Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію. Амфотерні властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду

Тема: Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію. Амфотерні властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду

Мета:

а) навчальна: розширити й поглибити знання учнів про метали на прикладі Алюмінію – представника головної підгрупи ІІІ групи; розглянути фізичні й хімічні властивості Алюмінію; продовжити формувати в учнів уміння складати рівняння окисно-відновних реакцій.

б) виховна: сформувати науковий світогляд учнів при вивченні фізичних та хімічних властивостей Алюмінію та його сполук, їх застосування; сприяти екологічному вихованню.

в) розвиваюча: розвивати спостережливість учнів на уроці хімії; розвивати пізнавальний інтерес учнів до предмету; розвивати навички складання рівнянь хімічних реакцій на прикладі хімічних властивостей Алюмінію та його сполук; розвивати такі мисленнєві операції: вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки.

Засоби та методи навчання: словесні (розповідь учителя з елементами бесіди, бесіда), практичні: (тестовий контроль), робота біля дошки.

Тип уроку: комбінований

Базові поняття: Алюміній, амфотерність, метали, електронна оболонка.

Обладнання: періодична система хімічних елементів, таблиця розчинності, ряд активності металів, алюмінієвий дріт.

Структура та хронометраж уроку

1. Організаційний момент (2хв)
2. Перевірка домашнього завдання (10хв)
3. Мотивація начально-пізнавальної діяльності (3хв)
4. Актуалізація теоретичних знань (5хв)
5. Виклад нового матеріалу (25хв)
6. Узагальнення та закріплення нового матеріалу (10хв)
7. Підсумок уроку (3хв)
8. Виставлення оцінок та їх мотивація (1хв)
9. Інструктаж з домашнього завдання (1хв)

Перебіг уроку

1. Організаційний момент

(Слово вчителя)

• Привітання вчителя з учнями
• Перевірка готовності робочих місць до проведення уроку
• Перевірка присутніх

2. Перевірка домашнього завдання

Тест - контроль

Варіант І

1. Позначте метал, який не взаємодіє з водою:

А. Ag;  Б. Fe;  В. Ca;  Д. Li.

2. Укажіть положення лужних елементів у періодичній системі

А. І період;  Б. підгрупа ІА;  В. 3 період;  Д. підгрупа ІІА.

3. Правильно подано закінчення твердження «Натрій у природі трапляється у вигляді…» у рядку:

А. Солей;   Б. Оксиду;  В.  Гідроксиду;  Д. Простої речовини

4. Укажіть фізичну властивість, що не характерна для металів:

А. Пластичність;  Б. Електропровідність; В. Теплопровідність; Д. Крихкість

5. Укажіть електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня атомів лужних металів.

А. …ns¹;  Б. …ns²;  В. …ns²np¹;  Д. …ns¹

6. Укажіть найпоширеніший металічний елемент на Землі

А. Na;  Б. Cu;  В. Fe;  Д. Al

7. Укажіть речовину, з якою не взаємодіє магній:

А. О_2;  Б. СІ₂;  В. НСІ;  Д. СаО

8. Правильно подано закінчення твердження « На повітрі кальцій легко окиснюється, тому його зберігають під шаром…» у рядку:

А. Води;  Б. Гасу;  В. Піску;  Д. Кухонної солі.

9. Виберіть характеристику лужних металів:

А. Хімічно найактивніші;

Б. Мають найбільші значення електронегативності;

В. Плавляться при кімнатній температурі;

Д. У ряді активностей розташовані після Гідрогену.

10. Вкажіть назву мінералу, що містить сполуку

МgСО₃ ·СаСО₃:

А. Кальцит;  Б. Доломіт;  В. Магнезит;  Д. Ангідрид.

Варіант ІІ

1. Укажіть продукти взаємодії заліза із хлоридною кислотою:

А. FeCl₃, H₂;  Б.   FeH_2, Cl₂;  В. FeCl_2, H₂ ;  Д. Fe(OH)_3,Cl₂

2. Укажіть речовину, що обумовлює тимчасову твердість води:

А. СаСІ₂ ;  Б. СА(НСО₃)₂;  В. СаСО₃ ; Д. СаSО₄

3. Укажіть промисловий спосіб добування негашеного вапна:

А. Термічне розкладання вапняку;

Б. Термічне розкладання гашеного вапна;

В. Спалювання кальцію;

Д. Термічне розкладання кальцій нітрату.

4. Вкажіть тип хімічного зв’язку у металах:

А. Металічний;  Б. Ковалентний полярний;  В.  Йонний;  Д. Ковалентний неполярний.

5. Укажіть метал, що має найвищу температуру плавлення

А. Залізо;  Б. Вольфрам;  В. Цинк;  Д. Алюміній

6. Позначте метал, який не взаємодіє з водою

А. Na;  Б. Ca;  В. Cu;  Д. Zn

7. Укажіть елемент, який не належить до родини лужних металів:

А. К;  Б. Сs;  В.  Сu;  Д. Nа

8. Укажіть металічний елемент, на зовнішньому енергетичному рівні атома якого знаходиться два електрони:

А. Мg;  Б. Lі;  В. АІ;  Д. Не

9. Виберіть підгрупу хімічних елементів, до якої не входять елементи-метали:

А. ІІІ-А;  Б. V-Б;  В. VІІІ-А;  Д. VІІ-Б

10. Виберіть солі, якими обумовлена постійна твердість води:

А. Сульфати і хлориди натрію і калію;

Б. Сульфати і хлориди кальцію і магнію;

В. Карбонати натрію і калію;

Д. Гідроген карбонати кальцію і магнію

3. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності

Одна легенда говорить, що одного разу до римського імператора Тиберія прийшов ювелір із металевою обідньою тарілкою, що не розбивається, виготовленою нібито з глини. Тарілка була дуже світлою й блищала, як срібло. За всіма ознаками вона мала бути алюмінієвою. При цьому ювелір стверджував, що тільки він і боги знають, як одержати цей метал з глини. Тиберій, побоюючись, що метал із легкодоступної глини може знецінити золото та срібло, і наказав, про всяк випадок, відрубати людині голову. Очевидно легенда досить сумнівна, тому що самородний Алюміній у природі не зустрічається через свою високу активність, і за часів Римської імперії не могло бути технічних засобів, які б дозволили здобути Алюміній із глинозему. Лише майже через 2000 років – у 1825 р. Ханс Християн Ерстед одержав кілька мг металічного Алюмінію. Отож, сьогодні, як ви вже здогадалися мова йтиме за Алюміній. Отже, записуємо тему уроку: «Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію. Амфотерні властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду»

4. Актуалізація теоретичних знань

Бесіда

1. Пригадайте, що таке металічний зв'язок? Що знаходиться у вузлах кристалічних граток у металів?
2. Пригадайте, які метали ви вивчали на попередніх уроках? Назвіть типові властивості цих металів?
3. Що таке амфотерність?
4. Охарактеризуйте положення Алюмінію в Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва.
5. Як ви думаєте, чи може Алюміній мати амфотерні властивості?

5. Виклад нового матеріалу

1. Поширення та фізичні властивості Алюмінію. Алюміній – найпоширеніший у земній корі метал ( 8% ), третє місце серед усіх елементів. У вигляді вільного металу у природі не зустрічається. Він входить до складу глини, тому стає зрозумілий його високий вміст у земній корі. Алюміній, або метал галунів, тому й називали  раніше інакше - глиній. При вивітрюванні алюмосилікатів, наприклад польового шпату,  утворюється біла глина, або каолін. Одночасно із глиною утворюються кварцовий пісок, боксити й корунд.

Алюміній – сріблясто-білий метал. Він ковкий, легко витягається в дріт, розкатується у тонку фольгу, температура плавлення 660⁰С. При кімнатній температурі алюміній не змінюється на повітрі, тому що його поверхня покрита тонкою оксидною плівкою, яка має сильну захисну дію. Має високу електро- та теплопровідність, утворює з іншими металами легкі і міцні сплави. Найважливіші серед них – дюралюмін, силумін, магналій і авіаль.

2.Електронна будова атома і йона.

АІ  1s ² 2 s ² 2p ⁶ 3s ² 3p¹

Атом легко втрачає три електрони зовнішнього енергетичного рівня, перетворюючись на тризарядний катіон.

АІ – 3е = АІ³⁺                        АІ³⁺  1s ² 2 s ² 2p ⁶ 3s⁰3p⁰

3. Хімічні властивості лужних металів.

Одержують Алюміній електролізом Al2O3  у розплавленому кріоліті за температури близько 1000 ⁰С.

Взаємодія з неметалами:

1.     З киснем:

4Аl + 3О₂ = 2Аl₂О₃

2.     З галогенами:

2Аl + ЗВr₂ = 2АlВr₃

3.     З іншими неметалами при підвищенні температури:

2Аl + 3S = Аl₂S₃ (сульфід алюмінію)
2Аl + N₂ = 2АlN (нітрид алюмінію)
4Аl + 3С = А1₄С₃ (карбід алюмінію)

Алюмотермія:

2Аl + 3W₃ = 3W + А1₂О₃

Взаємодія з водою після зняття оксидної плівки:

2Аl + 6Н₂О = 2Аl(ОН)₃ + ЗН₂

Після зняття оксидної плівки Алюміній розчиняється в лугах:

2Аl + 2NаОН + 2Н₂О = 2NаАlО₂ + 3Н₂

Розчиняється в розведених кислотах:

2А1 + 6НС1 = 2АlСl₃ + ЗН₂
2А1 + ЗН₂SО₄ = Аl₂(S0₄)₃ + 3Н₂

Алюміній пасивується при взаємодії з концентрованою нітратною кислотою, тому з нею Алюміній взаємодіє лише при нагріванні:

Аl + 6НNO₃(конц.) = Аl(NО₃)₃ + 3NО₂ + 3Н₂О

4. Властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду.

Алюміній оксид АІ₂О₃ – тугоплавка речовина, яка не розчиняється у воді і не взаємодіє із нею.

Алюміній оксид утворює мінерал корунд. Якщо безбарвні кристали корунду забарвлені домішками в оксидів Феруму, Титану, Кобальту в синій колір – то вони називаються сапфірами; у фіолетовий  - аметистами; у червоний – рубінами.

АІ₂О₃  та АІ(ОН)₂ є амфотерними, їх хімічна поведінка залежить від властивостей іншого реагенту.

З кислотою;

АІ₂О₃ + 6НСІ = 2АІСІ₃ + 3Н₂О,

АІ(ОН)₃ + 6НСІ = 2АІСІ₃ + 3Н₂О,

З лугом;

АІ₂О₃ + 2 NаОН = 2NаАІО₃ + Н₂О

АІ(ОН)₃ +NаОН = NаАІО₃ +2Н₂О.

Якісною реакцією на йон АІ³⁺ є додавання до розчину  солі, що досліджується, розчину лугу. Отриманий драглистий осад АІ(ОН)₃ розчиняється і в надлишку розчину лугу, і в розчині кислоти.

5.Застосування алюмінію та  сполук алюмінію.

1.Наждак – абразивний матеріал.

2.Сплави.

3.Електричні дроти.

4.Добування металів (алюмінотермія).

5. Термітна зварка.

6. Фольга у харчовій промисловості.

7. Посуд і предмети побуту.

Цікавим є факт, що дезодоранти-антиперспіранти ввійшли в наш побут завдяки сполукам алюмінію. Ще стародавні греки і римляни використовували галуни для придушення секреції поту. Звичайними галунами користувалися й наші бабусі. У перші фабричні засоби від запаху поту додавали алюміній хлорид, а основним компонентом сучасних засобів є алюміній хлоргідрат.

6. Основні природні сполуки Алюмінію:

1. Нефеліни — (Na,K)₂О • АlО₃ • 2Si₂.
2. Кріоліт — А1F₃ • 3NaF
3. Боксити — алюмінієва руда Аl₂O₃ • хH₂O .
4. Каолін — А1₂О₃ • 2SiO₂ • 2Н₂О.
5. Глиноземи — суміш каоліну з піском SiO₂, вапняком СаСО₃, магнезитом МgСО₃.

6. Узагальнення та закріплення нового матеріалу

1. Напишіть рівняння хімічних реакцій, щоб здійснити ланцюжок перетворень:

1) Al → Аl ₂ (SO₄)₃ → Аl (OH)₃ → NaAlO₂

2) Al → Аl ₂O₃ → АlСl₃ → Аl (OH)₃ → Аl(NO₃)₃

7. Підсумок уроку

8. Виставлення оцінок та їх мотивація

9. Інструктаж з домашнього завдання

Опрацювати §21 ст. 172. Вивчити конспект. Виконати завдання на ст. 178-179.

1– 3 – достатній рівень

1- 5 – середній рівень

1- 7 – високий рівень

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ  І НАУКИ УКРАЇНИ

КІРОВОГРАДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ВИННИЧЕНКА

Груповий методист Форостовська Т.О.

«Затверджую»___________________

                                                             ^{(підпис)}

«__ » _____________2016 р

Конспект уроку

З хімії у 10-му класі

З теми «Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію. Амфотерні властивості алюміній оксиду і алюміній гідроксиду»

Студентки – практикантки V курсу 53 групи

Природничо – географічного факультету

Спеціальність: 014.06 Середня освіта (Хімія)

Додаткова спеціальність: 014.05 Середня освіта (Біологія)

Дорошко Тетяни Сергіївни

                                                                                                     Дата проведення:

                                                                                       «___»______________2016

                                                                                          _____________________

                                                                                                                                                    ^{(підпис вчителя предметника)}

_____________________

                         ^{(оцінка)}