Урок "Алюміній як хімічний елемент і проста речовина. Фізичні та хімічні властивості алюмінію"

 Розробка уроку з хімії

ТЕМА: Алюміній як хімічний елемент і проста речовина.

Фізичні та хімічні властивості алюмінію.

Мета уроку:

 навчальна: розширити і поглибити знання учнів про метали на прикладі Алюмінію, повторити особливості будови його атома, ознайомити з поширенням Алюмінію у природі, розглянути фізичні та хімічні властивості алюмінію;

розвивальна: розвивати пам’ять, логічне, образне мислення, уміння нестандартного мислення, цілісність світогляду;

виховна: виховувати творчий підхід до навчання, дбайливе ставлення до навколишнього світу, пізнавальний інтерес до предмета, виховувати культуру мови, здібності до логічної відповіді, вміння критично оцінювати матеріал.

Предметні компетентності: учні складають рівняння реакцій, що підтверджують відновні властивості алюмінію, характеризують фізичні властивості та застосування алюмінію.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, математична компетентність, основні компетентності у природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрова компетентність, екологічна грамотність і здорове життя, уміння вчитися упродовж усього життя.

Обладнання й реактиви: періодична таблиця хі­мічних елементів Д. І. Менделєєва, таблиця розчинності кислот, основ і солей; електрохімічний ряд напруг ме­талів, завдання для роботи у складі груп, ноутбук, мультимедійний про­ектор, презентація «Алюміній та його сполуки».

Форми і методи роботи : інтерактивні методи навчання: робота у парах, ігрові методи, «Дивуй», асоціативний метод, «Мікрофон», самостійна робота.

Міжпредметні зв'язки:

• біологія: біологічна роль алюмінію;
• географія: поширення алюмінію в природі;
• фізика: фізичні властивості алюмінію;
• література: опис коштовних каменів;
• історія: добування алюмінію;
• технологія приготування їжі: застосування алюмінію.

Тип уроку: Комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

Гра «Кіт у мішку»

Учні по черзі витягають із мішка запитання і відразу дають відповідь на нього.

1.  Властивості яких хімічних елементів ми ви­вчаємо?
2. Будову і властивості яких металів ми розглянули?
3. У якій групі та підгрупі розташовані лужні й лужноземельні метали? Назвіть ці метали.
4. Чому метали називають лужними? лужнозе­мельними?
5. Який метал найпластичніший?
6. Який метал найтугоплавкий?
7. Назвіть метали, які мають найкращу електричну провідність.
8. Який метал має таку електронну формулу: 1s²2s²2p⁶3s²?
9. Назвіть найважчий метал.
10. Які метали є найм’якші?
11. Назвіть найлегший метал.
12. Яка хімічна властивість відрізняє лужні та лужноземельні метали від інших?
13. Назвіть метал, який за нормальних умов є рідиною.
14.   Який метал є найлегкоплавкий?

ІІІ. Повідомлення теми, мети, завдань уроку

Вчитель. На сьогоднішньому уроці ми буде­мо вивчати будову і властивості найпоширенішого у природі металу, який ще в XIX столітті назвали ме­талом майбутнього. Сьогодні він трапляється в усіх сферах нашого життя. Цей метал — алюміній.

Отже, сьогодні ми розглянемо будову, властивості алюмінію та його сполук.

Слайд 1.

Отже запишіть тему уроку.

Завдання.

1. Охарактеризувати Алюміній як хімічний еле­мент:

•            за положенням у періодичній системі;
•            за будовою атома;
•            за поширеністю у природі;
  2.         Охарактеризувати алюміній як просту речовину:
•            за фізичними властивостями;
•            за хімічними властивостями;
•            визначити галузі застосування алюмінію.

Слайд 2. (завдання)

IV. Мотивація навчальної діяльності

Прийом «Дивуй»

З чим асоціюється у вас слово «алюміній»? З чашкою, банкою з-під газованих напоїв, ложкою, виделкою... А може, з блискучим авіалайнером, який здіймається в небесну височінь? Про що б ми не подумали, дуже важко охопити уявою ту роль, яку відіграє алюміній у сучасному житті.

Отже, щоб зрозуміти це, давайте уявимо собі світ без алюмінію. У тому світі, без алюмінію, шлях із Європи до Америки займає довгі місяці, тому що доводиться плисти на важкому неповороткому кораблі. Дзеркала швидко мутніють і псуються. Високовольтні лінії електропередач роблять із важкої та дорогої міді. Немає альтернативи важким пляшкам зі скла та пластиковим пляшкам, які погано утилізуються. І це ще дуже мала частка незручностей, які ми зазнали б у тому світі... Світі без алюмінію. Отже, немає сумнівів, що метал, який займає таке поважне місце в нашому житті, вартий більш близького знайомства!

V. Вивчення нового матеріалу

Організація роботи в парах

Вчитель. Для характеристики алюмінію як хімічного елемента і простої речовини на попередньому уроці деякі учні обєдналися у пари і отримали випереджувальні завдання. Пари отримали завдання, на виконання якого відводить­ся 5 хвилини.

Завдання для пар

Пара 1

Положення Алюмінію в періодичній системі хімічних елементів та будова атома

Користуючись періодичною системою хімічних елементів Д. І. Менделєєва, визначте:

1. У якій групі та підгрупі розташований Алюміній?

2.        Скільки електронів містить атом Алюмінію на останньому енергетичному рівні?
3.        Яку найвищу валентність проявляє Алюміній?
4.        Які властивості (металічні чи неметалічні) ви­являє Алюміній?
5.        Вкажіть формулу вищого оксиду Алюмінію.
6.        Символ і порядковий номер Алюмінію.
7.        Заряд ядра атома Алюмінію, кількість протонів і електронів.
8.        Кількість енергетичних рівнів і кількість елек­тронів на кожному рівні.
9.        Запишіть електронну конфігурації атома Алюмініюв основному та

 збудженому станах.

10.            Вкажіть валентність і ступінь окиснення Алю­мінію.

Слайд 3, 4

(Діти працюють біля дошки і періодичної системи)

Пара 2

Поширення у природі та фізичні властивості

1.Яке місце посідає алюміній за поширенням у природі?

2.Чи трапляється алюміній у природі в чистому вигляді? Чому?

3.До складу яких природних сполук входить алю­міній? Назвіть ці сполуки.

4. Яка біологічна роль Алюмінію?

5.У якому агрегатному стані за звичайни х умов  перебуває алюміній?

6.Вкажіть колір цього металу, наявність блиску, електропровідності,

пластичність.

7.До якої групи металів належить алюміній за густиною? температурою

плавлення?

8. Чи утворює цей метал сплави? Які?

Слайд  5,6,7,8,9

Пара 3.

Хімічні властивості алюмінію.

1.              З якими простими речовинами реагує алюміній. Складіть рівняння реакцій.
2.              З якими складними речовинами реагує алюміній. Напишіть відповідні реакції.
3.              Чи може алюміній тривалий час зберігатися на повітрі й не зазнавати корозії? Чому?

 Слайд 10

 Пара 4.

Застосування алюмінію

Слайд 11.

ЗВІТ ПРЕДСТАВНИКІВ ПАР ПРО ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ ТА ЗАХИСТ ПРЕЗЕНТАЦІЙ.

Представники кожної пари доповідають про виконання завдань, захищають презентації, за­писують необхідні рівняння реакцій на дошці, демонструють результати проведеного хімічного експерименту. Відповіді учнів оформлюються за планом.

І. Характеристика Алюмінію як хімічного елемента

1.        Положення Алюмінію в періодичній системі (слайд)

Алюміній розташований у третій групі головній підгрупі. На зовнішньому енергетичному рівні міс­тить три електрони. Вища валентність — III. Алю­міній — амфотерний метал. Металічні властивості в алюмінію виражені гірше, ніж у кальцію, оскіль­ки металічні властивості в періоді зменшуються. Формула вищого оксиду — А1₂0₃.

2.         Будова атома Алюмінію

основний стан атома

збуджений стан атома

Валентність (А1) — III; ступінь окиснення (А1) = +3. Алюміній містить три валентні електрони, тому він є перехідним елементом і виявляє амфотерні властивості. (Слайд)

3.               Поширення алюмінію в природі

Алюміній посідає третє місце за поширення у природі. Через високу хімічну активність він трапляється тільки у вигляді сполук, таких як:

•    боксит— А1₂0₃nН₂0;
•    каолініт — АІ₂0₃ • 2SiO₂^.2Н₂0;
•    нефелін —Na₂O^.Al₂O₃ 2SiO₂
•    кріоліт—Nа₃[А1F₆];
•    корунд — А1₂0₃.

(Слайд)

Вчитель. До організму людини Алюміній по­трапляє з питною водою та продуктами харчуван­ня. Алюміній необхідний в організмі людини для утворення сполучної тканини. Також Алюміній входить до складу оболонок нервових клітин голов­ного мозку.

II. Характеристика алюмінію як простої речовини.

4.               Фізичні властивості алюмінію

Алюміній — сріблясто-білий метал. Для нього характерна висока пластичність, алюміній лег­ко прокатується у фольгу й витягується у дріт. За електро- й теплопровідністю посідає третє міс­це після срібла й міді. Алюміній — легкоплавкий метал (660^оС) і дуже легкий (р = 2,70 г/см³). Алюміній утворює сплави з іншими металами, на­приклад, дуралюмін, магналій, авіаль. (Слайд)

5.               Хімічні властивості алюмінію

а) Взаємодія з неметалами

Алюміній у ряді активності металів розташова­ний за Магнієм і належить до групи активних ме­талів. У чистому вигляді він може зберігатися до­сить довго, бо його поверхня вкрита тонкою й дуже міцною оксидною плівкою, яка захищає алюміній від подальшого окиснення. Алюміній взаємодіє з галогенами й киснем за звичайних умов:

 2А1 + ЗС1₂ = 2А1С1₃ — алюміній хлорид

 4А1 + 30₂ = 2А1₂0₃ — алюміній оксид

 Із сіркою, азотом і вуглецем взаємодіє під час нагрівання:

2А1 + 3S = А1₂S₃ — алюміній сульфід

2А1 + N₂ = 2АN — алюміній нітрид

Al  +C  =  Al₄C₃- алюміній карбід

Вчитель. Для доведення високої хімічної активності алюмінію розглянемо його взаємодію з йодом. (Демонстрація досліду «Взаємодія алюмінію з йодом»)

Запитання до досліду.

1. Чи відбувається взаємодія порошкоподібного  алюмінію і йоду?

2.3а яких умов починається хімічна взаємодія цих речовин?

6. Яку роль виконує вода?
7. Які речовини називають каталізаторами?
8. Складіть рівняння хімічної реакції, що відбулася.

б) Взаємодія з водою

Алюміній належить до хімічно активних металів, тому він взаємодіє з водою, утворюючи водень та гідроксид. Алюміній стійкий до дії води завдяки оксидній плівці, що є на його поверхні. Якщо цю плівку знищити, алюміній енергійно реагуватиме з водою, витискуватиме водень з неї:

2 А1+ 6 Н₂ О = 2 Аl(ОН)₃ + З Н₂

г) Взаємодія з розчинами кислот

Алюміній — хімічно активний метал, тому вза­ємодіє з розчинами кислот, витісняючи водень, що входить до їх складу. Алюміній взаємодіє з розбав­леними сульфатною і хлоридною кислотами. Реак­ція супроводжується виділенням газу. Цей газ — водень.

2 А1 + ЗН₂S0₄ = ЗН₂+ А1₂ (S0₄ )_з — алюміній суль­фат

2А1+6НС1 = ЗН₂+ 2А1С1₃ — алюміній хлорид +

Концентровані сульфатна й нітратна кислоти пасивують алюміній: під дією цих кислот збільшу­ється товщина захисної плівки на поверхні металу. І він не взаємодіє з ними.

І тепер як знавці властивостей металів ви можете дати цінні поради щодо застосування алюмінію в побуті.

(Запитання)

1. Чому вода в алюмінієвому чайнику закипає швидше, ніж в емальованому?
2. Чи можна ставити молоко для скисання в алюмінієвому посуді?
3. Які страви можна готувати в алюмінієвому посуді, а які – ні?
4. Для чого курку замотують в алюмінієву фольгу перед тим, як запекти іі в духовці?
5. Чому під час тривалої подорожі їжу загортають в алюмінієву фольгу?
   6.       Закріплення вивченого матеріалу

Тестова перевірка знань

Слайд 12,13,14

7.      Оцінювання.
8.   Домашнє завдання.