Урок: "Алюміній, поширення в природі, фізичні та хімічні властивості."

Тема: Алюміній, поширення в природі, фізичні та хімічні властивості.

Мета: навчальна. На  основі розміщення хімічних металів у періодичній системі, дати характеристику Алюмінію. На цьому підґрунті скласти уявлення                  про фізичні та хімічні властивості металічного алюмінію. Розглянути                   поширення у природі та галузі застосування. Дати учням поняття про                   промисловий спосіб добування алюмінію.

розвиваюча. Розвивати вміння і навчити застосовувати  свої знання,                   формувати навички роботи в команді, розвивати здатності приймати                    рішення, розв’язувати  проблеми.

виховна: виховувати вміння спілкуватися та бережливе ставлення до свого                   організму.

Тип уроку:    дослідження, засвоєння нових знань.

Форма роботи:     робота в малих групах.

Метод:   урок – проєкт.

Обладнання: електронний  посібник «Програмно – методичний   комплекс», «Таблиця Менделєєва», колекція природних сполук алюмінію, штатив з пробірками, пробіркотримачі.

Речовини:    алюміній, сульфатна кислота, натрій гідроксид.

Хід уроку:

1.   Організація класу   /формування груп/, оптимальна група 4 – 5 учасників. Організація роботи в групах: групи отримують різні завдання, працюють на   загальний результат.

2.  Мотивація пізнавальної діяльності.

 Мета цього етапу – сфокусувати увагу учнів на проблемі й викликати інтерес до обговорюваної теми. Мотивація чітко пов’язана з темою уроку, вона психологічно готує учнів до її сприйняття, налаштовує на розв’язання певних проблем. Для успішної роботи клас поділяється на чотири групи:

1  група – проект   « Al – елемент під   №13»

2  група – проект   « Добування і фізичні властивості алюмінію».     

3  група – проект «Хімічні властивості алюмінію».

4  група – проект «Застосування алюмінію».

3.   Виконання проектів.

Проводиться науково – пошукова та дослідницька робота.

 (термін виконання та подання звітів обговорювався попередньо).

4.    Захист проектів.

       1група:

 Відгадайте загадку:

Я сріблястий, я крилатий,

Високо люблю літати.

А корозії  не знаю,

Плівкою себе вкриваю.

На опорах через ліс

То дротами я повис.

Можу двері змайструвати,

Посудом на кухні стати.

А народжуюсь із глини.

Чи мене назвеш ти нині? (Алюміній)

З допомогою електронного посібника учні розкривають питання:

- місце Al в періодичній системі ;

- фізичний зміст порядкового номера ;

- електронна будова атома ;

- висновок про  активність елемента ;

- природні сполуки, що містять Алюміній.

Учні розглядають колекцію корисних копалин, роблять висновок, що алюміній трапляється в природі лише в складі хімічних сполук. Відомо 250 мінералів, які містять алюміній.

 Алюмосилікати:

польовий шпат   –   K₂O∙AL₂O₃∙6SiO₂

слюда   –  K₂O∙3AL₂O₃∙6SiO₂∙2H₂O

біла глина, або каолін  – AL₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O

корунд  − AL₂O₃    

боксит − AL₂O₃∙nH₂O

нефелін   − (Na,K)₂O∙AL₂O₃∙2SiO_2.  

З бокситів і нефеліну добувають алюміній оксид., який є сировиною для одержання алюмінію.

      2 група:

З допомогою електронного посібника учні розкривають питання:

-    фізичні властивості алюмінію.

Алюміній – сріблясто-білий метал, досить твердий. Його густина становить 2700кг/м³, температура плавлення 660,1⁰С. Він дуже пластичний, добре кується та витягується в дріт, добре проводить теплоту та електричний струм.

   -    методи добування алюмінію – електроліз.

Алюміній одержують електротермічним способом. Електролітом є алюміній оксид, розчинений у розплавленому кріоліті (Na₃ALF₆). До цього розплаву додають трохи алюміній фториду. Такий електроліт добре проводить електричний струм, металічний алюміній у ньому розчиняється мало. Електроліз відбувається за температури близько 950⁰С. Через розплав пропускають постійний струм напругою 5-8 В, силою до 100 000 А. На катоді виділяється алюміній:

                       AL³⁺+3 ē → AL↓

    А на аноді – кисень, який взаємодіє з вуглецем аноду:

             2O^2- - 4ē→O₂↑;                       C+O₂=CO₂↑.

    Оскільки внаслідок цього анод згоряє, його періодично нарощують.

     Для виплавки алюмінію потрібно багато електроенергії: на одержання 1т алюмінію витрачається близько 20 000 кВт ∙ год.

 Пам’ятка: алюміній не можна одержувати електролізом водного розчину солей.

       3 група:

Учні проводять лабораторний дослід.

    На основі практичних і теоретичних досліджень учні роблять висновок про хімічні властивості Алюмінію.

          2AL+3H₂SO₄=AL₂(SO₄)₃+3H₂↑

          2AL+6NaOH+6H₂O=2Na₃[AL(OH)₆]+3H₂↑

      Учні аналізують опорний конспект, над яким пізніше будуть працювати усі групи.

      4 група:

 Водний і наземний          Електротехніка, побут

транспорт

 у будівництві                            авіаційна і космічна техніка

                                                 фарба    

пакувальна тара

Діти аналізують кожну галузь застосування .

Алюміній та його сплави широко застосовуються у народному господарстві завдяки легкості та стійкості щодо повітря та води. Наприклад, дюралюміній, що містить 95% AL,4% Cu, 0,5% Mg і 0,5% Mn, має міцність сталі, але легший за неї у три рази.

      У вигляді різних сплавів алюміній використовують у авіації, суднобудуванні, на залізничному транспорті, у будівництві, приладобудуванні. З алюмінію виготовляють електричні проводи (хоч він має меншу електропровідність ніж мідь, проте значно легший та дешевший), терміт, освітлювальні ракети, кухонний посуд. Його застосовують для одержання металів і неметалів. З порошку алюмінію роблять фарбу, яка захищає залізо від корозії.

    Алюмінієву фольгу використовують як обгортковий матеріал у харчовій промисловості, а також для виготовлення конденсаторів. Широко використовують також і сполуки алюмінію.

  Поради:

           -  Алюмінієвий посуд тільки для приготування їжі. Не можна тримати в ньому квашеної капусти, маринадів, борщів, томатів, киселів. Aлюміній окислюється і продукти втрачають смак, запах, колір. Крем, чи бісквіт у такому посуді набуває сіруватого відтінку й металевого присмаку.

            -  Потьмяніла з середини каструля посвітлішає, коли прокип’ятити в ній воду з оцтом. 

5.  Робота груп з опорним конспектом.

Алюміній.

Учні за допомогою вчителя записують відповідні рівняння реакції.

6. Закріплення.

    Учні в групах працюють за схемами. По закінченню проводимо взаємоперевірку з допомогою консультантів та вчителя.

1 група:      Al        Al₂ O₃

                    Al₂ S₃

2 група:       AlN     Al        Na Al O₂

                      Al₂ O₃

3 група:        Al       Al₂(SO₄)₃

                      Al(OH)₃        Al₂ O₃

4 група:        AlCl₃       Al        Al(NO₃)₃

                                     Al₄C₃

Хвилинка – цікавинка.

Чи знаєте ви, що ….

 - два тисячоліття тому римському імператору Тіберію невідомий подарив дуже легку вазу, виготовлену з металу, схожого на срібло. Майстер розповів, що цей метал він добув з глинистої землі. Тиберій злякався, що новий метал знецінить золото та срібло і наказав відтяти голову майстрові, а його лабораторію знищити, щоб ніхто не дізнався про спосіб добування нового металу.

 -  до  ХХ ст. алюміній  був дуже дорогим металом.

 - на початку ХХ ст. один монарх мав парадне вбрання з алюмінієвими ґудзиками.

 - Наполеон 111  користувався алюмінієвим посудом, коли влаштовував прийоми для найдорожчих гостей.

 - Д.І. Менделєєв подарували дуже дорогі терези, шальки у них були золотими, а все інше алюмінієвим.

7.  Домашнє завдання: опрацювати параграф, підготувати презентації на теми:       1.Сполуки алюмінію в природі.

                 2. Застосування сполук алюмінію.