Тема: Алюминий. Положение алюминия в периодической системе и строение его атома. Нахождение в природе. Физические и химические свойства алюминия.
Цели урока: рассмотреть распространение алюминия в природе, его физические и химические свойства, а также свойства образуемых им соединений.
Задачи: формирование и развитие предметных компетенций;
умение вычленять полезную информацию из текста;
знакомить с историческими справками;
умение анализировать текст;
умение работать индивидуально и коллективно( развитие коммуникативных качеств);
формировать самооценку и оценку.
Ход работы
Задание
1.
В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья о некотором металле начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век – век……... В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого цвета данного метала в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской ………. промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.
Определить о каком металле может идти речь (устно)
2.
Перечислите элементы, относящиеся к III А группе.
Отметьте какой из элементов является неметаллом, какой -переходный металл и какие -полноценными металлами
Запишите в тетрадь . Воспользуйтесь периодической таблицей, материалом учебника или интернет – информацией.
3.
Открытие металлов главной подгруппы III группы
Знаете ли вы?
Да +
Нет -
4
Элемент алюминий расположен в …….. группе, главной . … подгруппе, ……..периоде периодической системы, порядковый номер ……, относительная атомная масса Ar(Al) = ……... Его соседом слева в таблице является металл, неметалл(?), а справа – кремний –неметалл, металл(?). Следовательно, алюминий должен проявлять свойства …………..характера и его соединения являются……..
Al. Строение атома записать
Алюминий проявляет в соединениях степень окисления ?: Al0 – → Al+3
Заполните пропуски, воспользовавшись периодической таблицей .
Записать строение атома.
Закончить схему отдачи или принятия электронов.
5.
Выделите основную характеристику физических свойств алюминия
Алюминий легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях и покрыт оксидной пленкой (она придает матовый вид).
Её толщина 0,00001 мм, но благодаря ей алюминий не коррозирует. Для изучения химических свойств алюминия оксидную пленку удаляют. (При помощи наждачной бумаги, или химически: сначала опуская в раствор щелочи для удаления оксидной пленки, а затем в раствор солей ртути для образования сплава алюминия с ртутью – амальгамы).
Нахождение в природе
По распространённости в природе занимает 1-е среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до 8,14 % от массы земной коры.
В природе алюминий встречается только в соединениях (минералах).
Некоторые из них:
Бокситы — Al2O3 • H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Алуниты — KAl(SO4)2 • 2Al(OH)3
Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Корунд — Al2O3
Полевой шпат (ортоклаз) — K2O×Al2O3×6SiO2
Каолинит — Al2O3×2SiO2 × 2H2O
Алунит — (Na,K)2SO4×Al2(SO4)3×4Al(OH)3
Берилл — 3ВеО • Al2О3 • 6SiO2
Физические свойства
Алюминий в свободном виде — серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 650 оС. Алюминий имеет невысокую плотность (2,7 г/см3) — примерно втрое меньше, чем у железа или меди, и одновременно — это прочный металл.
Знаете ли вы?
Да +
Нет -
6
Химические свойства алюминия и его соединений
Аl + S =
Аl + N2 =
Аl + С =
Аl + I2 =
Аl + O2 = ………+ 1676 кДж.
Справка: В( Аl)=3, В(второго элемента)=8-№ группы.
Закончить уравнение реакции. Уравнять.
Дать название продукту реакции.
7
Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида и кислоты, аммиака, фосфина и метана:
Al2S3 + H2O =
гидроксида и метана
Al4C3 + H2O =
Закончить уравнение реакции
8.
Дом. Зад.
Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида и аммиака:
Аl + N2 =
гидроксида и фосфина
Аl +Р =
Закончить уравнение реакции
9.
Взаимодействие со сложными веществами
Al + HOН = реакция замещения
Алюмотермия – используется для получения чистых редких металлов, например таких, как вольфрам, ванадий др.
Fe3O4 + Al = реакция замещения
Al + 3H2SO4 = реакция замещения
2Аl + 6Н2SО4(конц) = соль +оксид серы(IY) +вода
Аl + 6НNO3(конц) = соль +оксид азота(IY) +вода
Справка : с холодными концентрированными серной и азотной не реагирует (пассивирует). Поэтому азотную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах.
Al + NaOH + H2O = комплексная соль - тетрагидроксоалюминат натрия+ водород
Полезная информация.
По предложению химика Горбова, в русско-японскую войну эту реакцию использовали для получения водорода для аэростатов.
Al + CuSO4 = реакция замещения
Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
2Al + 3HgCl2 =реакция замещения
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму.
Закончить уравнение реакции.
Дать название продукту реакции.
Металлический алюминий первым выделил в 1825 году датский физик ХансКристиан Эрстед. Пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия без малейших следов влаги. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид алюминия амальгамой калия. Через 2 года немецкий химик Фридрих Вёллер. Усовершенствовал метод, заменив амальгаму калия чистым калием.
В 18-19 веках алюминий был главным ювелирным металлом. В 1889 году Д.И.Менделеев в Лондоне за заслуги в развитии химии был награжден ценным подарком – весами, сделанными из золота и алюминия.
К 1855 году французский ученый Сен- Клер Девиль разработал способ получения металлического алюминия в технических масштабах. Но способ был очень дорогостоящий. Девиль пользовался особым покровительством Наполеона III, императора Франции. В знак своей преданности и благодарности Девиль изготовил для сына Наполеона, новорожденного принца, изящно гравированную погремушку – первое «изделие ширпотреба» из алюминия. Наполеон намеревался даже снарядить своих гвардейцев алюминиевыми кирасами, но цена оказалась непомерно высокой. В то время 1 кг алюминия стоил 1000 марок, т.е. в 5 раз дороже серебра. Только после изобретения электролитического процесса алюминий по своей стоимости сравнялся с обычными металлами.
А знаете ли вы, что алюминий, поступая в организм человека, вызывает расстройство нервной системы. При его избытке нарушается обмен веществ. А защитными средствами является витамин С, соединения кальция, цинка.
При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу. Ракета "Сатурн" сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея использования металлов в качестве компонента ракетного топлива впервые высказал Ф. А. Цандер.
Какая информация для вас показалась наиболее интересной.
Какая информация вызывает обеспокоенность.
Ответ обоснуйте.
Дом. Задание
Решите задачу:
На сплав алюминия и меди подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида натрия при нагревании. Выделилось 2,24 л газа (н.у.). Вычислите процентный состав сплава, если его общая масса была 10 г?
