ТИП УРОКА: комбинированный урок с демонстрационными и лабораторными опытами, направлен на объяснение нового материала.
ЦЕЛЬ УРОКА:
- Продолжить формирование системы знаний о строении и свойствах металлов.
- Расширить знания учащихся об алюминии, как элементе и веществе.
- Способствовать закреплению понимания взаимосвязи строения, свойств и применения веществ.
ЗАДАЧИ УРОКА:
Обучающие:
- Рассмотреть строение атома алюминия.
- Изучить нахождение алюминия в природе, способы получения и открытие этого элемента, физические и химические свойства, а также применение.
- Научить учащихся самостоятельно проводить химический эксперимент с использованием инструкций и соблюдать правила техники безопасности при работе в кабинете химии.
Развивающие:
- Развить умения формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку.
- Совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами.
- Продолжить формирование умений обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, делать выводы о свойствах вещества.
Воспитывающие:
- Формировать потребности в познавательной деятельности и ценностное отношение к знаниям.
- Воспитать культуру общения через работу в парах “ученик - ученик”, “учитель - ученик”.
- Воспитать у учащихся наблюдательность, внимание, пытливость, инициативу и культуру эксперимента.
СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ:
- компьютерная презентация, таблица растворимости,
- электрохимический ряд напряжения металлов,
- периодическая система Д. И. Менделеева,
- коллекция “Алюминий”,
- химическое оборудование и химические вещества,
- рабочие листы,
- маршрутная карта урока.
ХОД УРОКА
Организационный момент
Здравствуйте, ребята. Я очень рада видеть вас на уроке.
I. Актуализация знаний
Учитель: Для нас ребята, живущим на Чукотке, очень важен вид транспорта, с помощью которого мы попадаем в центральные районы России. Верно - это самолет. Слайд 1. В самолетостроении и ракетостроении применяется очень широко распространенный металл. Этот металл имеет малую плотность, в сочетании с высокой прочностью и пластичностью его сплавов. Догадались, о каком металле идет речь? Правильно - это алюминий.
Как вы уже поняли тема урока - Алюминий. Слайд 2. Вы привыкли к тому, что в этот кабинет вы входите и решаете задачи, цепочки превращения и т. д. Сейчас я хочу предложить вам необычное задание - найти ошибку в данных строчках. Слайд 3.
Элемент третьей группы -
Прекрасный металл.
Он “крылатый”, сребристый, но не кристалл.
Образует оксид амфотерный и ток.
С ним галлий и индий не одинок.
Ученик: Алюминий проводит электрический ток, а не образует его.
Учитель: Давайте составим с вами маршрут урока изучения металла алюминия. Что нам нужно включить в маршрут урока?
Ученики: Строение атома алюминия, нахождение в природе, получение и открытие металла, физические и химические свойства, соединения алюминия, применение.
Учитель: Проверим, правильно ли мы составили маршрут урока. Обратите внимание, это наша цель и задачи на данном уроке. Слайд 4.
Ребята, обратите внимание, у вас на партах рабочие листы. В течение всего урока вы будете с ним работать, в нем также есть домашнее задание, которое вы выполните дома и на следующий урок сдадите мне на проверку. Итак, двигаясь по маршруту урока, рассмотрим строение атома алюминия. Предлагаю вам разгадать кроссворд, который у вас в рабочих листах.
Вопросы кроссворда:
1. Каков порядковый номер алюминия?
2. Алюминий элемент III группы, какой подгруппы?
3. Какому элементу соответствует строение электронной оболочки 2е 8е 3е?
4. Чему равна валентность алюминия?
5. Чему равно число электронов в атоме алюминия?
6. Чему равно число протонов в ядре атома алюминия?
7. Какой характер имеют оксид и гидроксид алюминия?
8. Чему равно число нейтронов в ядре атома алюминия?
9. Каков характер простого вещества алюминия? (… металл)
10. Как называется сплав на основе алюминия?
11. Как называется соль алюминиевой кислоты?
12. Каково число электронов на внешнем уровне в атоме алюминия?
13. Соседом, какого элемента является алюминий?
Ребята справились с кроссвордом? Если вы ответили правильно, то у вас должно получиться ключевое слово. Какое оно?
Ученик: Алюминотермия. Слайд 5.
Учитель: Совершенно верно. Позже мы вернемся к этому понятию. А сейчас проведем разбор строения атома алюминия. Для чего мы записываем схемы строения атомов химических элементов?
Ученик: Чтобы определить их валентности и возможные степени окисления.
Учитель: Правильно ли составлена схема строения атома алюминия на следующем слайде? Свой ответ обоснуйте, опираясь на схему. Слайд 6.
Ученик: Схема составлена правильно. На внешнем уровне у атома алюминия 3 электрона (2s и 1p), следовательно, алюминий проявляет валентность III и степень окисления +3, 0.
Учитель: Запишите выводы по строению атома алюминия в рабочие листы.
II. Изучение нового материала
Учитель: Далее двигаясь по маршруту урока, рассмотрим нахождение алюминия в природе. Посмотрите на слайд 8 и обратите внимание на распространенность алюминия в природе. Слайд 7.
Какое место по распространенности в природе занимает алюминий?
Ученик: По распространенности в природе среди всех элементов алюминий занимает 3 место, а среди металлов 1 (содержание его в земной коре 7%).
Учитель: Ребята, посмотрите на следующий слайд “Природные соединения алюминия”. К доске выходит ученик находит и показывает классу те соединения алюминия, которые изображены на слайдах 8 -9 (боксит, криолит, алунит, нефелин, каолин). Какой можно сделать вывод о нахождении алюминия в природе? Слайды 8 - 9.
Ученик: Алюминий в природе встречается только в виде соединений.
Учитель: Зафиксируйте этот вывод в рабочие листы.
Ребята, давайте обратимся к истории изучаемого нами металла.
Какие ученые повлияли на историю открытия данного элемента? Слайд 10.
Ученик: Впервые Al был получен датским физиком Эрстедом Х. в 1825 г. Название элемента происходит от лат. алюмен, так в древности называли квасцы, которые использовали для крашения тканей. Позже в 1827 г. немецкий химик Фридрих Велер получил алюминий следующим способом:
Учитель: Так же существует промышленный способ получения алюминия, но это тема нашей беседы на факультативном занятии.
Итак, мы узнали о способах получения алюминия. А каковы же его физические свойства? Пользуясь коллекцией “Алюминий” и планом в рабочих листах, составьте характеристику физических свойств этого металла.
План характеристики физических свойств металла алюминия:
1. В каком агрегатном состоянии находится алюминий при данных условиях?
2. Какого цвета? Блеск?
3. Имеет ли алюминий запах?
4. Проявляет ли данный металл пластичность, хрупкость, эластичность?
5. Растворяется ли в воде при данных условиях?
6. Какова температура плавления?
7. Какова плотность вещества?
8. Обладает ли алюминий теплопроводностью и электропроводностью?
Проверьте свои результаты, посмотрев на слайд. Слайд 11.
Ребята, мы проанализировали физические свойства алюминия. А сейчас давайте рассмотрим его химические свойства. Как вы думаете, алюминий - это химически активный металл? Ответ обоснуйте.
Ученик: Алюминий - это активный металл. Т.к. в природе он содержится только в виде соединений и в свободном виде не встречается. В электрохимическом ряду напряжений он находится сразу же после щелочных и щелочноземельных металлов, что говорит о его высокой активности.
Учитель: Так почему же с предметами, изготовленными из алюминия, которые мы используем в быту, ничего не происходит? Например, алюминиевая посуда не взаимодействует ни с воздухом, ни с водой.
Потому что поверхность алюминия покрывается очень прочной тонкой оксидной пленкой, которая защищает металл от воздействия воздуха и воды.
Однако если порошок алюминия или тонкую алюминиевую фольгу сильно нагреть, то они воспламеняются и сгорают ослепительным пламенем. Происходит окисление. Запишите в рабочих листах уравнение реакции окисления алюминия. Один ученик пишет уравнение реакции горения алюминия у доски. Слайд 12.
Ребята, в начале урока мы сказали, что алюминий - это переходный металл. Следовательно, с какими веществами будет взаимодействовать алюминий?
Ученик: С неметаллами (галогенами, серой, углеродом и т. д.).
Учитель: При обычных условиях алюминий реагирует лишь с хлором и бромом, с остальными неметаллами реакции протекают при нагревании. Запишите уравнение реакции алюминия с хлором в рабочие листы. Один ученик пишет уравнение реакции у доски. Проверьте уравнение реакции. Слайд 12.
Вспомните из курса 8 класса, с какими сложными веществами взаимодействуют металлы и алюминий в том числе?
Ученик: С растворами кислот. Алюминий будет вытеснять водород, т.к. в ряду напряжения металлов он стоит правее водорода.
Учитель: Действительно алюминий взаимодействует с растворами кислот с выделением водорода. А концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют поверхность алюминия, образуя на его поверхности прочную оксидную пленку, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.
Запишите уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой в рабочих листах. Один ученик пишет уравнение реакции у доски.
Проверьте себя. Слайд 13.
Основываясь на то, что алюминий - переходный металл, подумайте, с какими еще сложными веществами может взаимодействовать алюминий?
Ученик: С растворами щелочей.
Учитель: Давайте вместе запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с раствором гидроксида натрия. Что образуется в результате реакции? Слайд 13.
Ученик: Данная реакция протекает с образованием алюмината натрия и выделением газообразного водорода.
А сейчас осуществите эти две реакции на практике. При выполнении опыта соблюдайте правила по технике безопасности.
Лабораторный опыт: взаимодействие алюминия с растворами кислот и щелочей.
Оборудование и материалы: гранулы алюминия, раствор соляной кислоты, раствор гидроксида натрия, лучина, спиртовка, зажим, пробирки.
Цель опыта: изучить химические свойства алюминия.
Учитель: Ребята, как вы определите, что выделяющийся газ - водород?
Ученик: Внесем в пробирку горящую лучину. Водород сгорит с характерным звуком.
Учитель: Давайте вернемся к ключевому слову кроссворда, который вы разгадывали в начале урока. Что означает это понятие?
Ученик: Алюминотермия - это способ восстановления многих металлов из их оксидов с помощью алюминия, если в электрохимическом ряду напряжения металл расположен после алюминия.
Учитель: Как вы думаете, будет ли протекать следующая реакция?
Al + Fe3O4 = ?
Ученик: Данная реакция будет протекать, так как алюминий в электрохимическом ряду напряжений стоит правее железа, то есть он будет вытеснять железо из его оксида.
Учитель: Составьте уравнение данной реакции в рабочих листах. Слайд 14.
Демонстрация опыта: ВОССТАНОВЛЕНИЕ АЛЮМИНИЕМ ЖЕЛЕЗА ИЗ ЕГО ОКСИДА.
Оборудование и материалы: термит, тигель, порошок алюминия, сухое горючее, штатив, металлическая сетка, магниевый порошок.
Т. к. выделяется большое количество теплоты, этот процесс применяют при сварке стальных изделий.
Двигаясь далее по маршруту урока, мы подошли к соединениям алюминия.
Какие кислородные соединения образует алюминий?
Ученик: Оксид алюминия и гидроксид алюминия.
Учитель: Рассмотрим более подробно гидроксид алюминия. Какие свойства проявляет гидроксид алюминия?
Ученик: Амфотерные. Т.е. может взаимодействовать и с кислотами и со щелочами.
Учитель: Запишите уравнения реакций взаимодействия гидроксида алюминия с серной кислотой и с гидроксидом натрия в рабочем листе.
Обратите внимание на растворимость гидроксида алюминия и растворимость продуктов реакции. Что будет происходить в ходе этих превращений?
Слайд 15.
Ученик: Нерастворимый в воде гидроксид алюминия в ходе обеих реакций будет растворяться.
Учитель: Осуществите на практике эти реакции, но учтите, что для опыта вы сначала должны получить гидроксид алюминия. Вспомните, как осуществить это превращение?
Ученик: Для этого необходимо провести реакцию взаимодействия раствора соли алюминия с раствором щелочи. Слайд 15.
Лабораторный опыт: взаимодействие гидроксида алюминия с растворами кислот и щелочей.
Оборудование и материалы: раствор хлорида алюминия, раствор серной кислоты, раствор гидроксида натрия, пробирки.
Цель опыта: доказать амфотерность гидроксида алюминия.
Учитель: В течение всего урока звучали отрасли применения алюминия. Как вы уже поняли, масштабы применения этого металла широки. И с каждым годом отрасли применения данного металла расширяются. Как вы думаете, с чем связано столь широкое применение алюминия?
Ученик:
1. Алюминий - самый распространенный металл в земной коре.
2. Обладает высокой коррозионной стойкостью.
3. Малая плотность.
4. Сплавы на основе алюминия обладают прочностью.
5. Высокая электропроводность и теплопроводность.
6. Высокая химическая активность используется в алюминотермии.
Учитель: Давайте рассмотрим основные области применения алюминия и его сплавов.
Слайд 16.
III. Закрепление изученного материала.
Учитель: Сейчас вы будете решать цепочки превращения по вариантам. Эта работа позволит вам почувствовать, насколько вы были внимательны на уроке. Два ученика с каждого варианта выходят к доске.
Ребята, давайте подведем итог урока изучения алюминия. Слайд 17.
- Что нового для себя вы узнали на уроке?
- Какие практические навыки вы приобрели?
Учащиеся делают вывод о приобретенных знаниях и умениях.
Домашнее задание: Из предложенных двух вариантов домашнего задания выберите тот, который вам по силам.