Просмотр содержимого документа
«"Алюминий.Свойства и применение"»
9 класс химия (Новошинский И. И., Новошинская Н.С.)
Тема: Алюминий
Цели:
- сформировать знания о физических и химических свойствах алюминия на основе его положения в периодической системе, рассмотреть важнейшие соединения алюминия и их практическое значение;
- продолжать развитие умений наблюдать, делать выводы, объяснять ход эксперимента;
- формировать навыки составления уравнений химических реакций с участием простых и сложных веществ;
- показать практическое значение химических знаний.
Оборудование: коллекция «Алюминий», образцы природных соединений и сплавов алюминия, мультимедийный проектор, компьютер, презентация, видеоматериалы с демонстрационными опытами, наборы реактивов ( алюминий гранулированный, алюминиевая проволока, фольга, растворы соляной и серной кислот, гидроксида натрия).
Ход урока
1. Фронтальный опрос по пройденной теме:
Назовите основное химическое свойство металлов.
Почему металлы взаимодействуют с неметаллами? (Объяснить с точки зрения процессов окисления и восстановления)
Охарактеризуйте отношение металлов различной химической активности к кислороду.
Охарактеризуйте отношение металлов различной химической активности к воде. Назовите продукты реакций.
Какими металлами можно восстановить водород из раствора HCl?
Можно ли хранить в железной посуде растворы солей металлов? Если можно, то соли каких металлов?
Почему щелочные метеллы нельзя использовать для вытеснения менее активных металлов из растворов их солей?
Какие ионы являются окислителями в молекулах азотной кислоты и конц. серной кислоты? Какие газообразные продукты при этом могут выделяться?
Какие из предложенных реакций возможны? Указать причины, по которым реакции не идут.
- Ag + H2O → (металлы расположенные после водорода с водой не реагируют)
- K + MgCl2 → (ЩМ будет взаимодействовать с водой)
- Cu + AgNO3 →
- Ag + CuSO4 → (Ag менее активный металл, чем Cu)
2. Собщение темы урока
Учитель предлагает отгадать учащимся загадку, в которой зашифровано название темы урока.
Загадка: Удельный вес его так мал,
Что стал крылатым тот металл
Во все детали входит он
Являясь важной составной.
Вы металл этот найдете
В ложке, кружке, самолете
Нужен легонький металл
Чтобы самолет летал.
Ответ: Алюминий.
Самостоятельная работа
Охарактеризовать строение атома алюминия по его положению в периодической системе химических элементов по плану:
Символ элемента, порядковый номер, относительная атомная масса, номер группы, подгруппа, период.
Строение атома (заряд ядра, число протонов, нейтронов, электронов).
Распределение электронов по энергетическим уровням.
Электронная формула.
Характер простого вещества (металл, неметалл, переходный элемент).
Сравнение свойств атома со свойствами атомов соседей по группе и периоду.
Состав высшего оксида, его характер (основный, кислотный, амфотерный). Какая химическая связь в оксиде и тип кристаллической решётки?
Состав гидроксида, его характер
Состав летучего водородного соединения (для неметаллов).
Объяснение нового материала
История открытия алюминия (доклад учащегося)
Однажды к римскому императору Тиберию пришел незнакомец. В дар императору он преподнес изготовленную им чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно легкого металла. Мастер поведал, что этот никому не известный металл он сумел получить из глинистой земли. Должно быть, чувство благодарности редко обременяло Тиберия, да и правителем он был не дальновидным. Боясь, что новый металл с его прекрасными свойствами обесценит хранившееся в казне золото и серебро, он отрубил изобретателю голову, а его мастерскую разрушил, чтобы никому неповадно было заниматься производством «опасного металла». Спустя полторы тысячи лет в историю алюминия была вписана новая страница. Это сделал талантливый немецкий врач и естествоиспытатель Парацельс Филипп. В XVI в. он обнаружил «квасцовую землю» . Она содержала окись неизвестного в те времена вещества. В XVIII в. Андреас Маркграф повторил опыт Парацельса. Он назвал полученную окись «alumina», что переводится как вяжущий. После этого открытия существование алюминия никто не оспаривал. В 1825 г. Ханс-Кристиан Эрстед, проводя эксперименты, получил алюминий.
Нахождение в природе:
Алюминий – самый распространенный металл в природе. Ввиду своей высокой химической активности, алюминий в свободном виде в природе не встречается. Учитель демонстрирует образцы соединений алюминия, имеющиеся в лаборатории. Важнейшими соединениями являются:
Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Алуниты — (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Учитель: Алюминий получают электролизом оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита. Процесс электролиза, в конечном итоге, сводится к разложению Al2O3 электрическим током:
2 Al2O3 — 4Al + 3O2
Физические свойства:
Задание:
1). На основе анализа справочных данных и изучения образцов алюминия охарактеризовать его физические свойства.
2).Объяснить: почему алюминий обладает хорошей тепло- и электропроводимостью?
На слайде таблица с данными по тепло- и электропроводности.
Металлы
Электропроводность, усл.ед.
Теплопроводность, усл.ед.
Ag
59,0
48,8
Cu
56,9
46,2
Au
39,6
35,3
Al
36,1
26,0
3). Почему в алюминиевой посуде вода закипает быстрее, чем в эмалированной? (Высокая теплопроводность).
4). В чем причина высокой пластичности алюминия?
(По пластичности он близок к золоту, его можно вытягивать в проволоку и прокатывать в фольгу толщиной 0,01 мм).
5). По каким внешним признакам можно отличить изделия из алюминия от изделий из других металлов? ( По цвету, изделия из алюминия легкие).
Обобщив знания по проделанной работе, учащиеся записывают физические свойства алюминия:
белый металл с серебристым блеском;
мягкий;
легкий (плотность = 2,7 г/см3);
хороший проводник тепла и тока;
пластичный;
характерна относительно высокая упругость (не становится хрупким при низких температурах);
устойчив к коррозии на воздухе, а также в химических средах;
плавится при температуре 6600С.
Химические свойства:
Учитель: Алюминий – единственный очень активный металл, который широко используется в быту в чистом виде (не считая сплавов). Этот факт объясняется очень просто – Al покрыт тонкой, но очень прочной пленкой своего оксида Al2O3, какой нет у большинства других металлов. Другие металлы также покрыты оксидной пленкой, но эта пленка рыхлая, не прочная, поэтому эти металлы быстро корродируют, разрушаются и т.д.
Изучение химических свойств алюминия проводится в следующей форме: учитель демонстрирует эксперимент или видеофрагмент, ребята у доски самостоятельно составляют уравнения реакций, записывают схему электронного баланса, дают названия соединениям.
Реакция с кислородом (для этой реакции используют алюминий в виде порошка или тонкой фольги, в противном случае защитная пленка мешает протеканию реакции)
4Al + 3O2 = 2Al2O3
С другими неметаллами
с галогенами , образуя хлорид, бромид или иодид алюминия:
2Al + 3I2 → 2AlI3 (катализатором служит одна капля воды)
2Al + 3Br2 → 2AlBr3
Демонстрация видеофрагментов.
с другими неметаллами реагирует при нагревании:
с серой, образуя сульфид алюминия:
2Al + 3S = Al2S3
Демонстрация видеофрагмента.
с азотом, образуя нитрид алюминия:
2Al + N2 = 2AlN
с углеродом, образуя карбид алюминия:
4Al + 3С = Al4С3
С оксидами металлов (восстанавливает металлы из их оксидов - алюминотермия):
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr
С водой (реакция идет, если с поверхности алюминия удалить защитную пленку, например с помощью щелочи)
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
С растворами щелочей. Сначала растворяется защитная оксидная пленка. Затем протекает реакция: 2Al + 2H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2↑ И в результате образуются алюминаты: алюминат натрия, алюминат калия.
Концентрированная азотная и серная кислоты на холоде пассивируют алюминий, упрочняя защитную пленку на поверхности.
Обобщение по химическим свойствам алюминия (делают учащиеся):
Алюминий является активным металлом, реагирует с простыми веществами- неметаллами, восстанавливает металлы до свободного состояния, стоящие в электрохимическом ряду напряжения справа от него. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, так как покрыт защитной оксидной пленкой.
Соединения алюминия
Оксид алюминия Al2O3. Это вещество можно получить сжиганием порошка алюминия (см. химические свойства алюминия) или разложением гидроксида алюминия:
2Al(OH)3=Al2O3 + 3H2O
Оксид алюминия – белое твердое вещество, не растворяющееся в воде. По химическим свойствам это амфотерный оксид. Как основный он реагирует с кислотами:
Al2O + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Как кислотный – со щелочами:
Al2O +NaOH =2NaAlO2 + H2O
Гидроксид алюминия Al(OH)3. Это белое твердое вещество, в воде не растворяется; его получают при взаимодействии раствора щелочи с раствором соли алюминия.
Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Эта реакция является качественной на ионы Al3+. При действии раствора щелочи на соль алюминия образуется белый осадок Al(OH)3, который растворяется в избытке щелочи. Как амфотерный гидроксид он реагирует с кислотами и основаниями:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
Применение алюминия и его соединений.
Задание: зная физические и химические свойства алюминия, предположите области его применения.
Ответы: основные области применения алюминия связаны с легкостью, прочностью и устойчивостью. В таком сочетании полезных свойств нуждается в первую очередь транспорт. Главные потребители алюминиевых сплавов – самолетостроение и автомобилестроение.
Учащиеся смотрят учебник, стр.186 рисунок 53, и продолжают отвечать с добавлением учителя: указанные свойства алюминиевых сплавов, а также их красивый внешний вид обусловили широкое применение их в строительстве. Алюминий и его сплавы используют при отделке станций метрополитена, фасадов зданий. Гофрированными листами сплавов покрывают крыши.
Высокая электрическая проводимость чистого алюминия используется в электротехнике. Из алюминия изготавливают электропровода. При одинаковом электрическом сопротивлении масса алюминиевого провода значительно меньше массы медного. Это облегчает сооружение опорных мачт, на которые подвешиваются провода.
Широко применяется “серебряная краска” на основе алюминиевого порошка. Она не только придает красивый внешний вид изделиям, но и защищает их от химического разрушения. Для защиты от солнечных лучей покрывают цистерны, предназначенные для перевозки нефтепродуктов.
В быту алюминий используют в виде кухонной посуды. Здесь используются такие свойства как высокая теплопроводность, способность противостоять действию не только холодной, но и кипящей воды и неядовитость его соединений, которые в небольшом количестве могут образоваться при действии на алюминий слабых органических кислот, содержащихся в пище.
Обобщение по изученному материалу.
Учитель: почему алюминий называют металлом будущего?
Вывод учащихся: обладая такими физическим свойствами как легкость, пластичность, прочность, коррозионная устойчивость, химическим свойствами как устойчивость к действию сильных химических реагентов и пассивность при обычных условиях (так как покрыт оксидной пленкой) алюминий нашел применение во многих отраслях народного хозяйства. Особое место занимают его сплавы, применяемые в электротехнике и приборостроении, а за ними будущее науки и техники.
Закрепление изученного материала.
Вопросы:
Ученый, впервые получивший алюминий. (Эрстед).
Минерал состава Al2O3, обладающий очень высокой прочностью и твердостью. (Корунд).
Способ получения металлов из оксидов с помощью алюминия. (Алюминотермия).
Латинское слово, от которого образовано название химического элемента Al. (Алюмен).
Процесс разложения веществ с участием электрического тока. (Электролиз).
Чем является алюминий в химических реакциях? (Восстановитель).
Составить уравнения реакций в соответствии со схемой превращений:
Al2O3 → Al → Al2(SO4)3 → Al(OH)3 → Al2O3
Подведение итогов урока.
Объявляются оценки за устные ответы и работу у доски.
Домашнее задание: параграф 41 упр. 3,5
Литература.
Химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений/ И. И. Новошинский , Н.С. Новошинская. – 6-е изд. – М.: ООО“Русское слово - учебник”, 2011. – 256 с.: ил.
Химия.Настольная книга учителя. 9 класс:методическое пособие/ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – 3-е изд., перераб. – М. : Дрофа, 2007. 350с.
Мастер-класс учителя химии: уроки с использованием ИКТ. 8 – 11 классы. Методическое пособие. – М.: Планета, 2010. – 272 с.
CD-диск “Виртуальная лаборатория”.
CD-диск “Химия. Базовый курс. 8-9 класс”.
Разработка урока по технологии в 5 классе
на тему: «Интерьер и планировка кухни-столовой».
Тема: Интерьер и планировка кухни - столовой.
Цель урока - организовать деятельность обучающихся по формированию умений планирования интерьера кухни; научить применять знания на практике.
Задачи:
Раскрыть понятия интерьер, планировка, функциональные зоны, рабочий треугольник.
Ознакомить с требованиями к интерьеру (эргономическими, санитарно-гигиеническими, эстетическими).
Ознакомить с оборудованием кухни, её функциональными зонами, типами планировки кухни.
Дать представления о цветовом решении кухни, использовании современных материалов в её отделке, о декоративной отделке кухни.
Обучить выполнению эскизов кухни.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, материалы ЭОР; учебник технологии § 3, рабочая тетрадь, альбом, цветные карандаши, бумага, клей, ножницы.
Формируемые УУД: личностные - проявлять интерес к теме урока, готовность к рациональному ведению домашнего хозяйства, уметь осуществлять поиск необходимой информации;
предметные - знать рациональное размещение оборудования кухни и уход за ним, уметь выполнять эскиз интерьера кухни;
метапредметные - уметь выполнять задания учителя согласно установленным правилам, слушать учителя и вести диалог.
Методы обучения: словесный, наглядно-демонстрационный, практическая работа.
Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и практическая работа).
Межпредметные связи: ИЗО.
Технологическая карта урока.
Этап занятия
Содержание урока (деятельность учителя)
Форма работы
Деятельность учащихся
1. Организационная часть
(3 минуты)
1. Приветствие, контроль посещаемости
2. Проверка готовности учащихся к уроку
беседа
Готовятся к уроку, приветствуют учителя
2. Актуализация знаний учащихся
Вступительное слово, задать учащимся несколько вопросов.
Какие ассоциации возникают у вас при слове «дом»? (Ответы учеников). Действительно «дом» это не только стены и крыша, а это что-то большее. Это родители, родные и близкие, соседи и друзья. Любой дом может рассказать очень многое о тех людях которые в нем живут. Убранство и устройство дома отражает привычки, увлечения и вкусы хозяина, характеризует социальный статус и материальный достаток семьи.
Как вы думаете, какая комната в доме считается главной? ( Ответы учеников).
Кухня является главной комнатой в доме. В ней мы собираемся всей семьей, на кухне можно вести задушевные беседы с подругами. Именно поэтому это помещение должно быть наиболее красивым и удобным. При оформлении кухни важно применить не только дизайнерское мастерство, но и вложить свою любовь. Ни в одной комнате так ни ценится функциональность и мобильность, как на кухне. От того, как разместятся на кухне посуда, техника, продукты и т.д. зависит удобство и безопасность хозяев жилья, а так же хорошее настроение.
Послушайте стихотворение, оно шуточное, но связано с темой нашего урока.
На кухню впихнули, всего-то немножко -
Два кресла, диван, и корзину с картошкой,
Обеденный стол, табурет, холодильник,
Три книжные полки, гамак и будильник,
Разделочный стол, телевизор и тумбу,
Рассаду, что высадим летом на клумбу,
Три шкафа на стену и вытяжку рядом,
Картину, со спелым на ней виноградом,
Фритюрницу, блендер, а также плиту,
Кусачки, отвертки, электропилу,
Еще кофеварку и микроволновку,
Два тостера, миксер, простую бечёвку,
Машину для стирки, стандартную мойку,
Сушилку, впихнули двуспальную койку,
Торшер, магнитолу, огромную люстру
И бочку, чтоб осенью квасить капусту,
Цветы на окно, одеяло, подушки,
Аптечку, фонарик, стеклянные кружки,
Кастрюли, тарелки и чайник в придачу…
А разве А разве на кухне бывает иначе?
(автор - Дмитрий Усынин)
Может ли на кухне быть иначе? Как вы думаете, чем необходимо заняться хозяевам дома, про который написано это стихотворение? (Ответы учеников).
Верно, им необходимо выполнить планировку интерьера кухни.
беседа
Слушают учителя
Отвечают на вопросы, рассуждают, дискутируют, приводят примеры.
3. Формирование новых знаний
Интерьер и планировка кухни - столовой.
А что такое интерьер? Планировка?
Интерьер – это внутреннее убранство и устройство помещения
Кухня - помещение, которое используют для хранения и обработки продуктов, приготовления и приема пищи.
Планировка - это размещение мебели и кухонного оборудования в помещении, в зависимости от его размера и формы.
Планировку сначала необходимо выполнить на бумаге, т. е. нарисовать схему кухни. Чтобы выполнить планировку необходимо знать несколько правил оформления интерьера кухни. Современная кухня должна отвечать двум основным критериям – быть экономичной и комфортной. Ведь это, по сути, рабочее место хозяйки и планировать его нужно ориентируясь на удобство. Сегодня на уроке вы познакомитесь с видами планировки кухни, с правилами размещения оборудования. Эти знания вам пригодятся в будущем при оформлении своего дома.
Требования к кухне .
К современной кухне предъявляются определенные требования:
Эргономические – это требования, которые обуславливают удобство пользования оборудованием и мебелью.
Эстетические – это гармоничное сочетание в интерьере цвета, фактуры и формы предметов.
Санитарно-гигиенические – это здоровый микроклимат в помещении: чистота, комфортная температура и влажность воздуха, изоляция помещений от внешнего шума.
)
Зонирование кухни и «рабочий треугольник».
Вся площадь кухни делится на две зоны - рабочую и столовую.
1) Расстановка мебели и оборудования в рабочей зоне должна происходить по принципу «РАБОЧЕГО ТРЕУГОЛЬНИКА», который задается положением мойки, плиты и холодильника.
Рабочая зона предназначена для приготовления пищи. Приготовление пищи является своеобразным технологическим процессом, который состоит из следующих основных операций: хранение продуктов; подготовка продуктов; мытье продуктов; подготовка блюд; приготовление блюд, требующих термической обработки; раздача готовых блюд; мытье посуды; уборка кухонных отходов. Рабочие поверхности кухонного оборудования должны составлять одну непрерывную рабочую линию, позволяющую без помех выполнять все кухонные работы. Кухонную плиту и мойку встраивают в рабочую линию. При этом их верхние плоскости должны быть на одном уровне с рабочими поверхностями столов-шкафов. Если размеры и планировка кухни не позволяют устраивать непрерывную линию, то разрывы следует делать в тех местах, где заканчивается та или иная операция по приготовлению пищи. Когда кухонное оборудование располагается с учетом последовательности выполняемых операций, то это помогает не рационально организовать процесс приготовления пищи и сохранить силы и время хозяйки.
2) Столовая зона. Если площадь кухни больше 7 кв. м. и есть возможность поставить обеденный стол на несколько человек, то таким образом создается зона столовой. Обустройство в кухне столовой зоны намного облегчает домашний труд хозяйки квартиры. При этом отпадает необходимость размещения в гостиной постоянного обеденного стола.
Виды планировки кухни.
Существуют следующие виды планировки кухни: однорядная, двухрядная, Г- образная, П- образная и кухня-остров. Выбор планировки определяется формой кухни, ее размерами, а также расположением в помещении окон и дверей.
КУХНЯ В ОДИН РЯД
Однорядная схема размещения оборудования рекомендуется при расположении кухни в узких (шириной не менее 1,9 м) вытянутых помещениях, где окна находятся в торцевых стенах. В этом случае около одной продольной стены располагается обеденная зона, а около другой – зона приготовления пищи (рабочая зона). Рассчитана такая кухня на маленькую семью, состоящую из двух человек. Основным преимуществом такой планировки является то, что основное оборудование располагается очень компактно вдоль одной стенки.
КУХНЯ В ДВА РЯДА
Двухрядная планировка применима в помещениях шириной не менее 2,3 м, которые имеют форму удлиненного прямоугольника и у которых длина продольной стены недостаточна для размещения оборудования в один ряд. Как правило, такая планировка проста и удобна. На одной стороне наиболее оптимальным вариантом будет установка мойки и плиты, а на другой – холодильника и шкафа для посуды. Возможен и другой вариант планировки: с одной стороны холодильник, мойка и стол-шкаф для подготовки продуктов, а с другой – плита и стол для подготовки блюд.
Г-ПЛАНИРОВКА
Г-образная планировка наиболее удобна в небольших помещениях, форма которых приближается к квадрату, особенно при размещении в кухне обеденного стола. Эту планировку можно применять и в небольших узких помещениях. Г-образная схема удобна и рациональна. Она обеспечивает непрерывность линии оборудования и одновременно создает возможность устройства рабочей зоны у окна. Планировка обеспечивает хорошее деление кухни на рабочую и столовую зоны.
П-ПЛАНИРОВКА
П-образная планировка выгодна в кухнях с окном в продольной стене. Она является наиболее удобной, поскольку оборудование устанавливается вдоль трех свободных стен кухни. В помещениях с большой площадью такая планировка дает возможность использовать кухню в качестве столовой. Благодаря экономному использованию площади помещения эта планировка оправдала себя не только в больших, но и в малых кухнях площадью 5-6 кв.м. П-образная планировка обеспечивает расположение оборудования в непрерывную линию независимо от размеров помещения, а также позволяет экономно использовать не только площадь кухни, но и угловые элементы мебели и оборудования.
)
КУХНЯ-ОСТРОВ
Кухню-остров можно оборудовать исключительно в кухне больших размеров, используя Г-образную или П-образную планировки, а также дополнительную рабочую зону посередине помещения. Кухонный остров одновременно является кухонным столом, рабочей поверхностью, шкафом для хранения множества предметов кухонной утвари и даже баром. На кухонном острове можно установить мойку и плиту, таким образом, расширив рабочую зону.
рассказ,
Записывают тему
урока в тетрадь
Предлагают, высказывают своё мнение, записывают определения.
Смотрят презентацию;
записывают определения.
.
зарисовывают схемы планировок в тетради
4. Практическая работа
(35 мин.)
Технологический этап – планирование и изготовление.
1. Начертить план домашней кухни.
2. Указать расположение окна и двери.
3. Начертить и вырезать шаблоны напольных шкафов и кухонного оборудования.
4. Выполнить различные варианты планировки кухни, начертить рабочий треугольник, выбрать оптимальный вариант и выполнить его на бумаге.
5. Подобрать недостающую бытовую технику, определить цветовое оформление кухни.
Заключительный этап – оформление ианализ выполненной работы, взаимооценка исамооценка.
беседа
демонстрация презентации
практическая работа
Выполняют работу над выбранным вариантом интерьера домашней кухни.
5. Итоговая часть.
(10 мин)
Анализ готовых практических работ; отметить наиболее удачные работы. Обсудить затруднения, возникшие в процессе работы.
Выставление оценок по результатам проделанной работы.
Домашнее задание: §3, стр.10 – 19, сообщения об истории изобретений бытовых электрических приборов; о стилях оформления интерьера.
беседа, дискуссия
Участвуют в обсуждении результатов работы. Рефлексия.
Записывают домашнее задание в дневник, выставляют оценки.