Тема урока: «Алюминий – химический элемент и простое вещество”.
Подготовила : учитель химии Волобуева Надежда Анатольевна
Цели и задачи урока:
образовательная – выявление и оценка степени овладения системой знаний и комплексом навыков и умений об амфотерных элементах и их соединениях на примере алюминия, готовности учащихся успешно применять полученные знания на практике, позволяющие обеспечить обратную связь и оперативную корректировку учебного процесса.
развивающая – развивать критическое мышление, самостоятельность и способность к рефлексии, обеспечение системности учения
воспитательная – воспитание положительной мотивации учения, правильной самооценки и чувства ответственности.
Понятия: химический знак “Аl”, химический элемент, простое вещество, электронная оболочка, степень окисления, переходный элемент, амфотерные соединения.
Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, коллекция “Алюминий и его сплавы”, алюминий: фольга, проволока, порошок, растворы соляной кислоты и гидроксида натрия, таблицы “Относительная твёрдость металлов”, “Плотность металлов”, “Температура плавления металлов”, “Относительная теплопроводность и электрическая проводимость металлов”.
Тип урока: изучение нового материала
Форма урока: урок-исследование
ХОД УРОКА
І. Организационный этап.
ІІ. Изучение нового материала.
I. Мотивация учащихся к изучению темы
Формулировка темы урока осуществляется с помощью выполнения задания с опорой на ранее приобретённые знания и собственные наблюдения
Учитель: - Мы продолжаем изучение большой и важной темы “Металлы”. Сегодня нам предстоит познакомиться с металлом хорошо знакомым вам с детства. Этот металл имеет очень интересное историческое прошлое:
Это третий по распространённости на земле элемент.
На его долю приходится более 8% земной коры.
В 1978 г. в породах Сибирской платформы обнаружен самородок этого.
металла в виде нитевидных кристаллов длиной 0,5 мм.
Найден в лунном грунте.
Был открыт в 1825 г. и стоил в 1500 раз дороже золота.
Погремушку, изготовленную из этого металла, торжественно
преподнесли сыну Наполеона
Только очень богатые люди могли позволить себе употреблять пищу из
таких тарелок, изготовленных из этого металла.
Мастера, принёсшего в дар римскому императору Тиберию чашу из
этого металла, казнили.
1855 год, Парижская выставка – он демонстрировался как самый редкий
и дорогой металл, который был почти в 10 раз дороже золота
Чтобы понять, что это за металл, послушайте стихотворение
Служу на кухне я без срока –
Мне все задачи по плечу.
Вполне справляюсь с силой тока,
Легко по воздуху лечу.
Как древний из металлов,
Горжусь своим я именем:
Имею много сплавов.
Зовусь я алюминием
О каком металле идёт речь?
(Ответ: об алюминии)
Учитель: - Таким образом, тема нашего урока: “Алюминий – химический элемент и простое вещество”.
II. Актуализация прежних знаний
II. Актуализация прежних знаний
Учитель: - С чего мы начинаем изучение химического элемента?
Ответ: - С характеристики его положения в Периодической системе Д.И.Менделеева.
Учитель: - Опираясь, на план- характеристику химического элемента, дайте характеристику химического элемента алюминия
Учащимся предлагается самостоятельно выполнить данное задание в тетрадях.
План – характеристика химического элемента.
Порядковый номер.
Атомная масса.
Период (малый, большой)
Группа (подгруппа А, В)
Строение атома (заряд ядра, число протонов, нейтронов, электронов, электронная формула.)
Степень окисления.
Оксиды.
Летучие водородные соединения.
Рефлексия этапа работы.
После выполнения задания в классе разворачивается коллективное обсуждение по следующим вопросам:
В какой группе находится алюминий?
Ответ: в 3 группе, главной подгруппе
Сколько электронов находится на внешнем уровне атома алюминия?
Ответ: три электрона.
Какую степень окисления проявляет алюминий?
Ответ: +3
Алюминий будет отдавать или принимать электроны?
Ответ: отдавать.
Значит алюминий это…
Ответ: металл.
Какой же это металл: активный или неактивный?
Дети дают различные ответы, исходя из своих знаний, жизненного опыта
Как вы можете определить активность металла алюминия исходя из строения его атома и расположения в электрохимическом ряду напряжения?
Ответ: На внешнем уровне атома алюминия содержится один неспаренный р – электрон, что свидетельствует об его активности. В электрохимическом ряду напряжения металлов алюминий располагается вначале, что так же свидетельствует об его активности.
Учитель: - Для решения вопроса об активности алюминия, что мы должны рассмотреть?
Ответ: - Физические и химические свойства алюминия, как простого вещества?
Учитель: - Используя свои наблюдения, коллекцию “Алюминий и его сплавы” назовите физические свойства алюминия. Используйте таблицы “Относительная твёрдость металлов”, “Плотность металлов”, “Температура плавления металлов”, “Относительная теплопроводность и электрическая проводимость металлов”, которые находятся на каждой парте.
Примерные ответы. Физические свойства алюминия:
Серебристо- белого цвета
Твердость. Аl – 2,9 (Cr – 9, Na – 0,4)
Плотность. Аl – 2,7 , лёгкий (платина – 21,45, натрий - 0,97)
Плавкость. Al – 660 (вольфрам – 3370 , натрий – 98)
Большая электро- и теплопроводность.
Очень пластичен.
Каждое свойство дополняется примером из своих жизненных наблюдений.
Учитель: Основываясь на физические свойства предположите, где могут использовать металл алюминий?
Дети дают ответы, используя таблицы учебника и свой жизненный опыт.
III. Создание проблемной ситуации:
Учитель: - Мы, рассмотрели физические свойства алюминия. Можем ли мы , основываясь на этих свойствах, ответить на вопрос об его активности?
Ответ - Нет.
Учитель: Давайте выдвинем гипотезу о свойствах алюминия, опираясь на его степень окисления.
Ответ: учащиеся предполагают, что алюминий может проявлять свойства амфотерных металлов
Учитель: Вспомните с какими веществами реагируют металлы?
Ответ: Металлы реагирую с простыми веществами неметаллами, сложными веществами водой, кислотой
Учитель: Давайте опытным путём подтвердим ваши предположения
Учитель демонстрирует опыты “Взаимодействие алюминия с простыми веществами: йодом, серой и кислородом.»
Опыт 1. Взаимодействие алюминия с йодом.
Предварительно готовят смесь порошка алюминия с йодом (в массовых соотношениях 1 : 15). Данную смесь помещают в фарфоровую чашку горкой. Из пипетки
на середину смеси капают несколько капель воды. Происходит бурная химическая реакция. Наблюдают выделение фиолетовых паров йода и горение металла.
Опыт 2. Взаимодействие алюминия с серой.
Смешивают размельченную серу и порошок алюминия в соотношениях 1 : 1. Смесь поместить в фарфоровую чашку или асбестовую сетку. Горящей лучинкой поджечь смесь. Наблюдаем реакцию.
Опыт 3. Горение алюминия.
Порошок алюминия помещаем в ложечку для сжигания веществ. Сверху кладём кусочек магниевой ленты или в её отсутствии 2–3 спичечные головки. Поджигаем. После начала горения, ложечку вносим, в предварительно набранную кислородом, колбу.
Наблюдаем яркое ослепительное пламя.
(Учитель спрашивает, где ребята наблюдали подобное явление, то они почти сразу называют горение бенгальских огней.)
После демонстрации учащимся предлагается выполнить следующие задания:
1. Напишите уравнения реакций, происходящих между алюминием и йодом, алюминием и кислородом.
2. Укажите окислитель и восстановитель.
3. Сделайте вывод о химической активности алюминия по отношению к простым веществам.
4. Проверьте друг у друга правильность записей по образцу.
5* Если вы затрудняетесь в написании окислительно-восстановительной реакции, пользуйтесь алгоритмом.
Алгоритм для выполнения заданий на окисление - восстановление
1.Определите степени окисления элементов в обеих частях уравнения.
2. Сравните степени окисления каждого из элементов до и после реакции.
3. Сделайте вывод об изменении степей окисления (понижение – признак восстановления, повышение – признак окисления)
Правильность записи уравнений демонстрируется на слайде:
I. 2Al + 3I2 = 2AlI3
Al0 – 3e →Al3+ 2
I2 + 2 e →2I- 3
II. 2Al + 3S = Al2S3
Al0 – 3e → Al3+ 2
S0 + 2e → S2- 3
III. 4Al + 3O2 = 2Al2O3
Al0 – 3e →Al3+ 4
O2 + 4е →2 O-2 3
Вывод: алюминий – активный металл.
Учитель: - При каких условиях алюминий реагировал с простыми веществами?
Ответ: - При использовании дополнительной энергии или катализатора (Н2О).
Учитель: - Мы сделали с вами вывод, что алюминий активный металл, Что мы наблюдаем на практике? Как же тогда из алюминия делают кухонную посуду????
Ответ: При комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта очень прочной тонкой оксидной плёнкой, которая и защищает металл от внешних воздействий и воды.
Учитель: - Как вы думаете, а легко ли удалить оксидную пленку с поверхности металла?
Ответ: Нет. Потому что иначе алюминий не использовался так широко.
Учитель :Давайте проверим, что произойдет с алюминием при удалении с его поверхности оксидной пленки. Так как для проведения данного эксперимента требуется время, давайте посмотрим видеоролик этой химической реакции
(Из единой цифровой коллекции демонстрируется видеоролик «Взаимодействие алюминия с оксидом ртути»
Учитель: Как ведёт себя алюминий, если мы удалим оксидную плёнку?
Ответ: алюминий начинает активно взаимодействовать с кислородом с образованием оксида алюминия
Учитель: Что мы наблюдали при просмотре данной реакции?
Посмотрим, как ведёт себя алюминий по отношению к другим сложным веществам?
Выполнение лабораторных опытов “Взаимодействие алюминия с раствором соляной кислоты”, “ Взаимодействие алюминия с раствором гидроксида натрия”.
Инструкция по выполнению лабораторной работы
Цель: Изучить отношение алюминия к кислотам и щелочам.
Правила работы с кислотами и щелочами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами и щелочами! В случае попадания на кожу – промой водой! При нагревании, прогрей сначала всю пробирку.
Опыт 1. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3–4 мл раствора соляной кислоты. Пробирку слегка нагрейте.
Опыт 2. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3–4 мл раствора гидроксида натрия. Пробирку слегка прогрейте.
Задание:
1. Выполните опыты.
2. Обговори с соседом по парте наблюдаемое.
3. Запишите уравнения реакций.
4. Сделай вывод.
5* Если затрудняешься в написании уравнений, открой стр. 69-70 учебника.
Фронтальная проверка. Комментированное чтение.
При этом виде работы учащиеся получают возможность участвовать в самопроверке знаний и умений, совершенствуют свою речь, обращают внимание на правильное употребление химических терминов и названий веществ.
Образец выполнения лабораторной работы.
Опыт 1.
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Наблюдали: алюминий хорошо растворяется в растворе соляной кислоты, выделяется газ водород.
Вывод: Алюминий – активный металл.
Опыт 2.
2Al + 6NaOH = 2Na3AlO3 + 3H2
Учитель: Обратите внимание на то, что в результате данного взаимодействия образуется комплексная соль. Поэтому точнее данную реакцию надо записывать следующим образом:
2Al + 6H2O + 2NaOH = 2Na [Al(OH)4] + 3H2↑
тетрагидроксоалюминат натрия
Наблюдали: алюминий взаимодействует с раствором гидроксида натрия с выделением водорода.
Вывод:
У его соединений
И металла – молодца,
Как давно уже открыто,
В самом деле – два лица.
Гидроксид и кислота
Растворяет без труда.
Потому любой уверен:
Алюминий амфотерен!
Учитель:Судя по активности алюминия в каком виде он может встречаться в природе?,
Ответ: в природе он должен встречаться в виде солей и оксидов.
Учитель: Содержание алюминия в земной коре (8%) превышает содержание любого другого металла (схема 1). Однако большая его часть входит в состав силикатов и оксидов, из которых не так – то легко извлечь.
В состав ничем не примечательного минерала – глина – кроме оксида натрия и калия, оксида кремния содержится оксид алюминия. Поэтому глину относят к минералам – алюмосиликатам (Al2O3 ∙ n SiO2 ∙ m (Na, K)2O).
(Демонстрация камней и минералов на слайдах)
Учитель :Как вы думаете, каким способом можно извлечь алюминий из его соединений?
Дети дают различные ответы, предлагают разные версии
Учитель: В XIX веке алюминий считался полудрагоценным металлом, хотя это и самый распространенный на земле металл. 6- ти футовая (2,5 кг) пирамидальная верхушка памятника Вашингтону на момент установки ее в 1884 году стоила столько же, сколько такая же масса серебра. Высокая цена алюминия была связана с трудностью его восстановления до металлического состояния.
Учитель: почему, на ваш взгляд, не используется способ восстановления алюминия из его оксидов?
Дети выдвигают разные гипотезы
Учитель: Ион алюминия Al3+ очень устойчив. Для него трудно найти восстановитель. Ни одно обычное вещество не может отдать ионам алюминия электроны достаточно легко, чтобы перевести его из соединений в простое вещество. Например, углерод, который прекрасно восстанавливает такие соединения, как оксид железа, сульфид меди до металла, просто не реагирует с соединениями алюминия.
В 1886 году Чарльз Мартин Холл разработал электролизный способ восстановления алюминия. Этот метод до сих пор широко используется в мировой практике (схема на доске).
Оксид алюминия (боксит) растворяется в расплавленном криолите при температуре 1000 ˚С (сам оксид имеет температуру плавления 2045 ˚С, поэтому его в чистом виде использовать неудобно) в большой стальной ванне, покрытой углеродом. Это покрытие выполняет роль катода, который передает электроны ионам алюминия, восстанавливая его до металла. Расплавленный металл собирается на дне, откуда его периодически сливают. Далее он заливается в формы.
Анод также изготовлен из углерода, который окисляется в процессе реакции.
III. Ситуация выбора в процессе проверки усвоения знаний.
. Учитель поясняет каждый из предложенных вариантов, показывает значимость его выполнения, раскрывает критерии его оценки. Учащиеся для проверки усвоения знаний отдают предпочтение одному из вариантов заданий, для наиболее полного проявления своей активности. Для правильного выбора задания ребятам предлагается познакомиться с советами.
Советы при выполнении индивидуального выбора задания.
1. Внимательно прочти все задания.
2. Соотнеси своё желание в получении хорошей отметки с собственными возможностями правильного выполнения задания.
3. Выбирай и решай!
4. Проверь полученные результаты и мысленно оцени себя.
Задания
Часть А. на “3”
Al + Cl2 [pic]
Al + H2SO4 (p-p) [pic]
Часть В. на “4”
Al [pic] Al2 O3 [pic] Al Cl3
Al [pic] AlCl3 [pic] Al (OH)3
Часть С. на “5”
Al + X [pic] Al (OH)3
Al + X [pic] Al2 O3
Проверка проводится сразу после выполнения заданий по готовым ответам на доске.
ІV. Подведение итогов урока. Рефлексия.
1. Над какой темой мы сегодня работали?
2. Что нового вы узнали об алюминии?
3. Решили ли мы проблему об активности алюминия?
4. Какими путями решали эту проблему?
5. К каким выводам пришли?
6. Оцените свою работу на уроке:
- материал усвоен (на всех этапах урока “4”, “5”)
- материал усвоен недостаточно (оценки “3”, “4”)
V. Домашнее задание.
1, группа “А”: § 13 до стр.68- 70.
2, группа “В”: § 13 до стр.68-70; Вопросы 1,2,3 на стр. 75.
3, группа “С”: § 13 до стр.68-70 ; используя материал сегодняшнего урока, составьте цепочку превращений алюминия и его соединений.
