Продължете формирането на идеи за химичния елемент и простото вещество алуминий, неговото присъствие в природата; атомна структура, физични и химични свойства, използване на алуминий и неговите сплави. Да се подобри способността за писане на уравнения на химичните реакции, които характеризират химичните свойства на алуминия, характеристиките на неговото взаимодействие с алкали Да продължи формирането на идеи за амфотерност, използвайки примера на алуминиев оксид и хидроксид, използването на алуминиеви съединения. Развийте и подобрете способността за писане на уравнения в молекулярни, пълни и намалени йонни форми. Подобрете експерименталните умения, като докажете амфотерния характер на алуминиевия хидроксид като пример.
Вижте съдържанието на документа
"Презентация към урока "Алуминий и неговите съединения""
Алуминий и неговите връзки
Позиция в периодичната система
- Алуминият се намира в 3-ти период, в IIIA група.
- Серийният номер на елемента е 13
- Относителна атомна маса - 27
- Алуминият е метал, чиито съединения имат амфотерни свойства.
Структурата на алуминиевия атом
- Зарядът на ядрото на алуминиевия атом +13
- В атома има 3 енергийни нива
- Електронната обвивка на алуминиевия атом съдържа
s- и p-електрони
- Във външното електронно ниво има 3 електрона (2 сдвоени s-електрона и 1 несдвоен p-електрон)
Да бъдеш сред природата
- По разпространение в земната кора алуминият се нарежда на 3-то място след кислорода и силиция сред всички атоми и на 1-во място сред металите. Среща се само в съединения.
Получаване на алуминий
- Алуминият е получен за първи път от датския физик Ханс Оерстед през 1825 г. чрез действието на калиева амалгама върху алуминиев хлорид, последвано от дестилация на живак. Името на елемента произлиза от лат. алуминий - стипца .
AlCl3 + 3K = 3KCl + Al
- В момента алуминият се произвежда чрез оксидна електролиза:
2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2 - 3352 kJ
Физически свойства
- плътност (при 20°С) 2698,9 kg/m3;
- t pl 660,24°С;
- т.к. около 2500°С;
Алуминият съчетава много ценен набор от свойства: ниска плътност, висока топло- и електрическа проводимост, висока пластичност и добра устойчивост на корозия, има висока отразяваща способност, близка до среброто (отразява до 90% от енергията на падащата светлина).
Химични свойства
- Окислява се на въздух :
4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3
3 O 2 0 + 4ē → 2O -2 редукция, окислител
- Измества водорода от водата
2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2
4 Al 0 - 3 ē → Al +3 окисление, редуциращ агент
3 2H +1 + 2ē → H 2 0 редукция, окислител
Химични свойства
- Реагира с киселини
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
2Al + 6H + + 6Cl - = 2Al 3+ + 6Cl - + 3H 2
2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2
- Взаимодейства с алкали:
2Al + 2H 2 O + 2NaOH = 2NaAlO 2 + 3H 2
2Al + 2H 2 O + 2Na + + 2OH - = 2Na + + 2AlO 2 - + 3H 2
2Al + 2H 2 O + 2OH - = 2AlO 2 - + 3H 2
Химични свойства
- Измества металите от техните оксиди
(алуминотермия):
8Al + 3Fe 3 O 4 \u003d 9Fe + 4Al 2 O 3
8 Al 0 - 3 ē → Al +3 - окислител, редуктор
3 24 Fe +2 + 2ē → Fe 0 - възстановяване, ок-л
3 2Fe +3 + 6ē → 2Fe 0 - възстановяване, добре
алуминиеви съединения. Оксид
- Много твърд бял прах.
- Образувано:
а) по време на окисляване или изгаряне на алуминий:
4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3
б) в реакцията на алуминотермия:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3
в) по време на термично разлагане на хидроксид:
2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + H 2 O
Химични свойства алуминиев оксид
Al 2 O 3 е амфотерен оксид по характер.
Взаимодейства:
а) с киселини:
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O
б) с алкали:
Al 2 O 3 + 6NaOH \u003d 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6Na + + 6OH - = 6Na + + 2AlO 3 3- + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6OH - = 2AlO 3 3- + 3H 2 O
алуминиев хидроксид
- Бял прах, неразтворим във вода
- Показва амфотерни свойства.
- Взаимодейства:
а) с киселини:
Al(OH) 3 + 3HNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3H + = Al 3+ + 3H 2 O
б) с алкали:
Al(OH) 3 + 3KOH = K 3 AlO 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3K + + 3OH - = 3K + + AlO 3 3- + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3OH - = AlO 3 3- + 3H 2 O
Използвайки схемата, напишете уравненията на реакциите 1 - 9
Ал 2 (ТАКА 4 ) 3
Ал 2 О 3
Al(OH) 3
з 3 AlO 3
слайд 1
GBPOU SPT на името на Б. Г. Музруков Алуминий и алуминиеви сплави Изготвен от Роза Мунировна Сунгатулина, учител по специални дисциплини Саров 2014слайд 2
От историята на откриването на алуминия ... "Сребро от глина" По време на откриването на алуминия този метал беше по-скъп от златото. Англичаните искаха да почетат великия руски химик Д. И. Менделеев с богат подарък, те му подариха химически баланс, в който една чаша беше направена от злато, другата - от алуминий. Чаша от алуминий стана по-скъпа от златото. Полученото "сребро от глина" се интересува не само от учени, но и от индустриалци и дори от императора на Франция. Д. И. Менделеев
слайд 3
Интересни факти Немски учен Ф. Вьолер (1827 г.) Паметник на Дж. Вашингтон Алуминий открит в лунната почва Най-големият телескоп в Русия
слайд 4
слайд 5
Авиационна промишленост Използването на алуминий и неговите сплави във всички видове транспорт, и по-специално във въздушния транспорт, доведе до намаляване на собственото тегло на превозните средства и рязко повишаване на ефективността на тяхното използване.
слайд 6
Корабостроене Алуминият и неговите сплави се използват в декорацията и производството на корпуси и комини на кораби, спасителни лодки, радарни мачти, стълби.
Слайд 7
Машиностроене Двигатели, блокове, цилиндрови глави, картери, скоростни кутии, помпи и много други части също са направени от алуминий и неговите сплави.
Слайд 8
Хранително-вкусовата промишленост Алуминиевото фолио е по-евтино от калаеното фолио и напълно го замени като материал за опаковане на храни. Все повече алуминий се използва в производството на съдове за консервиране и съхранение на селскостопанска продукция.
Слайд 9
Военна промишленост Алуминият, както и неговите сплави, е стратегически метал и се използва широко във военната индустрия при конструирането на военна техника и оръжия: самолети, танкове, артилерийски установки, ракети, запалителни устройства, както и за други военни цели оборудване.
слайд 10
Конструкция Алуминият и неговите сплави се използват в промишленото и гражданско строителство при производството на строителни рамки, ферми, рамки за прозорци, стълби и други конструкции.
слайд 11
Електротехника Алуминият и неговите сплави се използват в електрическата промишленост за производство на кабели, шини, кондензатори, токоизправители за променлив ток.
слайд 12
Периодична система от химични елементи на Д.И.Менделеев Периоди 1 2 3 4 5 6 7 Редове 1 2 3 4 10 9 8 7 5 6 Групи елементи I II VI V VII III IV VIII Al Характеристика 1. Получен за първи път през 1825 г. от Hans Oersted. 2. В периодичната система се намира в период 3, група IIIA. 3. В природата се среща само под формата на съединения. 4. Сребристо бяло, лек метал. Има висока топло- и електропроводимост. 5. Валентност: III. Степен на окисление: +3.
слайд 13
слайд 14
Естествени алуминиеви съединения Нефелин - KNa34 Алуминий (смеси от каолини с пясък SiO2, варовик CaCO3, магнезит MgCO3) Корунд (сапфир, рубин, шмиргел) - Al2O3 Фелдшпат - (K,Na)2O Al2O3 6SiO2, Ca Каолинит - Al2O3 2SiO2 2H2O Берил ( смарагд, аквамарин) - 3BeO Al2O3 6SiO2
слайд 15
Получаване на алуминий в промишлеността Алуминият се произвежда по електрохимичен метод от боксити. 2Al2O3 ток > 4Al + 3O2
слайд 16
Свойства на алуминия като проводник Електрическа проводимост лек метал със сребристо-бял цвят (3,5 пъти по-лек от медта, плътност - 2700 kg / m3). Ниско специфично тегло; точката на топене на алуминия зависи от неговата чистота и варира от 660-667 gr. поз. Нагряването на алуминиева тел изисква повече енергия, отколкото нагряването и топенето на същото количество мед; високата пластичност на алуминия позволява производството на фолио (с дебелина до 0,004 mm), дълбоко изтеглени продукти и използването му за нитове; висока окисляемост във въздуха - високи разходи за изолация; ниска механична якост; намаляване на проводимостта поради съдържанието на примеси (физикохимичните, механичните и технологичните свойства на алуминия са много зависими от вида и количеството на примесите, влошавайки повечето от свойствата на чистия метал. Основните естествени примеси в алуминия са желязо и силиций. Желязото, например, присъствайки под формата на независима фаза Fe-Al, намалява електропроводимостта и устойчивостта на корозия, влошава пластичността, но леко увеличава якостта на алуминия.); добра заваряемост; трудно се реже.
слайд 17
Алуминиеви класове Al класове Съдържание на алуминий (%) Съдържание на примеси (%) Приложение Алуминий с висока чистота A999 99, 999 001% Производство на анодно и катодно фолио на електролитни кондензатори и за получаване на тънък филм, използван в микроелектрониката) Алуминий с висока чистота A995 99,995 003% Химическо оборудване Фолио за кондензаторни пластини екрани на радиочестотни коаксиални кабели Алуминий с техническа чистота А8;А7;А6 99.8; 99,7; 99.6 Не повече от 1% Валцован прът за производство на кабелни и телени продукти - Суровини за производство на алуминиеви сплави - Фолио - Валцувани продукти (пръти, ленти, листове, тел, тръби)
Алуминий
Учител по химия и биология Егорова Ю.В.
MKOU "Средно училище № 4"
Алуминий (лат. Aluminium)
Сериен номер. Химичен елемент от III група на главната подгрупа на 3-ти период.
Номер
протони стр + =1 3
електрони ē=1 3
неутрони н 0 = 14
Схема на разположение на електроните на енергийни поднива
+ 13 Ал 1s 2 2s 2 2т 6 3s 2 3т 1
При високи температури много рядко образува съединения със степен на окисление +1, +2.
в съединения проявява степен на окисление +3
Ал- типичен метал
- Възстановяващи свойства
Ал 0 - 3е Ал +3
- Вид химична връзка - метален
- Тип кристална решетка - центрирано кубично лице
Физични свойства на материята
Ал - сребристо-бял метал, пластичен, лек, добре провежда топлина и електричество, Има добра ковкост, лесно се обработва, образува леки и здрави сплави.
=2 ,7 g/cm 3
T кв. =660 0 ОТ
Лесно се изтегля на тел и се навива на фолио с дебелина до 0,01 mm.
Характеристики на физичните и химичните свойства на алуминия, неговото присъствие в природата и приложения:
- Алуминият е най-често срещаният метал в земната кора. Неговите ресурси са практически неизчерпаеми.
- Има висока устойчивост на корозия и практически не се нуждае от специална защита.
- Високата реактивност на алуминия се използва в алуминотермията.
- Ниската плътност, съчетана с високата якост и пластичност на неговите сплави, прави алуминия незаменим конструкционен материал в самолетостроенето и допринася за разширяването на употребата му в сухопътния и водния транспорт, както и в строителството.
- Относително високата електрическа проводимост им позволява да заменят много по-скъпата мед в електротехниката.
Алуминият реагира с прости вещества - неметали
- 4Al + 3O 2 = 2Ал 2 О 3
Повърхността е покрита с оксиден филм, във фино раздробена форма изгаря с отделяне на голямо количество топлина.
2. 2Al + 3Cl 2 = 2 AlCl 3
3. 2Al + 3S = Al 2 С 3 - при нагряване
4. 4 Al+3 ОТ = Ал 4 ОТ 3 - при нагряване
Алуминият гори във въздуха при нагряване. Поради образуването на защитен филм, той не реагира с HNO 3 и не се разтваря в H 3 PO 4 . Почти не взаимодейства с H 2 SO 4, бавно - с разтвори на HNO 3 и H 3 PO 4, по-бързо - с разтвор на HCl, разтваря се в алкални разтвори: Al + 4HNO 3 \u003d Al (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O /
При обикновена температура реагира с Cl 2, Br 2, при нагряване - с F 2, I 2, S, C, N 2; не реагира директно с Н2.
- Алуминият се разтваря в киселинни разтвори
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
2Al + 3H 2 ТАКА 4 = Ал 2 (ТАКА 4 ) 3 + 3H 2
концентрирана сярна и азотен киселините пасивират алуминия.
2 . Алуминият реагира със солни разтвори на по-малко активни метали
2Al + 3CuCl 2 = 2AlCl 3 + 3Cu
Алуминият реагира със сложни вещества:
- 3. Алуминият при висока температура реагира с оксиди на по-малко активни метали (Алуминотермия - получаване на метали: Fe, Cr, Mn, Ti, W и други, чрез редуцирането им с алуминий)
8Al + 3Fe 3 О 4 = 4Al 2 О 3 + 9Fe
Алуминият реагира със сложни вещества:
4. Тъй като алуминият е амфотерен метал, той реагира с алкални разтвори.
В този случай се образува натриев тетрахидроксоалуминат и се отделя водород:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
5. При отстраняване на оксидния филм от алуминиевата повърхност, той реагира с вода, за да образува алуминиев хидроксид и водород:
2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 +3Н 2
Получаване на алуминий
Алуминият се получава чрез електролиза на разтвор на алуминиев оксид в разтопен криолит (Na 3 AIF 6 ) и
електролиза на стопилка AlCl 3
Алуминият се получава чрез разлагане с електрически ток на разтвор на неговия оксид в разтопен криолит (Na 3 AIF 6):
2Al 2 O 3 \u003d 4 Al + 3O 2 - 3352 kJ
Поради високата енергия на химичната връзка в оксида, процесът на неговото разлагане е изключително енергоемък, което ограничава използването на алуминий.
Приложение Ал
Основните свойства на използването на алуминий и неговите сплави:
- Корабостроене;
- Строителство;
- Авиостроене;
- В химическото инженерство;
- Автомобилна индустрия;
- Производство на съдове;
- Производство на алуминизирани тъкани;
- Производство на оборудване за хранително-вкусовата промишленост;
- Проводници за електропроводи;
- Получаване на метали от техните оксиди чрез "алуминотермия";
- ракетна наука;
- Инженерна химия;
- Опаковъчен материал;
- Производство на пеноалуминий ρ = 0,19 g / cm3
Алуминиеви съединенияВ природата алуминият се среща само под формата на съединения и по разпространение в земната кора се нарежда на първо място сред металите и на трето място сред всички елементи (след кислорода и силиция). Общото съдържание на алуминий в земната кора е 8,8% от теглото.
Алуминиев оксид Al 2 О 3 :
Много твърд (корунд, рубин) в кристално състояние, бял прах, огнеупорен - 2050 0 С.
Не се разтваря във вода.
амфотерен оксид , взаимодейства :
а) с киселини Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O
б) с алкали Al 2 O 3 + 2OH - \u003d 2AlO - 2 + H 2 O
Образувано:
а) по време на окисляване или изгаряне на алуминий във въздуха
4 Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3
б) в реакцията на алуминотермия
2 Al + Fe 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Fe
в) по време на термично разлагане на алуминиев хидроксид 2 Al (OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O
Алуминиев хидроксид Al(OH) 3 :
Бял прах, неразтворим във вода.
Манифести амфотерни свойства , взаимодейства :
а) с киселини Al (OH) 3 + 3HCl \u003d AlCl 3 + 3H 2 O
б) с алкали Al (OH) 3 + Na OH \u003d NaAlO 2 + 2H 2 O
Разлагащ се при нагряване 2Al (OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O
Образувано:
а) при взаимодействие на разтвори на алуминиеви соли с разтвори на основи (без излишък)
Al 3+ + 3OH - \u003d Al (OH) 3
б) при взаимодействие на алуминати с киселини (без излишък)
AlO - 2 + H + + H 2 O \u003d Al (OH) 3
Домашна работа:
- 1) С помощта на презентационния материал и учебника научете свойствата на алуминия и неговите съединения.
- 2) Изпълнете интерактивни задачи по темата "Алуминий" на уебсайта на лицея, запишете верните отговори в тетрадка.
- 3) Изпълнете виртуална практическа работа „Химични свойства на алуминия“, подредете я в тетрадка.
ТИП УРОК:комбиниран урок с демонстрация и лабораторни опити, насочени към разясняване на нов материал. (Презентация. Приложение 4)
ЦЕЛТА НА УРОКА:
- Да продължи формирането на система от знания за структурата и свойствата на металите.
- Да се разширят знанията на учениците за алуминия като елемент и вещество.
- Допринесе за разбирането на връзката между структурата, свойствата и употребата на веществата.
ЦЕЛИ НА УРОКА:
Уроци:
- Помислете за структурата на алуминиевия атом.
- Да изследва наличието на алуминий в природата, методите за получаване и откриване на този елемент, физични и химични свойства, както и приложения.
- Да научите учениците самостоятелно да провеждат химичен експеримент, като използват инструкциите и да спазват правилата за безопасност при работа в кабинета по химия.
Разработване:
- Развийте способността да формулирате хипотези и да провеждате тяхното експериментално тестване.
- Подобряване на уменията за работа с лабораторно оборудване и реактиви.
- Продължете формирането на умения за обработка и анализ на експериментални данни, направете изводи за свойствата на материята.
Педагози:
- Формиране на потребности от познавателна дейност и ценностно отношение към знанието.
- Да се култивира култура на общуване чрез работа по двойки "ученик - ученик", "учител - ученик".
- Да възпитава у учениците наблюдателност, внимание, любознателност, инициативност и култура на експериментиране.
СРЕДСТВА ЗА ОБРАЗОВАНИЕ:
- компютърна презентация, таблица за разтворимост,
- серия от електрохимични напрежения на метали,
- периодична система на Д. И. Менделеев,
- колекция "Алуминий",
- химическо оборудване и химически реактиви;
- работни листове.
ПО ВРЕМЕ НА ЗАНЯТИЯТА
Работейки сами, ще направите всичко за близки и за себе си,
и ако няма успех с работата, провалът не е проблем, опитайте отново.
Д. И. Менделеев.
Организиране на времето
I. Актуализиране на знанията.
Учител. Днес ни предстои да се запознаем с добре познатия ви от детството метал. Чуйте легендата.
"Веднъж непознат дойде при римския император Тиберий. Като подарък на императора той донесе купа, направена от него от лъскав, като сребро, но изключително лек метал. Майсторът каза, че е получил този метал от "глинеста пръст". ” Но императорът, страхувайки се, че златото му ще се обезцени и среброто, заповяда да отрежат главата на майстора и да унищожат работилницата му.
За какъв метал говорим? ( Отговор: относно алуминия) слайд 1.2
Учителят: Нека направим план за изучаване на алуминиевия метал с вас. Какво трябва да включим в плана на урока?
Ученици: Намиране в природата, получаване и откриване на метал, структура на алуминиевия атом, физични и химични свойства, приложение. ( слайд 3.)
План за изучаване на нов материал.
- Откриване на алуминий.
- Характеристики на алуминиевия елемент по позиция в периодичната система на Д. И. Менделеев. Структурата на атома.
- Структурата на просто вещество. Физични свойства на алуминия
- Химични свойства на алуминия.
- Намиране в природата. Начини за получаване.
- Използването на алуминий.
Момчета, обърнете внимание, имате работни листове на бюрата си ( Приложение 1). През целия урок ще работите с него, има и домашна работа, която ще направите вкъщи и ще ми го дадете за проверка на следващия урок.
II. Учене на нов материал
1. Историята на откриването на алуминий. (Студентска публикация. Приложение 2 ). (Слайд 5)
За да създадете мотив за изучаване на нов материал, е важно да запознаете учениците с историята на откриването на алуминия. Можете да дадете задача да подготвите съобщение по този въпрос на ученика устно или под формата на презентация.
2. Характеристика на алуминиевия елемент според позицията му в PSCE от Д. И. Менделеев. Структурата на атома.
И така, разгледайте структурата на алуминиевия атом. Предлагам ви да идентифицирате липсващите думи в текста, който имате в работните си листове. (Слайд 7)
- Серийният номер на алуминия е _______.
- Алуминий - елемент от __________ група, __________ подгрупа
- Ядреният заряд на алуминиев атом е ______
- В ядрото на алуминиев атом има __________ протони.
- В ядрото на алуминиев атом има _________ неутрони.
- В атома на алуминия има ________ електрони.
- Алуминиевият атом има _________ енергийни нива.
- Електронната обвивка има структура __________.
- На външното ниво има _________ електрони в алуминиев атом.
- Степента на окисление на алуминиевия атом в съединенията е _______.
- Простото вещество алуминий е ____________.
- Алуминиевият оксид и хидроксид имат ___________________ характер.
Учителят: Правилна ли е структурата на алуминиевия атом на следващия слайд? Обосновете отговора си въз основа на диаграмата. ( Слайд 8.)
Ученик: Диаграмата е правилна. На външно ниво алуминиевият атом има 3 електрона (2s и 1p), следователно алуминият проявява валентност III и степен на окисление +3, 0.
3. Структурата на простото вещество Физични свойства на алуминия
Учителят: Какъв тип химична връзка има металът алуминий? Тип кристална решетка? (Слайд номер 9)
Използвайки колекцията "Алуминий" и плана в работните листове, характеризирайте физичните свойства на този метал.
План за характеризиране на физичните свойства на металния алуминий:
1. В какво агрегатно състояние е алуминият при тези условия?
2. Какъв цвят? Блясък?
3. Алуминият има ли миризма?
4. Този метал показва ли пластичност, крехкост, еластичност?
5. Разтваря ли се във вода при дадени условия?
6. Каква е точката на топене?
7. Каква е плътността на материята?
8. Алуминият има ли топлопроводимост и електропроводимост?
Проверете резултатите си, като погледнете слайда. ( слайд 10).
Физични свойства на алуминия:
- бял метал със сребрист блясък;
- мека;
- светлина (плътност = 2,7 g/cm3);
- добър проводник на топлина и ток;
- пластмаса;
- относително висока еластичност е характерна (не става крехка при ниски температури); устойчиви на корозия във въздуха, както и в химическа среда;
- топи се при температура 660 0 С.
Phys. минута.
В трудовете на професор М. М. Колцева е доказано, че тренирането на фини диференцирани движения на пръстите на ръцете е стимул за развитието на речта, мисленето и мощен тоник за кората на главния мозък като цяло.
Разтривайки ръцете, масажирайте всички пръсти. Натискаме ставите на пръстите отстрани, както и отгоре - отдолу.
Потриване на ръце. Насърчава прилив на кръв и емоционална умора.
пръстен. Алтернативно и възможно най-бързо учениците сортират пръстите си, свързвайки показалеца, средния пръст и т.н. в пръстен с палеца в преден и обратен ред.
4. Химични свойства на алуминия.
Учителят: Какви химични свойства трябва да има алуминият въз основа на позицията му в периодичната система на D.I. Менделеев и сравняване на структурата на атомите на елементите от III период?
Свойства на атома (слайд номер 11,12)
Отговори: в периода с увеличаване на заряда на атомното ядро, радиусът на атома намалява и способността на елемента да отдава електрони също намалява, следователно алуминият проявява по-слаби редуциращи (метални) свойства от натрия и магнезия, той принадлежи към преходни металии заема междинно положение между металите и неметалите, неговите съединения са амфотерни.
Задача 1: определете мястото на алуминия в електрохимичната серия от напрежения и направете заключение за неговата активност. (Учениците разглеждат електрохимичната серия от напрежения).
Отговор: Алуминият е в началото на серията напрежения веднага след алкалните и алкалоземните метали. Следователно той трябва показват висока реактивност.
Учител: алуминият се използва в ежедневието, от него се правят домакински продукти. Известно е, че нито кислородът, нито водата му влияят (учителят спуска алуминиевата чиния в чаша с вода). В резултат на противоречията между познанието и житейските наблюдения се създава следната ситуация:
- Защо алуминият, стоящ в началото на поредица от напрежения, проявява пасивност?
- Защо можете да готвите супа в алуминиева тенджера?
- Тъй като повърхността на алуминия е покрита с много силен тънък оксиден филм, който предпазва метала от излагане на въздух и вода.
Момчета, в началото на урока казахме, че алуминият е преходен метал. Следователно, с какви вещества ще взаимодейства алуминият?
Ученик: С неметали (халогени, сяра, въглерод и др.). ( Слайд 13.) (видеоклип "Взаимодействие на алуминий с йод, сяра, кислород")
Задача 2. Напишете уравнението на реакцията на взаимодействието на алуминий с кислород. Учениците пишат уравнението на реакцията: 4Al + 3O 2 ->2Al 2 O 3
По аналогия учениците пишат реакционните уравнения за взаимодействие на алуминий с други прости вещества: сяра, халогени (хлор), азот:
2Al + 3Cl 2 -> 2AlCl 3
2Al + 3S -> Al 2 S 3
2Al + N 2 -> 2AlN
В уравненията на реакцията учениците отбелязват степента на окисление на алуминия преди и след реакцията и заключават, че алуминият в реакциите е редуциращ агент като другите метали.
Задача 3. Взаимодействие на алуминий със сложни вещества.
1). Учител : ако оксидният филм се отстрани от алуминия, тогава алуминият трябва да проявява свойства, подобни на алкалоземните метали. Учениците пишат уравнението на реакцията за взаимодействие на алуминий с вода по аналогия с алкални и алкалоземни метали и отбелязват условията на реакцията (отстранете оксидния филм от повърхността на метала (слайд 13, видео клип)
2Al + 6H 2 O -> 2Al(OH) 3 + 3H 2
Учителят: Не забравяйте, че при нормални условия оксидният филм предпазва алуминия от разрушаване (корозия).
Спомнете си какви сложни вещества взаимодействат с металите и алуминия?
Ученик: С киселинни разтвори. Алуминият ще измести водорода, т.к. в волтажната серия от метали е вдясно от водорода.
Учителят: Наистина алуминият взаимодейства с киселинни разтвори с отделянето на водород. А концентрираните сярна и азотна киселина пасивират алуминиевата повърхност, образувайки силен оксиден филм върху нейната повърхност, който предотвратява по-нататъшна реакция. Затова тези киселини се транспортират в алуминиеви цистерни.
Напишете уравнението на реакцията на взаимодействието на алуминий със солна киселина в работните листове. Един ученик пише уравнението на реакцията на черната дъска.
Тествай се. ( Слайд 13.)
Въз основа на факта, че алуминият е преходен метал, с какви други сложни вещества може да взаимодейства алуминият?
Ученик: С алкални разтвори.
Учителят: Нека напишем заедно уравнението на реакцията за взаимодействие на алуминий с разтвор на натриев хидроксид. Какво се образува в резултат на реакцията? ( Слайд 13.)
Ученик: Тази реакция протича с образуването на натриев алуминат и отделянето на водороден газ.
Сега приложете тези две реакции на практика. При извършване на експеримента спазвайте правилата за безопасност. (Инструкция в работни листове)
Указания за изпълнение на лабораторна работа
Цел: Да се изследва съотношението на алуминий към киселини и основи.
Правила за работа с киселини и основи: Внимавайте при работа с киселини и основи! При контакт с кожата, изплакнете с вода! При нагряване първо загрейте цялата тръба.
Опит 1. Поставете 2 парчета алуминий в епруветка и добавете 3-4 ml разтвор на солна киселина. Загрейте леко епруветката.
Опит 2. Поставете 2 парчета алуминий в епруветка и добавете 3-4 ml разтвор на натриев хидроксид. Загрейте леко тръбата.
Учителят: Какво е алуминотермия?
Студент: Алуминотермията е метод за възстановяване на много метали от техните оксиди с помощта на алуминий, ако металът е разположен след алуминия в електрохимичната серия на напрежение.
Учителят: Мислите ли, че следващата реакция ще продължи?
Ученик: Тази реакция ще протече, тъй като алуминият в електрохимичната серия от напрежения е вдясно от желязото, тоест ще измести желязото от неговия оксид.
Учителят: Направете уравнение за тази реакция в работните листове. ( Слайд 13.)
Обобщение на химичните свойства. (Учениците правят):
Алуминият е активен метал, реагира с прости неметални вещества, възстановява металите в свободно състояние, стоящ в електрохимичната серия от напрежения вдясно от него. От комплексните съединения алуминият редуцира водородните йони и йоните на по-малко активните метали. Въпреки това, при стайна температура във въздуха, алуминият не се променя, тъй като е покрит със защитен оксиден филм.
5. Да бъдеш сред природата. Касова бележка.
Задача I. Разгледайте диаграмата „Разпространение на елементите в природата ". (Слайд 14)
Въпрос: определете какво място заема алуминият сред другите елементи.
Задача II. Разгледайте примери за природни съединения. (Слайд 15).Сравнете ги за твърдост. сила, цвят.
Отговор: Алуминият е най-често срещаният метал в природата. Съдържанието му в земната кора е 8,8%. Той се нарежда на 3-то място по изобилие сред другите елементи (след кислорода и силиция).
Касова бележка. (слайд 16)
Учителят: Алуминият е много силно свързан в естествени съединения с кислород и други елементи и е много трудно да се изолира от тези съединения чрез химични методи. Алуминият може да бъде получен чрез електролиза - разлагането на стопилка на неговия оксид Al 2 O 3 с помощта на електрически ток. Но точката на топене на алуминиевия оксид е около 2050 o C.
Алуминият стана технически достъпен, след като беше намерен начин за понижаване на точката на топене на Al 2 O 3 до най-малко 1000 ° C. Този метод беше открит през 1886 г. от американеца C. Hall и французина P. Erou, които установиха, че Al 2 O 3 се разтваря добре в разтопен криолит, чиято формула е Na 3 AlF 6 .
Световното производство на алуминий непрекъснато нараства и заема второ място сред металите по обем.
6. Приложение
Учител: През целия урок звучаха алуминиеви апликации. Както вече разбрахте, обхватът на приложение на този метал е широк. И всяка година индустриите на приложение на този метал се разширяват. Каква според вас е причината за толкова широкото използване на алуминия?
1. Алуминият е най-често срещаният метал в земната кора.
2. Има висока устойчивост на корозия.
3. Ниска плътност.
4. Алуминиевите сплави са здрави.
5. Висока електро- и топлопроводимост.
6. Високата реактивност се използва в алуминотермията.
Учителят: Нека да разгледаме основните приложения на алуминия и неговите сплави.
(Слайд 17).
Отговори: Основните приложения на алуминия са свързани с лекота, здравина и стабилност. Тази комбинация от полезни свойства е необходима предимно на транспорта. Основните потребители на алуминиеви сплави са самолетната и автомобилната промишленост.
Учениците разглеждат учебника, стр. 60, фигура 15, и продължават да отговарят с добавянето на учителя: посочените свойства на алуминиевите сплави, както и красивият им вид, доведоха до широкото им използване в строителството. Алуминият и неговите сплави се използват в декорацията на метростанции, фасади на сгради. Покривите са покрити с вълнообразни листове от сплав.
Високата електропроводимост на чистия алуминий се използва в електротехниката. Електрическите проводници са изработени от алуминий. При същото електрическо съпротивление масата на алуминиевата жица е много по-малка от масата на медната жица. Това улеснява изграждането на опорни мачти, на които се окачват проводниците.
Широко използвана "сребърна боя" на базата на алуминиев прах. Той не само придава красив външен вид на продуктите, но и ги предпазва от химическо разрушаване. За защита от слънчева светлина резервоарите, предназначени за транспортиране на петролни продукти, са покрити.
В ежедневието алуминият се използва под формата на кухненски прибори. Той използва такива свойства като висока топлопроводимост, способността да издържа на действието не само на студена, но и на вряща вода и нетоксичния характер на неговите съединения, които могат да се образуват в малки количества, когато алуминият е изложен на слаби органични киселини. съдържащи се в храната.
III. Затвърдяване на изучения материал.
- Ученият, който пръв откри алуминия. ( Ерстед).
- Минерал със състав Al 2 O 3 с много висока якост и твърдост. ( Корунд).
- Метод за получаване на метали от оксиди с помощта на алуминий. ( Алуминотермия).
- Латинската дума, от която произлиза името на химичния елемент Al. ( Алумен).
- Процесът на разлагане на веществата с участието на електрически ток. ( Електролиза).
- Какво представлява алуминият в химичните реакции? (Редуциращ агент).
Проверка на теста (слайд 15)
V. Обобщаване на урока. Обявяват се оценки за устни отговори и работа на дъската.
- По каква тема работим днес?
- Какво научихте за алуминия?
- Решихме ли проблема с активността на алуминия?
- По какви начини беше решен този проблем?
- До какви заключения са стигнали?
- Оценете работата си в клас
- материалът е усвоен (на всички етапи от урока "4", "5")
- материалът е усвоен недостатъчно (оценки "3", "4")
V. Домашна работа.
- Група 1: параграф 13 до стр.60.
- 2 група: параграф 13 до стр.60; Въпроси 1,2,3 на страница 62.
- 3-та група: параграф 13 до стр.60; използвайки материала от днешния урок, направете верига от трансформации на алуминия и неговите съединения.
Заключение.
Аз съм метал, сребрист и лек,
И ме наричат самолетен метал,
И съм покрит с оксиден филм
Така че кислородът не ме хваща
1 слайд
2 слайд
Общи характеристики Алуминият е лек и пластичен бял метал. Той принадлежи към група III на периодичната система, обозначена със символа Al, има атомен номер 13 и атомна маса 27. Точката му на топене е 660 °. Алуминият е изключително разпространен в природата: според този параметър той е на трето място сред всички елементи и на първо място сред металите (8,8% от масата на земната кора), но не се среща в чиста форма.
3 слайд
Бокситът е най-важният минерал на алуминия днес.Основният химичен компонент на боксита е алуминиевият оксид (Al2O3) (28-80%).По отношение на разпространението в земната кора той заема 1-во място сред металите и 3-то място сред елементи, на второ място след кислорода и силиция. Масовата концентрация на алуминий в земната кора, според различни изследователи, се оценява от 7,45 до 8,14%
4 слайд
Физични свойства мека светлина (с ниска плътност от 2,7 g/cm3) с висока термична и електрическа проводимост топим (точка на топене 660°C) сребристо бял с характерен метален блясък
5 слайд
Алуминият възстановява всички елементи вдясно от него в електрохимичната серия от напрежение на металите, простите вещества са неметали. От комплексните съединения алуминият редуцира водородните йони и йоните на по-малко активните метали. Въпреки това, при стайна температура във въздуха, алуминият не се променя, тъй като повърхността му е покрита със защитен оксиден филм.
6 слайд
със сяра, образувайки алуминиев сулфид: 2Al + 3S = Al2S3 с азот, образувайки алуминиев нитрид: 2Al + N2 = 2AlN с въглерод, образувайки алуминиев карбид: 4Al + 3C = Al4C3 с хлор, образувайки алуминиев хлорид: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 Химични свойства с кислород, образувайки алуминиев оксид: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 Взаимодействие с прости вещества:
7 слайд
8 слайд
За първи път алуминият е получен от него през 1825 г. чрез действието на калиева амалгама върху алуминиев хлорид, последвано от дестилация на живак. Датският физик Ханс Ерстед (1777-1851) От историята на откритието: По време на откриването на алуминия, металът беше по-скъп от златото. Англичаните искаха да почетат великия руски химик Д. И. Менделеев с богат подарък, те му подариха химически баланс, в който една чаша беше направена от злато, другата - от алуминий. Чаша от алуминий стана по-скъпа от златото. Полученото "сребро от глина" се интересува не само от учени, но и от индустриалци и дори от императора на Франция.
9 слайд
Модерен метод на производство Съвременният метод на производство се състои в разтваряне на двуалуминиев оксид в криолитна стопилка, последвана от електролиза с използване на консумативи коксови или графитни електроди.
