Урок по теме "Алюминий"

Цели урока: систематизировать и конкретизировать знания учащихся о физических и химических свойствах металлов на примере алюминия; наглядно показать учащимся взаимосвязь строения вещества и его свойств с областями применения. На примере изучаемого материала развивать мотивацию и познавательный интерес к предмету, умения рассуждать, обобщать и анализировать изучаемый материал.

Тип урока: комбинированный.

Методы урока: проблемно-поисковый с использованием активных форм обучения.

Межпредметные связи: физика, биология, история.

Оборудование: мультимедиа проектор, ПК, Интерактивная доска. Химические реактивы: алюминий (зачищенные гранулы), NaOH, HСl, 4 пробирки, штатив для пробирок, коллекция “Металлы и сплавы”.

План урока:

I. Организационный момент (1-2 мин.)
II. Изучение нового материала (25–30 мин.)
III. Подведение итогов объяснения (2-3 мин)
IV. Закрепление знаний. Составление эссе (5–7мин.)
V. Подведение итогов, домашнее задание (2–3 мин.)

Содержание урока

I. Организационный момент (1-2 мин.)

Приветствие. Отметка отсутствующих. Активизация класса на усвоение нового материала.

II. Изучение нового материала (25–30 мин.)

В начале урока создается стадия вызова (актуализация имеющихся знаний и формирование познавательного интереса к изучаемому материалу) с помощью демонстрации слайда через проектор, на котором представлены изображения изделий из алюминия.

Учитель ставит вопрос: “Что может объединять эти изображения?” Слайд.1

Если ученики затрудняются дать ответ, учитель задает наводящие вопросы типа – почему представлено изображение электрических проводов? Что может быть общего между кухонной посудой, самолетом, плавательным судном? и т.д.

Слайда 2: “Какой металл или сплав на его основе применяется во всех представленных областях промышленности?”

Слайд 3: “Что вам известно об этом металле? На каких свойствах основано использование этого металла?”

(все высказывания учащихся фиксируются на доске, запись остается до конца урока).

Вторая стадия урока – осмысления (учащиеся, вступая в непосредственный контакт с новой информацией через рассказ учителя, а также на основе систематизации ранее полученных знаний, об общих свойствах металлов, изучают свойства алюминия).

Изучение нового материала проводится по соответствующему плану, необходимые записи делаются учениками в тетради:

1. Открытие алюминия. Слайд 4: “Как был открыт алюминий?”

Рассказ учителя: Уже в эпоху античности многие учёные предполагали возможное существование алюминия.

Название “алюминий” происходит от лат. alumen – так ещё за 500 лет до н.э. называли алюминиевые квасцы, применяемые как протрава при крашении тканей или дубления кожи, т.е. alumen – алюминиевые квасцы.

Впервые алюминий был получен датским физиком Ган Христиан Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Однако промышленный способ был предложен в 1854г французским химиком А.Э. Сент-Клер Девиль восстановлением двойного хлорида алюминия и натрия Na₃AlCl₆ металлическим натрием.

Слайд 5: “Драгоценный алюминий”

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. Даже не верится, что этот металл открыли только в середине девятнадцатого века. И сначала его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: по цвету белый подобно серебру, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше, чем у золота. Само собой, такой металл первым делом нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих элементах декора.

Стоимость алюминия была выше цен на золото, он был белого цвета (цвет серебра), лёгкий по весу, не подвергался воздействию окружающей среды.

Одной из самых больших коллекций предметов из алюминия (свыше 16 тысяч изделий) находится во Франции – стране, в которой этот металл был получен впервые.

Император Наполеон III не скрывал гордости за открытие, которое было совершено под его личным покровительством, и называл алюминий “своим металлом”. Слайд 6. “Драгоценный алюминий”

Алюминий, как и все необычные научные открытия того времени, должен был обрести великое будущее. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства. Самые редкие из них были изготовлены из чистого алюминия, остальные – из сплава алюминия и меди, который называли “бронза алюминия”.

На один из юбилеев Д.И. Менделееву подарили драгоценные, изготовленные из чистого алюминия химические весы – электрохимический способ получения этого "дешёвого" металла был тогда не известен, хотя в лаборатории Дмитрия Ивановича есть указания на эту технологию.

В 60-х годах XIX века в Англии любая модница имела хотя бы несколько алюминиевых украшений. Во Франции были знамениты первые ювелирные изделия из алюминия, созданные ювелиром и скульптором по металлу Онорэ Северином Бурдонклем. Из его работ 1855–1860-х годов остались несколько алюминиевых кубиков и игрушечный скипетр наследного принца, а также три браслета.

Но со временем алюминий стал падать в цене. Если в 1854–1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

Нахождение в природе. Слайд 7: “Почему алюминий назвали "Серебром из глины"?” Какое место по распространённости занимает алюминий среди элементов и металлов?

• Содержание в земной коре по массе – 8,8%
• По распространённости занимает третье место среди всех элементов, после кислорода и кремния.
• На первом месте среди металлов
• В свободном виде алюминий в силу своей активности в природе не встречается, а существует только в виде соединений – минералов.

Рассказ учителя: красная глина, коричневая глинистая грязь, белая и синеватая глина в своем составе содержат оксид алюминия Al₂O₃. Поэтому глину относят к классу минералов-алюмосиликатов (каолин, полевой шпат, нефелин) – вулканического происхождения. Минерал осадочного происхождения – боксит, похож на глину, но лишен свойственной ей пластичности. Залежи бокситов находятся на западном и южном склонах Урала и тянутся до степей Северного Кавказа. Крупнейшие месторождения нефелина обнаружены в Красноярском крае. (Важнейшие месторождения можно показать на физической карте).

Химические формулы минералов, содержащих алюминий.

• Глинозём (смеси каолинов с песком SiO₂, известняком CaCO₃, магнезитом MgCO₃)
• Бокситы 30% – 60% Al₂O₃ (Al₂O₃*H₂O c примесями SiO₂, Fe₂O₃, CaCO₃)
• Корунд минерал состава Al₂O₃
• Алунит KAl(SO₄)₂* 2Al(OH)₃
• Нефелин KNa₃[AlSiO₄]₄

2. Физические свойства алюминия Слайд 8: “Какие физические свойства нашли практическое применение алюминия?”

Какими свойствами обладает алюминий как типичный металл?

Задание учащимся: Соотнесите физические свойства алюминия с областью его применения.

Взаимосвязь области применения и физических свойств алюминия

4. Строение атома Слайд 9: “Чем объяснить активность алюминия?”

(Учащиеся высказывают свои предположения) и изучается строение атома химического элемента.

1) Характеристика элемента по положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Порядковый номер – 13, Период – III, Группа – 3 А-подгруппа

М_r (Аl) = 27г/моль

2) Строение атома

Электронная формула 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

На внешнем энергетическом уровне находится 3 электрона, поэтому при отдаче электронов атом приобретает степень окисления “+3”, однако такая степень окисления высока для металлов, поэтому соединения этого металла проявляют амфотерные свойства (обсуждаются возможные степени окисления, проявляемые алюминием в окислительно-восстановительных реакциях)

Степень окисления: 0; +3 Al⁰; Al⁺³

5. Химические свойства алюминия

С какими веществами реагирует алюминий? Какие свойства проявляет алюминий в окислительно-восстановительных реакциях?

Демонстрация опытов:

• взаимодействие алюминия с соляной кислотой
• взаимодействие алюминия с концентрированным раствором щелочи

(учащиеся записывают уравнения химических реакций на доске и в тетради)

Слайд 10: “Какие химические свойства нашли практическое применение алюминия?” (на экране появляется левая часть слайда 10)

Вначале обсуждается вопрос взаимодействия с простыми веществами. По щелчку на экране появляется левая часть уравнения химической реакции, правую часть учащиеся записывают на интерактивной доске и в тетради, расставляя коэффициенты. Обращается внимание на восстановительные свойства алюминия. Затем обсуждается вопрос взаимодействия алюминия со сложными веществами. В заключении делается вывод, что алюминий обладает амфотерными свойствами.

(появляется правая часть слайда 10) Выполняется задание учащимися.

Задание учащимся: соотнесите химические свойства алюминия с областью его применения.

Взаимосвязь области применения и химических свойств алюминия

6. Получение алюминия в промышленности Слайд 11. “Как получают алюминий в промышленности?”

Электролиз раствора чистого Аl₂О₃ в расплавленном криолите Nа₃АlF₆ с добавкой АlF₃

7. Каково значение алюминия для живых организмов? Слайд 12.

Рассказ учителя: Алюминий входит в состав тканей животных и растений; в органах млекопитающих животных обнаружено от 10^-3 до 10^-5% алюминия (на сырое вещество). Алюминий накапливается в печени, поджелудочной и щитовидной железах. В растительных продуктах содержание алюминия колеблется от 4мг (например, картофель) до 46мг (желтая репа) на 1кг сухого вещества, в продуктах животного происхождения – от 4мг (мёд) до 72мг (например, говядина) на 1кг сухого вещества. В суточном рационе человека содержание алюминия достигает 35–40мг

Алюминий зарегистрирован как пищевая добавка E173. Относится к категории пищевых красителей используемых для придачи цвета продуктам питания или восстановления цвета продуктов утраченных при обработке. Пищевая добавка E173 входит в список не имеющих разрешения к применению в пищевой промышленности в Российской Федерации, так как не прошла тестов и испытаний. Вредное действие на организм человека пока не установлено.

III. Подведение итогов объяснения (2-3 мин)

Слайд 13. “Алюминий”. В заключительной стадии урока создается стадия рефлексии (учащиеся закрепляют полученные знания, и происходит “присвоение” этих знаний в собственные представления). На экране демонстрируется слайд 1. (14 в презентации) и учитель возвращается к первоначальным высказываниям учеников, которые были зафиксированы на доске вначале урока. Учащиеся сами определяют верные и неверные предположения и при ответе на вопрос “Что объединяет все эти изображения?” рассказывают области применения металла, связывая их со свойствами элемента.

IV. Закрепление знаний. Составление эссе (5–7мин.)

В этой части урока учащимся предлагается на отдельном листочке составить эссе об алюминии в течение 5-7мин. ЭССЕ – составление сжатого краткого рассказа. При написании рассказа разрешается пользоваться текстом учебника и записями в тетради. Слайд 15 “Составление ЭССЕ”

V. Подведение итогов, домашнее задание (2-3 мин.)

Список литературы

1. Википедия
2. Габриелян О.С. Химия. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян. – 14-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2008. - 270, [2] c.: ил.
3. Ершов Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учеб. для вузов / Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др.; Под ред. Ю.А.Ершова. – 30-е изд., стер – М.: Высш. шк., 2002. – 560 с.: ил.
4. Лидин Р.А. Химические свойства неорганических веществ: учеб. пособие для вузов/ Р.А.Лидин, В.А.Молочка, Л.Л.Андреева; Под ред. Р.А.Лидина. – М.: Химия, 1996. 480 с.: ил
5. Питряков-Соколов И.П. Популярная библиотека химических элементов книга 1-ая. Водород, палладий. Изд. 2-е исправ. и допол. Изд. “Наука”. – М.: 1977. – 567 с.
6. Степин Б.Д. Неорганическая химия: учеб. для хим. и химикотехнол. спец. вузов / Б.Д.Степин, А.А.Цветков; Под ред. Степина Б.Д. – М.: Высш. шк., 1994. – 608 с.: ил.
7. Третьякова Ю.Д. Неорганическая химия: в 3 т. / Под ред. Ю.Д.Третяковой. Т.2: Химия непереходных элементов: Учебник для студ. высш. учеб. завед. / А.А.Дроздов, В.П.Зломанов, Д.Н.Мазо, Ф.М.Спиридонов. – М.: Издательский центр “Академия”, 2004. – 368 с.

Презентация