Алюминий. Характеристика элемента. Нахождение в природе. Физические и химические свойства алюминия.

Сценарий урокаАлюминий. Характеристика элемента. Нахождение в природе.
Физические и химические свойства алюминия.
Цель: Расширить знания учащихся об алюминии, изучить физические и химические свойства алюминия, экспериментально доказать его амфотерность, ознакомить учащихся с нахождением алюминия в природе, показать его практическое значение в нашей жизни.
Развивать логическое мышление, умение экспериментальной работы во время проведения лабораторных опытов, применять теоретические знания при решении упражнений.
Формировать у учащихся чувство ответственности за соблюдение правил безопасности жизнедеятельности при проведении химического эксперимента. Формировать научное мировоззрение у учащихся.
Оборудование и материалы: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов, таблица растворимости кислот, оснований и солей, алюминий, растворы соляной кислоты, гидроксида натрия, хлорида меди (II).
Базовые понятия и термины: металлы, металлическая кристаллическая решётка, электронная оболочка, амфотерность.
Тип урока: усвоение нового материала
I Организационный этапII Актуализация опорных знаний
Учащиеся выполняют задания по вариантам, взаимно проверяют работы и выставляют оценки.
Задание: Закончить возможные уравнения химических реакций:
Вариант I
Na + H2O
Fe + Cl2
CаO + CO2
Ca(OH)2 + HBr
K2O + MgO
Mg + H2SO4
Вариант II
CaO + H2SO4
Fe + HCl
K + S
NaOH + SO3
KCl + Ca(OH)2
Na + Br2
III Мотивация учебной деятельности
На предыдущих уроках были рассмотрены строение и свойства типичных металлов. На данном уроке рассмотрим строение и свойства ещё одного металла, без которого не мыслима современная жизнь.
Два тысячелетия тому римскому императору Тиберию неизвестный подарил очень лёгкую вазу, изготовленную из металла, похожего на серебро. Мастер рассказал, что этот металл он получил из глинистой земли. Тиберий испугался, что новый металл обесценит серебро и золото, и приказал отрубить мастеру голову, а его лабораторию уничтожить, чтобы никто не узнал о способе получения нового металла.
Наполеон III, когда устраивал приёмы для важных гостей, пользовался посудой из этого металла.
В начале XX столетия один монарх имел праздничную одежду с пуговицами из этого металла.
О каком металле пойдёт речь?
IV Изучение нового материала
Фронтальная беседа
Какие элементы расположены в III группе главной подгруппы?
Что общего в строении атомов этих элементов? Изобразите строение атомов бора, алюминия, галлия по рядам.
Какие изменения в свойствах элементов, радиусов и электроотрицательностей их атомов наблюдаются в III А группе? Поясните эти изменения.
Составьте формулы высших оксидов, гидроксидов. Определите валентности, степени окисления.
В чём состоит особенность строения атома алюминия?
Выскажите предположение по поводу свойств этого элемента.
Сравните свойства алюминия и магния.
Дайте характеристику металлической связи.
Определите модель кристаллической решётки алюминия.
Нахождение в природе
Проблемный вопрос: Существует ли в природе самородный алюминий? Для ответа используйте ряд напряжений металлов.
В природе алюминий встречается в виде соединений:
каолин Al2O3.2SiO2.2H2O
бокситы Al2O3.3H2O
нефелин NaAlSiO4
криолит Na3AlF6
Немного истории.
В Китае есть гробница известного полководца Чжоу Чжу, который умер в начале III столетия. В XX веке был сделан спектральный анализ орнамента гробницы и определён его состав: сплав содержал 85% алюминия.
Д.И.Менделееву подарили дорогие весы, значительная часть деталей в которых была сделана из алюминия. Алюминиевые вещи были дорогими, потому что был неизвестен выгодный промыщленный способ получения алюминия. Его открыли лишь в XX веке.
В настоящее время алюминий получают из глинозёма в расплаве криолита путём электролиза.

Физические свойства алюминия
Демонстрация: Поверхность алюминиевого изделия царапаем лезвием ножа: свежий срез ярко блестит.
Работа с учебником и дополнительной литературой по физическим свойствам алюминия.
Алюминий серебристо-белый металл, ковкий, легко вытягивается в проволоку, tпл = 650 °C, tкип = 2520 °C. При комнатной температуре алюминий не изменяется, потому что его поверхность покрыта тонкой оксидной плёнкой, которая оказывает сильное защитное действие.
Ответьте на вопрос: почему ложки, вилки, кастрюли, вазы изготавливают из алюминия?
Демонстрация механической прочности оксидной плёнки.
Нагреваем алюминиевую проволоку и отмечаем, что алюминий плавиться, но не течёт.
Химические свойства алюминия
Проблемный вопрос: Можно ли хранить раствор соды в алюминиевой посуде? Можно ли ставить скисать молоко в алюминиевой посуде?
Фронтальная беседа
Какие общие химические свойства характерны для металлов?
Будут ли перечисленные свойства проявлять алюминий?
Кроме перечисленных свойств, какие ещё свойства будут характерны для алюминия?
Учащиеся записывают уравнения реакций, характеризующих взаимодействие алюминия с неметаллами
Лабораторный опыт: Учащиеся проводят химические реакции и записывают уравнения реакций, подтверждающих взаимодействие алюминия с растворами кислот.
Фронтальная беседа
Вспомните, что происходит, если алюминиевую кастрюлю с водой нагревать, мыть алюминиевую столовую посуду в тёплой воде. Почему?
Проблемный вопрос: Почему алюминий, находящийся в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода, после магния, должен характеризоваться значительной активностью, но не взаимодействует с водой при нагревании и пассивен?
Лабораторный опыт: Учащиеся изучают взаимодействие алюминия с раствором щёлочи.
Проблемный вопрос: Почему во время долгого путешествия еду заворачивают в алюминиевую фольгу?
Рассматриваем взаимодействие алюминия с оксидами металлов.
Применение алюминия
Алюминий и его сплавы широко применяются в народном хозяйстве благодаря лёгкости и устойчивости к воздействию воздуха и воды. В виде разных сплавов алюминий применяется в авиации (дюралюминий), в судостроении (магналин), в машиностроении (силумин), в строительстве, в приборостроении. Его применяют для получения металлов и неметаллов.
V Закрепление изученного материала
1. Осуществите цепочку превращения:
Al Al2(SO4)3 AlCl3
2. Объясните наличие хорошей электропроводности алюминия.
3. 24г смеси алюминия с медью обработали соляной кислотой и собрали 14,8л водорода (н.у.). Определите процентный состав смеси.
4.Напишите уравнения реакций, согласно которым протекают нижеприведенные превращения:
а/ Al3+ Al0
б/ Al0 Al2S3
в/ Al3+ Al(OH)3
VI Подведение итогов
VII Домашнее задание: изучить конспект,
Решить задачу:
Сколько потребуется алюминия для получения железа из 1кг железной руды, содержащей 80 % оксида железа (III)
Выполнить упражнение:
Осуществить цепочку превращения:
Al AlCl3 Al(OH)3 Al2(SO4)3

Приложение
ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ
Физические свойства алюминия
Металлический блеск, серебристо-белый цвет, легкоплавкий (tпл = 660°C), лёгкий (ρ = 2,7 г/см3), высокая пластичность, высокая электропроводность и теплопроводность.
Химические свойства алюминия
Взаимодействие с неметаллами
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Al + 3I2 = 2AlI3
2Al + 3S = Al2S3
Взаимодействие с водой
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Взаимодействие с кислотами
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
4. Взаимодействие со щелочами
Al + 6NaOH + 6H2O = 2Na3[Al(OH)6] + 3H2
или
Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Так как алюминий взаимодействует и с кислотами и со щелочами, значит, он обладает амфотерными свойствами.
5. Взаимодействие с солями
2Al + 3CuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu
6. Взаимодействие с оксидами металлов
8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 +9Fe
Этот метод получения металлов называется алюмотермией.