Цель урока:
- Продолжить работу по формированию представления учащихся о переходных химических элементах, умения составлять уравнения химических реакций с участием простых веществ.
- Познакомить с соединениями алюминия, продолжить формирование умения составлять уравнения реакций с участием амфотерных соединений.
Оборудование:
- коллекция «Алюминий и его сплавы»;
- алюминий (фольга, проволока, порошок, гранулы);
- растворы соляной кислоты и гидроксида натрия, хлорида алюминия, карбоната натрия;
- образцы горных пород и минералов.
Ход урока
1. Организационный момент.
Сообщение целей урока.
2. Повторение.
Дать характеристику элементам, используя инструкцию (см. Приложение 1).
Работа в группах (10 мин.) с последующей проверкой у доски.
3. Изучение нового материала.
А) Положение алюминия в ПСХЭ.
Б) Строение атома, расположение электронов по орбиталям (см. Приложение 2).
В) Нахождение в природе: алюминий – третий по распространенности элемент в земной коре; он встречается только в соединениях (см. Приложение 3).
Г) Физические свойства: алюминий – серебристо-белый металл, легкий, плавится при 660ºС, очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу; по электрической проводимости алюминий уступает лишь серебру и меди;
Д) Химические свойства: в электрохимическом ряду напряжения алюминий помещается за самыми активными металлами. Однако из повседневного опыта известно, что на алюминиевые изделия не действует ни кислород, ни вода даже при кипячении. На алюминий не действует также концентрированная холодная азотная кислота. Это объясняется наличием на поверхности алюминия тонкой оксидной пленки, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
2Аl + 3НgСl2 = 2АlСl3 + 3Hg
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, и образуется его сплав с ртутью – амальгама алюминия. На амальгированной поверхности пленка не удерживается, поэтому алюминий реагирует с водой при обычных условиях:
2Аl + 6НОН = 2Аl(ОН)3 + 3Н2
При повышенной температуре алюминий реагирует со многими неметаллами и сложными веществами без амальгирования (см. Приложение 4).
Важнейшие соединения алюминия:
Оксид алюминия – твердое, тугоплавкое вещество. Это амфотерный оксид, химически пассивен. Реагирует сконцентрированными кислотами, проявляет свойства основных оксидов.
Аl2О3 + 6НСl = 2А1Сl3 + 3НСl
Реагирует с концентрированными щелочами, проявляет свойства кислотных оксидов.
А12О3 +2NаОН = 2NаА1О2 + Н2О
Гидроксид алюминия А1(ОН)3 получают при взаимодействии раствора щелочи с растворами солей алюминия.
А1С13 + 3NаОН = А1(ОН)3 + 3NаСl
Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства.
А1(ОН)3 + NаОН = NаАlO2 + 2Н2О
А1(ОН)3 + 3НС1 = А1С13 + 3Н2О
Соли алюминия получают в основном при взаимодействии металлического алюминия с кислотами. По физическим свойствам это твердые кристаллические вещества хорошо растворимые в воде.
Качественные реакции на А13+
1) А13+ + щелочь = А1(ОН)3↓ белый осадок
2) А13+ + Nа2СО3→ А1(ОН)3↓ + CO2↑
4. Самостоятельная работа.
Вариант 1.
1) Допишите уравнения химических реакций, схемы которых приведены ниже:
А1 + О2 → А1 + Н2О → А1 + НС1
А1 + S → А1 + Fе2О3 → А1 + СuSО4
Одно уравнение рассмотрите в свете представлений об окислительно-восстановительных процессах.
2) Перечислите физические свойства алюминия и поясните, какие из этих свойств находят применение в технике.
3) По термохимическому уравнению реакции:
Fе2О3 + 2А1 = 2Fе + А12О3 + 3350,4 кДж
вычислите количество теплоты, которое может выделиться при сжигании 10,8 г алюминия.
Вариант 2.
1) Напишите уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства оксида алюминия, и способы его получения:
а) окислением простых и сложных веществ;
б) реакцией разложения.
2) Какие химические свойства алюминия позволяют использовать его в технике?
3) По термохимическому уравнению реакции:
Fе2О3 + 2А1 = 2Fе + А12О3 + 854 кДж
вычислите количество теплоты, которое может выделиться при восстановлении 224 г железа алюмотермическим способом.
Вариант 3.
1) Напишите уравнения химических реакции:
а) получения гидроксида алюминия реакцией обмена;
б) иллюстрирующих характерные химические свойства этого соединения.
Отметьте признаки и условия протекания реакций.
2) На каком свойстве алюминия основано изготовление из него тары для транспортировки концентрированной азотной кислоты?
3) По термохимическому уравнению реакции:
2А1 + 3С12 = 2А1С13 + 1394,8 кДж
вычислите, какое количество теплоты выделится при взаимодействии с хлором 10,8 г алюминия.
Дополнительные задания
1) Как можно осуществить следующие превращения?
Вариант 1.
Al+3 + 3OH– = А1(ОН)3
А1(ОН)3 + 3Н+ = А13+ + 3Н20
Вариант 2.
Al+3 → Alo
Alo → Al+3
Вариант 3.
А1С13 → А1(ОН)3 → Al2O3 → NaAlO2
2) Почему алюминий, находясь в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода, не вытесняет его из воды? Где находит применение это свойство алюминия?
3) Что такое термитная смесь? В каких массовых отношениях находятся в термитной смеси порошки:
а) алюминия и железной окалины Fe3O4;
б) алюминия и оксида хрома (III) Cr2О3?