроводный,
А характер - переходный.(Алюминий)

Тема урока: Алюминий и его соединения

Сообщение ученика: Историческая справка.

 Название алюминий происходит от латинского alumen - так ещё за 500 лет до н. э. назывались алюминиевые квасцы, которые применялись как протрава при крашении тканей и для дубления кожи. Датский учёный Х. К. Эрстед в 1825, действуя амальгамой калия на безводный AlCl₃ и затем отгоняя ртуть, получил относительно чистый алюминий. Первый промышленный способ производства алюминия предложил в 1854 французский химик А. Э. Сент-Клер Девиль: способ заключался в восстановлении двойного хлорида алюминий и натрия Na₃AICI₆ металлическим натрием. Похожий по цвету на серебро, алюминий на первых порах ценился очень дорого, его использовали для изготовления украшений при Наполеоне. С 1855 по 1890 было получено всего 200 т алюминия. Современный способ получения алюминия электролизом криолито-глинозёмного расплава разработан в 1886 году

Работа проходит в группах, каждая группа выбирает задание.

Работа с текстом § 16 с. 107-114, с дополнительным материалом энциклопедиями, справочниками.

Класс делится на 5 групп.

1-я группа. Характеристика алюминия как химического элемента.

Инструкционная карта:

Положение в периодической системе.

Строение атома алюминия.

Степень окисления.

Оксид и гидроксид, их характеристика.

Нахождение в природе.

2-я группа. Характеристика простого вещества алюминия.

Инструкционная карта:

Тип химической связи.

Тип кристаллической решетки.

Физические свойства алюминия. Рассмотрите образцы алюминиевой фольги и проволоки. Несколько раз согните и разогните проволоку. О каком свойстве алюминия позволяют судить эти действия? Поцарапайте поверхностную оксидную пленку на проволоке. Что вы наблюдаете?

Опишите физические свойства алюминия, используя наблюдения по плану

Способы получения.

3-я группа. Химические свойства алюминия.

Инструкционная карта:

Повторить технику безопасности!!! Выполнение лабораторных опытов по инструктивной карточке.

Предсказать химические свойства алюминия на основе положения в периодической системе и ряду напряжений металлов.

Написать уравнения возможных реакций, характеризующих химические свойства алюминия. Объяснить, почему с некоторыми веществами реакции не идут. Разобрать с точки зрения ОВР.

Al + O₂ →

Al + Cl₂ →

Al + H₂O →

Al + HCl →

Al + HNO_3(k) →

Al + H₂SO_4(k) →

Al + Cr₂O₃ →

4-я группа. Амфотерность алюминия.

Инструкционная карта: Повторить технику безопасности!!! 

С помощью имеющихся реактивов получите гидроксид алюминия и докажите его амфотерность.

Запишите соответствующие реакции, разберите их с точки зрения ОВР.

Реактивы: хлорид алюминия, гидроксид калия, оксид алюминия, соляная кислота.

5-я группа. Применение алюминия на основе его свойств.

Инструкционная карта:

Используя информацию по алюминию (§16 Рис. 64), предложите области применения алюминия на основе его свойств. На чём основано применение веществ?

-Определите по картинкам на основе каких физических свойств алюминия построено его применение?

2. Отчет каждой группы перед классом.

Контроль ответов учащихся.

Ответы учащихся, фиксирование информации в тетради.

3. Закрепление:

   I.   Правильны ли утверждения? Если нет, дайте правильный ответ или поясните.

1.Металлические свойства алюминия слабее, чем у магния.

2.У алюминия 2 электрона на внешнем электронном слое.

3.Восстановительные свойства алюминия сильнее, чем у бора и кремния.

4.Алюминий s-элемент.

5.Можно пользоваться алюминиевой посудой при хранении щелочей и кислот.

6. Алюминий подвергается коррозии.

7. При комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется.

8.Алюминий – самый распространенный металл земной коры.

9.Алюминотермия – получение алюминия.

10.Алюминий тяжелый, ковкий и пластичный металл.

11.Алюминий проявляет амфотерные химические свойства: может реагировать как с кислотами, так и со щелочами.

II. Составьте уравнения реакций по схеме:

оксид Al  Al оксид Al сульфат Al  гидроксид Al

III. Решите задачу Дан сплав алюминия с медью массой 270 г и массовой долей меди 20%. Теоретический выход водорода составил 85%. Вычислить массу алюминия и практический выход водорода, если сплав взаимодействует с водным раствором едкого натра.

Домашнее задание: §16,упр 6-7 с 115.

Приложения

Слайд 1. Положение алюминия в Периодической системе

1.III период, III группа (п/группа А), Порядковый номер 13, относительная атомная масса 27.

2.Строение атома- заряд ядра +13, число уровней 3, расположение электронов на уровнях 2, 8, 3. Валентных электронов 3,

3. Проявляет валентность III, степень окисления +3. Относится к амфотерным металлам.

Слайд 2 Физические свойства алюминия:

Алюминий серебристо-белый металл. плотностью 2,7г/см имеет высокую теплопроводность и электрическую проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость. Он легко поддаётся ковке, штамповке, прокатке, волочению. Температура плавления 660 градусов

Слайд 3 При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H₂O (t°);O₂, HNO₃ (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной промышленностью. Легко реагирует с простыми веществами:

с кислородом, образуя оксид алюминия:

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

с галогенами (кроме фтора), образуя хлорид, бромид или иодид алюминия:

2Al +3Cl ₂ = 2AlCl₃ 

Со сложными веществами:

с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием или растворами горячей щёлочи):

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂

Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

2NaOH+2H₂O + 2Al = 2NaAlO₂ + 3H₂

При нагревании растворяется в кислотах - окислителях, образующих растворимые соли алюминия:

Al + 6HNO₃(конц) = Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

8Al + 15H₂SO₄(конц) = 4Al₂(SO₄)₃ + 3H₂S + 12H₂O

Восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

2Al + Cr₂O₃ = Al₂O₃ + 2Cr

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe (демонстрация опыта: смесь порошка алюминия и оксида железа(III) помещают на кольцо в штативе с асбестом, вниз под штатив кладут емкость с песком. В смесь, для начала реакции, помещают магниевую ленту и ее поджигают- реакция яркая, запоминающая)

Слайд 4 Алюминаты. Алюминатные растворы

Оксид алюминия - соединение амфотерное, т.е. обладающее одновременно основными и кислотными свойствами. Поэтому оксид, а также его гидроксиды растворяются как в кислотах, так и в щелочах. При растворении гидроксида алюминия в кислотах образуются алюминиевые соли соответствующих кислот, например,

Al₂O₃+3Н₂SО₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O (Учащиеся выполняют сами опыты)

Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaA1O₂+H₂O

2Al(ОН)₃+3Н₂SО₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O.

При растворении гидроксида алюминия в щелочах образуются соли метаалюминиевой кислоты HAlO₂, которые носят название алюминатов, например,

Al(OH)₃+NaOH = NaA1O₂+2H₂O.

Al(OH)₃ + KOH = K[Al(OH)₄] (тетрагидроксоалюминат калия)

Слайд 5 Применение алюминия

- для производства легких сплавов (дюралюмин, силумин) в самолето- и автомобилестроении

- для алитирования чугунных и стальных изделий с целью повышения их коррозионной стойкости

- для термической сварки

- для получения редких металлов в свободном виде

- в строительной промышленности

- для изготовления контейнеров, фольги и т.п.