Цели урока:
- повторить электронное строение атома алюминия на основе его положения в ПСХЭ;
- на основе строение атома познакомить учащихся с физическими и химическими свойствами алюминия;
- продолжить развитие умений наблюдать, анализировать, сраавнивать, делать выводы;
- продолжить формировать навыки составлять уравнения химических реакций, рассматривать их в свете ОВФ и ТЭД.
Методы:
- диалогово-словестный;
- наглядный;
- практический.
Оборудование: ПЭВМ, проектор, образцы алюминия, коллекции “Алюминий”, “Природные соединения алюминия”, реактивы (алюминий гранулированный, соляная кислота, раствор гидроксида натрия, раствор хлорида меди (II).
Тип урока: усвоение новых знаний.
I. Актуализация знаний.
- Какую группу химических элементов и образованных ими простых веществ вы изучаете?
- Охарактеризуйте положение металлов в периодической системе.
- В чем суть металлических свойств химических элементов?
- Как изменяются металлические свойства элементов в пределах групп и периодов?
И хотя все атомы металлов характеризуются металлическими свойствами, вещества метеллы имеют ряд отличий особых признаков, по которым их иногда можно определить.
Предлагаю подобрать к словам-характеристикам соответствующие металлы:
Подвижный, как...... (Ртуть) Золотистый, как...... (Цезий, золото) Активный, как...... (Франций, натрий, калий) Твердый, как...... (Хром) Легкий, как ...... ( Литий) Красный, как...... ( Медь) Жизненно важный, как... (Кальций, калий) Тяжелый, как ......... (Осмий) Дорогой, как ......... (Золото, платина)
II. Мотивация учебной деятельности.
С последним утверждением можно поспорить. В 1889 году во время пребывания выдающегося русского химика Д.И. Менделеева на выставке в Лондоне в знак признания его заслуг в области химии ему подарили ценный подарок - весы. Некоторые их детали были изготовлены из золота и другого очень дорогого металла. Как вы думаете какого ? (слайд 2)
III. Изучение нового материала.
И действительно современную жизнь нельзя представить без алюминия. Этот блестящий легкий металл, прекрасный проводник электричества, получил в последние десятилетия самое широкое применение в различных отраслях производства. Между тем известно, что в свободном виде алюминий не встречается в природе, и вплоть до ХIХ века наука даже не знала о его существовании, Только в последней четверти прошлого столетия была разрешена проблема промышленного производства металлического алюминия в свободном виде. Это стало одним из крупнейших завоеваний науки и техники этого периода, значение которого мы, может быть, еще не оценили до конца. (слайд 3)
а) Распространение в природе. (слайд 4)
Алюминий - достаточно распространенный элемент в природе. Это связано с наличием атомов алюминия в достаточно распространенных минералах и горных породах. Рассмотрите внимательно коллекции минералов. Ознакомьтесь с их внешним видом тактильно и визуально. Подумайте, почему в ХIХ веке алюминий считался дорогим металлом?
б) Из истории открытия. (слайд 5)
“Однажды к древнеримскому императору Тиберию пришел ремесленник и принес чашу невиданной красоты, изготовленную из серебристого и на удивление легкого металла. На вопрос императора о названии чудесного металла ремесленник ответил, что металл получен им из ....глины и пока не имеет названия. “Дальновидный” император, испугавшись , что новый металл, который можно получать из обыкновенной глины, обесценит серебро и подорвет могущество Рима, повелел: чашу уничтожить, ремесленника обезглавить, его мастерскую сровнять с землей!”
Теперь, по прошествии тысячелетий, мы не можем сказать, сколько правды лежит в основе этой легенды, рассказанной римским историком Плинием Старшим в своей “Естественной истории” , но значительная доля правды в ней кроется. Действительно, алюминий – серебристо-белый, но в отличие от серебра на удивление легкий металл, который в принципе можно даже получить из глины. Не случайно у нас в России в ХIХ столетии алюминий называли “глиний”! И если бы не технические трудности, алюминий давно бы был самым дешевым металлом. Но из-за высокой химической активности, алюминий встречается в природе только в связном виде. А из-за высокого сродства к кислороду, восстановить можно либо еще более активным металлом , например калием, либо при помощи электролиза. Поэтому открытие этого самого распространенного металла состоялось после открытия щелочных металлов , а промышленное получение началось после изобретения электролиза.
в) Физические свойства. (слайд 6)
Изучение образцов алюминия (фольга, полоски метала, отрезки проволоки). Учащиеся отмечают серебристый цвет алюминия, его высокую пластичность, легкость; привлекая свой жизненный опыт, сообщают, что алюминий отлично проводит электричество и тепло. Учитель дополняет наблюдения учащихся следующими данными: t пл(AI)= 660 С, р(АI)= 2,7 г/см. Все физические характеристики алюминия записываются в тетрадь.
г) Химические свойства.
Химические свойства алюминия в первую очередь связаны со строением атома. Охарактеризуйте положение алюминия в периодической системе. (Учащиеся выясняют положение алюминия: номер группы, периода, валентные состояния атома, заряд ядра. Количество электронов, протонов, нейтронов; приводят примеры соединений, записывают электронную конфигурацию атома и иона). (слайды 7-11)
Al)))1s2s2p3s3p3d
Легко реагируют с простыми веществами:
1) С кислородом:
4 Al + 3 O2+ 3 O2 = 2 AI2O3
2) C галогенами:
2AI + 3 Br2 = 2 АlBr3
Со сложными веществами:
3) Восстанавливает металлы из их оксидов
8 AI+ 3 Fe3O4= 4 AI2O3 + 9 Fe
При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой. Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии и потому широко востребован современной индустрией. Демонстрация оксидной пленки алюминия
4) С водой (после удаления защитной оксидной пленки)
2 AI + 6 Н2О= 2 AI(ОН)3 = 3 Н2
5) С щелочами:
2 AI+ 2 NaOH+ 6 H2O= 2 Na[AI(OH)4]+ 3 H2 или 2 (NaOH*H2O) + 2 AI= 2 NaAlO2 + 3H2
6) Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах
2 AI + 6НСI = 2 AI CI + 3H2 или 2 AI + 3H2SO4 (разб)= AI2(SO4)3 + 3H2
А вот концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют алюминий, образуя на поверхности металла плотную, прочную оксидную пленку, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.
7) Алюминий способен вытеснять менее активные металлы из растворов их солей.
2Al + 3CuCl2 —> 2AlCl3 + 3 Cu (демонстрация опыта)
Вывод об амфотерности алюминия:
Гидроксид и кислота
Растворяют металл всегда.
Поэтому любой уверен –
Алюминий амфотерен.
д) Применение (слайд 12)
- высокоэффективное горючее
- краска “сребрянка” (блеск в порошке)
- восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотерапия)
- хлорид алюминия AICI3 применяют в качестве катализаторов в производстве очень многих органических веществ
- конструкционный материал (легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость)
- производство кухонной посуды , алюминиевой фольги (нетоксичен, высокая теплопроводность)
- изготовление проводов (легкость, электропроводность)
- изготовление зеркал
- ювелирные изделия
- алюминий зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е 173.
Вывод:
Как и большинство металлов, алюминий реагирует с кислотами, вытесняя водород, но пассивируется концентрированной азотной кислотой. Вступает в реакции с неметаллами. Характерным отличием алюминия от других металлов является способность реагировать с растворами щелочей.
IV. Домашнее задание: параграф 42 задачи