Урок по химии в 9 классе Аллюминий

Урок химии по теме "Алюминий". 9-й класс

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала

Цель урока: формирование системы знаний о строении, свойствах алюминия и его соединений.

Задачи:

• Обучающие:

• познакомить учащихся с историей открытия, изучения свойств и  применении алюминия;

• познакомить учащихся со строением и свойствами алюминия и его соединений.

• Развивающие:

• развивать умения обобщать, сравнивать, делать выводы о наличии взаимосвязей между составом и свойствами веществ;

• развивать мотивацию изучения предмета при обращении к жизненному опыту школьников;

• развивать речь, творческие и интеллектуальные способности учащихся,  самостоятельность.

• Воспитательные:

• развивать познавательный интерес к предмету;

• вырабатывать культуру умственного труда ответственность и естественно-материалистическое мировоззрение.

Оборудование и реактивы: алюминиевая проволока, алюминиевая фольга, алюминиевая посуда; пробирки, растворы: хлорида алюминия, гидроксида натрия, гидроксида аммония, соляной кислоты; таблица периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева,компьютеры, проектор, интерактивная доска.

Средства обучения: Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н. Химия. 9 класс. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений. 3-е изд., перераб. М.: Вентана-Граф, 2007 г.; мультимедийная презентация цифровые образовательные ресурсы.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

– Здравствуйте, ребята! Мы продолжаем изучение темы «Металлы».

(Слайд 2 на интерактивной доске)

Металлов много есть, но дело не в количестве:
В команде работящей металлической
Такие мастера, такие личности!
Преуменьшать нам вовсе не пристало
Заслуги безусловные металлов
Пред египтянином, китайцем, древним греком
И каждым современным человеком.

II. Мотивация и целеполагание

Сегодня познакомимся с хорошо известным вам металлом. Послушаем сообщение и сделаем вывод, о каком металле идет речь.

Сообщение ученика: Этот элемент сразу после его открытия привлек химиков своей красотой и легкостью. Внешне походит на серебро, примерно в три раза легче железа и меди. (Слайд 3). Он очень пластичен: его можно прокатать в тонкую фольгу, сделать тончайшие украшения (Слайд 4),  придать нужную форму (Слайд 5). Вот только прочность чистого металла невелика, но в виде сплавов с другими металлами он заметно «крепчает». Уже созданы сплавы данного элемента с прочностью в 10 раз выше, чем у стали.
Первоначально из-за несовершенного способа получения был необычайно дорог – почти в 10 раз дороже золота. Первые украшения и изделия из него были доступны только очень богатым людям.  Император Наполеон III заменил серебряную посуду в своем дворце на более дорогую и редкостную, изготовленную из данного металла. Так, не ведая того, французский император заглянул в XX в., когда посуда из этого металла стала обычной в любом доме. В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Менделеева в Великобритании ему был преподнесен подарок – весы, одна чаша которых была сделана из золота, а другая – из этого химического элемента.
На балах знатные дамы во времена Наполеона III нередко щеголяли ювелирными украшениями, изготовленными из этого элемента. Я думаю, вы догадались, что это за элемент? (Алюминий) (Слайд 6).

Учитель: Тема урока – алюминий.

III. Актуализация знаний

Учитель: Вспомним, где располагаются металлы в Периодической системе? Учащиеся отмечают, что все они располагаются в левой нижней  части ПС.

– Какие физические свойства металлов вам известны? Учащиеся вспоминают агрегатное состояние металлов, блеск, пластичность, хорошую электро-, теплопроводность

Учитель: Ознакомимся с планом изучения металла алюминия. (Выводится на интерактивную доску).

IV. Изучение нового материала

План изучения алюминия: (Слайд 7)

• Положение алюминия в периодической системе химических элементов 
  Д.И. Менделеева. Строение атома и валентные состояния алюминия.

• Распространение и роль алюминия в природе.

• Физические свойства алюминия.

• Химические свойства алюминия.

• Важнейшие соединения алюминия.

• Алюминий, его соединения и сплавы в жизни человека.

Учитель: Алюминий по распространенности в природе среди всех элементов занимает 3 место. На его долю приходится 8,13% от массы земной коры. (Слайд 8).
В природе встречается только в виде соединений.
В основном он сосредоточен  в минералах, называемых алюмосиликатами (Слайд 9).  К их числу относятся как обыкновенные глины и слюда, так и замечательные драгоценные камни, такие как гранат, берилл, топаз  (Слайд 10).
Важнейшими минералами алюминия, имеющими промышленное значение являются бокситы (Al₂O₃ ^. H₂O), криолит (Na₃AlF₆) и др. (Слайд 11).

Учитель: Как вы думаете, какой алюминий металл: активный или неактивный?

Ответы могут быть разные: из своего жизненного опыта ребята отвечают, что это неактивный металл (в посуде из алюминия готовят пищу, алюминиевые провода не реагируют с водой), другие делают предположение об активности алюминия, так как он находится в электрохимическом ряду напряжения металлов сразу после активных металлов.

Учитель: Чтобы правильно ответить на вопрос, опишите свойства алюминия. Выполните лабораторный опыт.

ЛО:  Рассмотрите образцы алюминиевой фольги и проволоки. Несколько раз согните и разогните проволоку. О каком свойстве алюминия позволяют судить эти действия? Поцарапайте поверхностную оксидную пленку на проволоке. Что вы наблюдаете?
Опишите физические свойства алюминия, используя наблюдения, справочник по плану.

План характеристики физических свойств алюминия: (Слайд 12).

• Агрегатное состояние.

• Цвет.

• Плотность вещества.

• Температура плавления.

• Пластичность.

• Теплопроводность, электропроводность.
  Учащиеся записывают в тетрадь

Физические свойства: блестящий металл серебристого цвета, легкий,  = 2700 кг/м³, tпл = 660°C , высокопластичный, характеризуется высокой электро- и теплопроводностью.

Учитель: На поверхности алюминия тонкая и прочная, но отслаивающаяся при механическом воздействии (сгибании-разгибании) пленка. Ее толщина всего 0,00001 мм, но она надежно защищает металл от атмосферных воздействий, обеспечивая высокую коррозионную устойчивость. Просмотр видеофрагмента ЦОР  № 53242  («Оксидная пленка алюминия»)   L_RES_0aba781e-4185-11db-b0de-0800200c9a66.

Можно уже сделать вывод об активности алюминия? (Нет). Рассмотрим химические свойства алюминия, так как знание только физических свойств не позволяет судить об активности алюминия.

Химические свойства алюминия

Взаимодействует с простыми веществами: кислородом, галогенами, азотом, углеродом (Слайд 13).
Сущность процессов выражается уравнениями (записи в тетрадь):

Взаимодействует со сложными веществами (записи в тетради): (Слайд 14).

1. Взаимодействие с водой

Взаимодействие алюминия с водой. Просмотр видеофрагмента ЦОР № 33262 «Взаимодействие алюминия с водой»
Сущность процесса выражается уравнением (записи в тетрадь):

2Al + 6H₂O =2Al(OH)₃ + 3H₂

2. Взаимодействие с кислотами

Алюминий реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами

2Al + 3H₂SO₄ =2Al₂(SO4)₃ + 3H₂

Но не взаимодействует при нормальных условиях с очень разбавленными и концентрированными растворами азотной кислоты (пассивируется).

3. После удаления оксидной пленки алюминий активно взаимодействует со щелочами, образуя комплексные соединения (гексагидроксоалюминаты). Просмотр видеофрагмента ЦОР  № 33595 «Взаимодействие алюминия со щелочью и водой»

Сущность процесса взаимодействия алюминия со щелочью можно выразить следующим уравнением реакции:

2Al + 6NaOH + 6H₂O = 2Na₃[Al(OH)₆] + 3H₂
                                    гексагидроксоалюминат
                                   натрия

2Al⁰ + 6OH- + 6H₂O = 2Na₃[Al(OH)₆]^3- + 3H₂

4. Взаимодействие с оксидами металлов – алюмотермия (алюминотермия)

Вследствие высокого сродства алюминия к кислороду этот металл способен восстанавливать многие  другие металлы  (вольфрам, ванадий):

Cr₂O₃ + 2Al = 2Cr + Al₂O₃

(Просмотр ЦОР «Алюминотермия»).

Обобщение по химическим свойствам (делают учащиеся):
Алюминий является активным металлом, реагирует с простыми веществами-неметаллами, восстанавливает металлы до свободного состояния, стоящие в электрохимическом ряду напряжения справа от него. Как амфотерный элемент реагирует и с кислотами и со щелочами. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, так как покрыт защитной оксидной пленкой. 
Важнейшие соединения алюминия

Оксид алюминия

 В природе существует несколько различающихся по строению модификаций оксида алюминия. Наиболее устойчива модификация, называемая корундом. (Слайд 15).
Минерал корунд характеризуется значительной твердостью. Его мелкокристаллические непрозрачные разновидности серовато-черного цвета называют наждаком и применяют в качестве абразивного материала.
Корунд удивительно многолик. В коллекции минералогического музея Санкт-Петербургского горного института хранятся корунды более 40 оттенков: красных, синих, зеленых, оранжевых, желтых цветов.
Оксид алюминия является основной составной частью глинистых минералов: глин, нефелина, бокситов.
Оксид алюминия нерастворим в воде, амфотерен. Он сплавляется с твердыми KOH и NaOH, взаимодействует с кислотами и щелочами. 
Учащиеся совместно с учителем составляют уравнения реакций, отражающие химические свойства оксида алюминия. (Слайд 16)

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O

Просмотр ЦОР:

•  «Характеристика оксида алюминия»  DL_RES_0aba781e-4185-11db-b0de-0800200c9a66;

•  «Амфотерные свойства оксида алюминия»  DL_RES_0aba9f20-4185-11db-b0de-0800200c9a66

Гидроксид алюминия

Гидроксид алюминия – полимерное соединение, имеющее слоистое строение.
ЛО: Амфотерность гидроксида алюминия.

Получите гидроксид алюминия, добавляя к раствору хлорида алюминия по каплям раствор гидроксида аммония и разделите его на две части. К первой прилейте раствор соляной кислоты, ко второй – раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? О каком свойстве гидроксида алюминия это свидетельствует? Запишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.

Можно лабораторный опыт выполнить виртуально, используя ЦОР

• Получение гидроксида алюминия реакцией обмена (DL_RES_0aba9f22-4185-11db-b0de-0800200c9a66).

• Характеристика гидроксида алюминия (DL_RES_0aba9f21-4185-11db-b0de-0800200c9a66).

• Амфотерные свойства гидроксида алюминия (№ 53244)

Учитель: Где применяется алюминий?
Учащихся на основании жизненного опыта говорят о применении металла в быту (посуда), в строительстве, в качестве упаковочного материала (фольга), вспоминают о том, что «алюминий» – крылатый металл и т.д.

Вывод (по цепочке каждый ученик высказывает одно предложение с информацией об алюминии, условие – не повторяться):

1. Алюминий занимает третье место по распространенности в земной коре.
2. Имеет малую плотность.
3. Обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью.
4. Обладает высокой коррозионной стойкостью.
5. Сплавы на основе алюминия обладают прочностью.
6. Находит широкое практическое применение.

V. Закрепление изученного материала

Вопросы:

• Какое место по распространенности в земной коре занимает алюминий? (Третье).

• Встречается ли алюминий в природе в свободном виде? (Нет).

• Что означает амфотерность алюминия и его соединений? (Обладает двойственными свойствами, реагирует как с кислотами, так и со щелочами).

• Назовите минерал состава Al2O3, обладающий очень высокой прочностью и твердостью. (Корунд).

• Назовите способ получения металлов из оксидов с помощью алюминия. (Алюминотермия).

• Чем является алюминий в химических реакциях? (Восстановитель).

VI. Подведение итогов урока

Объявляются оценки за устные ответы и работу у доски, за выполнение теста.

• Над какой темой мы сегодня работали?

• Что нового вы узнали об алюминии?

• Что нового для себя вы узнали на уроке?

Учащиеся делают вывод о приобретенных знаниях и умениях.

VII. Домашнее задание. §82. В качестве домашнего задания также предлагается выполнить творческие задания: подготовить небольшие доклады, презентации о применении алюминия. (Алюминий – тара и упаковка, алюминий в фармацевтике, транспорте, электрике и машиностроении, строительстве).

Список литературы:

1. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2003 г.

2. Аранская О.С., Бурак Н.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.