 Муниципальное общеобразовательное учреждение – Средняя общеобразовательная школа №2 г. Можайска
Открытый урок по теме: «Алюминий»
Подготовила: учитель химии
Буланкова А.С.
2016 г.
Цели и задачи урока:
образовательная – выявление и оценка степени овладения системой знаний и комплексом навыков и умений об элементах II А группы и их соединениях, готовности учащихся успешно применять полученные знания на практике, позволяющие обеспечить обратную связь и оперативную корректировку учебного процесса.
развивающая – развивать критическое мышление, самостоятельность и способность к рефлексии, обеспечение системности учения
воспитательная – воспитание положительной мотивации учения, правильной самооценки и чувства ответственности.
Тип урока: изучение нового материала и применение знаний по теме.
Оборудование: предметы (алюминиевая проволока, алюминиевая фольга), реактивы (раствор соляной кислоты, серной кислоты); коллекция «Природные соединения алюминия», компьютер, проектор, экран, доска.
Ход урока.
Проверка домашнего задания
Решение цепочки превращений у доски
MgCl2→ Mg(OH)2→ MgO →MgSO4 →Mg(NO3)2
Я читаю, а вы внимательно слушаете, и записываете к каждому заданию ответ («да» или «нет»):
1) Щелочноземельные металлы расположены в I A группе.
2) К щелочноземельным металлам не относится Са.
3) Щелочноземельные металлы встречаются в природе в свободном виде.
4) Оксиды щелочноземельных металлов твердые белые вещества.
5) Верно ли записано уравнение реакции
Са + О2→2СаО
6) Верно ли записано уравнение реакции
Ва + Н2О→Ва(ОН)2
7) Гидроксиды щелочноземельных металлов относят к щелочам.
8) СаО – негашеная известь
Са(ОН)2 – гашеная известь
9) Галогениды щелочноземельных металлов – белые кристаллические вещества, большинство из них растворимо в воде.
10) Напишите уравнение реакции получения гашеной извести из оксида кальция
2. Изучение новой темы
Сообщение ученика: Этот элемент сразу после его открытия привлек химиков своей красотой и легкостью. Внешне походит на серебро, примерно в три раза легче железа и меди. Он очень пластичен: его можно прокатать в тонкую фольгу, сделать тончайшие украшения , придать нужную Вот только прочность чистого металла невелика, но в виде сплавов с другими металлами он заметно «крепчает». Уже созданы сплавы данного элемента с прочностью в 10 раз выше, чем у стали.
Первоначально из-за несовершенного способа получения был необычайно дорог – почти в 10 раз дороже золота. Первые украшения и изделия из него были доступны только очень богатым людям. Император Наполеон III заменил серебряную посуду в своем дворце на более дорогую и редкостную, изготовленную из данного металла. Так, не ведая того, французский император заглянул в XX в., когда посуда из этого металла стала обычной в любом доме. В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Менделеева в Великобритании ему был преподнесен подарок – весы, одна чаша которых была сделана из золота, а другая – из этого химического элемента.
На балах знатные дамы во времена Наполеона III нередко щеголяли ювелирными украшениями, изготовленными из этого элемента.
Тема урока «Алюминий»
План изучения алюминия:
Положение алюминия в периодической системе химических элементов
Д.И. Менделеева. Строение атома алюминия.
Распространение и роль алюминия в природе.
Физические свойства алюминия.
Химические свойства алюминия.
Применение алюминия
Положение в П.С. и строение атома (Приложение 1)
Распространение и роль алюминия в природе.
Учитель: Алюминий по распространенности в природе среди всех элементов занимает 3 место. На его долю приходится 8,13% от массы земной коры.
В природе встречается только в виде соединений.
В основном он сосредоточен в минералах, называемых алюмосиликатами. К их числу относятся как обыкновенные глины и слюда, так и замечательные драгоценные камни, такие как гранат, берилл, топаз.
Важнейшими минералами алюминия, имеющими промышленное значение являются бокситы (Al2O3 .H2O), криолит (Na3AlF6) и др.
Учитель: Как вы думаете, какой алюминий металл: активный или неактивный?
Ответы могут быть разные: из своего жизненного опыта ребята отвечают, что это неактивный металл (в посуде из алюминия готовят пищу, алюминиевые провода не реагируют с водой), другие делают предположение об активности алюминия, так как он находится в электрохимическом ряду напряжения металлов сразу после активных металлов.
Учитель: Чтобы правильно ответить на вопрос, опишите свойства алюминия.
Физические свойства алюминия.
Выполните лабораторный опыт.
ЛО: 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 (Приложение 2).
Слайд
Физические свойства: блестящий металл серебристого цвета, легкий,  = 2700 кг/м3, tпл = 660°C , высокопластичный, характеризуется высокой электро- и теплопроводностью.
Учитель: На поверхности алюминия тонкая и прочная, но отслаивающаяся при механическом воздействии (сгибании-разгибании) пленка. Ее толщина всего 0,00001 мм, но она надежно защищает металл от атмосферных воздействий, обеспечивая высокую коррозионную устойчивость. Просмотр видеофрагмента
https://yandex.ru/video/search?filmId=k77WLxIUUXI&text=%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F%20%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0%20%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F
Можно уже сделать вывод об активности алюминия? (Нет). Рассмотрим химические свойства алюминия, так как знание только физических свойств не позволяет судить об активности алюминия.
Химические свойства алюминия
Взаимодействует с простыми веществами: кислородом, галогенами, азотом, углеродом (Слайд 13).
Сущность процессов выражается уравнениями (записи в тетрадь):
Выполнение демонстрационного опыта ( « Взаимодействие алюминия с кислородом воздуха») – бенгальские огни
Взаимодействие алюминия с йодом https://yandex.ru/video/search?filmId=RbBnhRcPUXI&text=%E2%80%A2%09%D0%92%D0%B7%D0%B0%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B5%20%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D1%81%20%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%BC%20
Взаимодействует со сложными веществами (записи в тетради): (Слайд 14).
1. Взаимодействие с водой
Взаимодействие алюминия с водой. Просмотр видеофрагмента http://my.mail.ru/mail/ntl0000/video/29154/31133.html?time=10&from=videoplayer
Сущность процесса выражается уравнением (записи в тетрадь):
2Al + 6H2O =2Al(OH)3 + 3H2
Взаимодействие с кислотами
ЛО
Алюминий реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами
2Al + 3H2SO4 =2Al2(SO4)3 + 3H2
Но не взаимодействует при нормальных условиях с очень разбавленными и концентрированными растворами азотной кислоты (пассивируется).
После удаления оксидной пленки алюминий активно взаимодействует со щелочами, образуя комплексные соединения (гексагидроксоалюминаты).
Просмотр видеофрагмента «Взаимодействие алюминия со щелочью и водой»
https://yandex.ru/video/search?filmId=dmB_UQ8nUXI&text=%D0%92%D0%B7%D0%B0%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B8%D0%B5%20%D0%B0%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D1%81%D0%BE%20%D1%89%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%87%D1%8C%D1%8E%20%D0%B8%20%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B9
Сущность процесса взаимодействия алюминия со щелочью можно выразить следующим уравнением реакции:
2Al + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6] + 3H2
гексагидроксоалюминат
натрия
2Al0 + 6OH- + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6]3- + 3H2
4. Взаимодействие с оксидами металлов – алюмотермия (алюминотермия)
Вследствие высокого сродства алюминия к кислороду этот металл способен восстанавливать многие другие металлы (вольфрам, ванадий,железо):
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
Просмотр «Получение железа алюминотермией»
https://yandex.ru/video/search?filmId=-egcU_AXUXI&text=%D0%90%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%8F
Применение алюминия
Выступление учащегося. Сообщение о применении алюминия.
Закрепление (тест)
Тест
Вариант 1.
Сколько электронов у атома алюминия на внешнем уровне?
А-3
Б-8
В-2
Г-1
Алюминий – это металл…
А-белого цвета
Б- серебристо – белый
В-темный
Г-серый
Алюминий, как простое вещество, реагируя с кислотами и щелочами, проявляет свойства:
А-кислотные
Б-основные
В-амфотерные
Г- восстановительные
Применение в какой отрасли промышленности позволяет назвать алюминий «крылатым металлом»?
А-судостроительный
Б-машиностроительный
В-самолетостроительной
Г-электрической
Алюминий не реагирует при обычных условиях:
А-с щелочами
Б-с соляной кислотой
В- с концентрированной азотной кислотой
Г- с кислородом.
Вариант 2.
Степень окисления у алюминия в соединениях равна:
А - +1
Б - +3
В - +2
Г - +6
Какое свойство алюминия позволяет прокатывать его в алюминиевую фольгу?
А-металлический блеск
Б-электропроводность
В-теплопроводность
Г-пластичность
В обычном состоянии поверхность алюминия покрыта:
А-оксидной пленкой
Б- защитным слоем
В- кислотами
Г-разными веществами
Способность проводить электрический току позволяет использовать алюминий при изготовлении:
А-зеркал
Б-столовых принадлежностей
В-электрических проводов
Г-корпусов судов
Алюминий не реагирует при обычных условиях:
А- с щелочами
Б-с соляной кислотой
В-с водой
Г- с кислородом.
Ответы к тесту:
ВАРИАНТ 1 1-А; 2-Б; 3-В; 4-В; 5-В
ВАРИАНТ 2 1-Б; 2-Г; 3- А; 4-В; 5-В
3.Домашнее задание
Параграф 14 упражнение №4 в тетради
Биологическое значение алюминия.
Алюминий в небольших количествах необходим для организма, и особенно для костной ткани. В сутки допустимая концентрация поступления алюминия в организм человека 50 мг. Пищевые источники алюминия поступает при варке в алюминиевой посуде.
Алюминий содержится в чае, моркови, плавленых сырах, некоторые принимают лекарственные препараты содержащие гидроксид алюминия (альмагель, ренни, гастал). Все антиспиранты в своем составе содержат ту или иную соль алюминия, бумажные полотенца, а также продукты контактирующие с алюминиевой фольгой, запыленный воздух.
Однако повышенное содержание алюминия в крови вызывает возбуждение центральной нервной системы, а пониженное – торможение. При избытке алюминия нарушается минеральный обмен, двигательная активность, возможны судороги, ослабление памяти, урологические расстройства, заболевания печени и почек.
Высокое содержание алюминия обнаружено в клетках головного мозга у людей, страдающих болезнью Альцгеймера (старческое слабоумие).
Алюминий и здоровье человека.
Содержание алюминия в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 61 мг. Он находится во всех органах и тканях. Но больше всего его в печени, легких, костях и головном мозге. В растительных организмах его содержание выше, чем в животных.
Биологическая роль алюминия.
• Принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканей.
• Участвует в процессе регенерации костной ткани.
• Оказывает активирующее или ингибирующее действие на реакционную способность пищеварительных ферментов (в зависимости от концентрации в организме).
• Участвует в обмене фосфора.
Источники поступления алюминия
в организм человека.
В быту часто используют алюминиевую посуду. Алюминиевая посуда делится на легкую (с толщиной дна 1,5 мм), среднюю (2 мм) и тяжелую (2,5 мм) и изготавливается из чистого алюминия или дюралюминия (сплав с магнием). При приготовлении пищи в такой посуде содержание алюминия в пищевых продуктах увеличивается вдвое, т.к. частички алюминия «соскребаются» со стенок кастрюли, и постепенно в организм поступает немалое количество алюминия. Поэтому использовать такую посуду не рекомендуется. Ее применение еще чревато и тем, что алюминий служит катализатором при превращении нитратов в нитриты. Ну а если все-таки вы готовите пищу в алюминиевой посуде, необходимо помнить некоторые правила.
Реакция организма на избыток алюминия.
Повышенное содержание алюминия в крови вызывает возбуждение центральной нервной системы, а пониженное – торможение. При его избытке нарушается минеральный обмен. Поскольку алюминий обладает нейротоксическим действием, то при избытке нарушается двигательная активность, возможны судороги, ослабление памяти, нарушение психомоторных реакций у детей, неврологические расстройства, заболевания печени и почек. Высокое содержание алюминия обнаружено в клетках головного мозга у людей, страдающих болезнью Альцгеймера (старческое слабоумие). Избыток алюминия накапливается в волосах. Его токсическая доза 5 г.
Правила пользования алюминиевой посудой
• В такой посуде нельзя хранить кислую капусту или огурцы в рассоле, кислое молоко, соленую рыбу, блюда из картофеля: длительное воздействие кислот и щелочей разрушает оксидную пленку на алюминии, и металл проникает в пищу.
• Не следует варить в алюминиевой посуде неочищенный картофель, от этого посуда темнеет. При чистке алюминиевой посуды удаляется пленка оксида алюминия, которую нежелательно разрушать. Поэтому лучше пользоваться моющим средством, не содержащим абразивных частиц, например водой с мылом.
• Если на алюминиевой посуде появились пятна от пригоревшей пищи, то для их удаления рекомендуется протереть посуду только что разрезанным яблоком или вскипятить в ней воду с луком.
• Не стоит увлекаться блюдами, запеченными в фольге; не рекомендуется хранить в ней продукты.
Сообщение:
Этот элемент сразу после его открытия привлек химиков своей красотой и легкостью. Внешне походит на серебро, примерно в три раза легче железа и меди. Он очень пластичен: его можно прокатать в тонкую фольгу, сделать тончайшие украшения , придать нужную форму . Вот только прочность чистого металла невелика, но в виде сплавов с другими металлами он заметно «крепчает». Уже созданы сплавы данного элемента с прочностью в 10 раз выше, чем у стали.
Первоначально из-за несовершенного способа получения был необычайно дорог – почти в 10 раз дороже золота. Первые украшения и изделия из него были доступны только очень богатым людям. Император Наполеон III заменил серебряную посуду в своем дворце на более дорогую и редкостную, изготовленную из данного металла. Так, не ведая того, французский император заглянул в XX в., когда посуда из этого металла стала обычной в любом доме. В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Менделеева в Великобритании ему был преподнесен подарок – весы, одна чаша которых была сделана из золота, а другая – из этого химического элемента.
На балах знатные дамы во времена Наполеона III нередко щеголяли ювелирными украшениями, изготовленными из этого элемента.
Приложение 1
Задание: Используя периодическую систему и предложенный план , заполните таблицу:
Характеристика алюминия как химического элемента
Схема распределения электронов Al + ﴿ ﴿ ﴿
Электронная формула алюминия:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Положение в периодической системе:
порядковый номер _____, период ___группа ________,
подгруппа _____________
Относительная атомная масса ____________
Число энергетических уровней в атоме _______
Заряд ядра атома ______
Степени окисления _________
Алюминий металл неметалл (нужное подчеркнуть)
Формула оксида и его характер _________________________________
Формула гидроксида и его характер _____________________________
|
Приложение 2
Задание: Используя предложенный план, охарактеризуйте физические свойства алюминия.
План характеристики физических свойств алюминия:
Агрегатное состояние.
Цвет.
Плотность вещества ( по справочным данным = 2700 кг/м3)
Температура плавления. (по справочным данным tпл = 660°C)
Пластичность.
Теплопроводность, электропроводность.
Ответы записать в тетрадь
Приложение 3 (ДЛЯ 1 ВАРИАНТА)
Инструкции по выполнению лабораторной работы.
Цель: Изучить отношение алюминия к соляной кислоте.
Правила работы с кислотами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами. В случае попадания на кожу – промой водой!
Опыт 1. В пробирку положите1 гранулу алюминия и прилейте 2-3 мл раствора соляной кислоты.
Что наблюдаете?
Запишите уравнение реакции: Al+ HCI
Сделайте вывод о свойствах алюминия.
Ответ начните с цели исследования, далее скажите о своих наблюдениях и сделайте вывод: взаимодействует алюминий с соляной кислотой или нет.
Приложение 4 (ДЛЯ 2 ВАРИАНТА)
Инструкции по выполнению лабораторной работы.
Цель: Изучить отношение алюминия к серной кислоте.
Правила работы с кислотами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами. В случае попадания на кожу – промой водой!
Опыт 1. В пробирку положите1 гранулу алюминия и прилейте 2-3 мл раствора серной кислоты.
Что наблюдаете?
Запишите уравнение реакции: Al+ H2SO4
Сделайте вывод о свойствах алюминия.
Ответ начните с цели исследования, далее скажите о своих наблюдениях и сделайте вывод: взаимодействует алюминий с соляной кислотой или нет.
Применение алюминия
Благодаря легкости и прочности, алюминий и его сплавы применяют в самолёто – и ракетостроении (алюминий называют крылатым металлом), строительстве судов и автомобилей; в строительстве – для изготовления оконных рам и дверей; лёгкость и хорошая проводимость алюминия используется при изготовлении электрических проводов для линии электропередач. Теплопроводность и не ядовитость важны при изготовлении алюминиевой посуды и фольги для хранения пищевых продуктов. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии. Способность алюминия гореть на воздухе используется при приготовлении красочных фейерверков и изготовлении бенгальских огней.
|
