Как доказать что алюминий амфотерный металл

Обновлено: 04.10.2024

Среди химических веществ выделяют три группы веществ, исходя из основных химических свойств. Если первые две группы понятны – металлы и неметаллы, то третья группа воспринимается с трудом – амфотерные. С физической точки зрения они могут быть неотличимы от обычных металлов, но химически, могут быть как восстановителями, так и окислителями. На данном уроке разберемся с особенностями амфотерных элементов.

План урока:

Основное понятие амфотерности

Что такое металлы и неметаллы – понять нетрудно. Металлы обладают восстановительными свойствами и в химической реакции отдают электроны. При этом, гидроксиды металлов – это основания. Неметаллы, напротив, являются окислителями и забирают электроны. Гидроксиды неметаллов – это кислоты.

Амфотерные соединения могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства в зависимости от реакционной среды. Гидроксиды таких атомов могут выступать в качестве кислот или оснований.

Расположение амфотерных элементов в таблице Менделеева

В таблице Менделеева положение того или иного атома сообщает значительную часть информации о строении атома этого элемента и его химических свойствах. Периодической эта система называется, потому что в разных периодах (горизонтальные строчки) и группах (вертикальные столбцы) повторяется определенное качество элементов. Так, вся первая группа является щелочными металлами, а седьмая – галогенами (неметаллами), восьмая – инертными газами. Но, это характерно только для главной подгруппы. В побочной группе располагаются амфотерные элементы.

Строение атома амфотерных элементов

Особенность химических свойств амфотерных элементов связана со строением их атомов. У них происходит предзаполнение s-подуровня, из-за этого, незаполненным оказывается всегда d-подуровень. Все представители побочных подгрупп являются p- или d-элементами. В различных условиях может происходить перескок электронов с подуровней и увеличение неспаренных электронов.

Таблица. Строение атомов некоторых амфотерных элементов

Для некоторых из них характерен проскок электрона. Это состояние, при котором электрон с последнего уровня перескакивает на следующий. По этой причине оказывается неспаренным s-электрон.

Представители амфотерных элементов

Все элементы побочных групп являются амфотерными и проявляют сходные химические свойства. Наиболее распространены в природе три элемента: Al, Zn и Cr.

Цинк как амфотерный элемент

Цинк — это относительно мягкий светло-серый металл. Является одним из самых распространенных амфотерных элементов. В природе цинк встречается в составе 66 минералов, наиболее распространенные представлены в таблице.

Таблица. Минералы, в состав которых входит Zn

Цинк является d-элементом.

Химические свойства цинка обусловлены наличием незаполненной p-обитали. С s-подуровня происходит перескок электрона, за счет чего появляется два неспаренных электрона: Zn* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 4p 1 .

Алюминий как амфотерный элемент

Al является самым распространенных элементом не только среди металлов, но и во всей таблице Менделеева. Он занимает 3 место после кислорода (O₂) и кремния (Si).

Это мягкое вещество серебристо-серого цвета с низкой температурой плавления. В природе встречается как в виде минералов, так и в виде самородков. Является примесью многих минералов.

Наиболее распространенные минералы, содержащие Al:

Последний минерал в зависимости от примесей имеет разный окрас. Применяется в ювелирном деле и считается полудрагоценным камнем.

Его атом содержит 13 электронов, распределенных по 3 электронным уровням: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . Это р-элемент, у которого может происходить переход электрона с s-подуровня на свободную р-орбиталь. За счет этого, металл приобретает 3 неспаренных электрона: Al* 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Свойства металлов Al и Zn как простых веществ

Цинк – довольно плотный металл. Сохраняет свои качества в небольшом диапазоне температур: при низких значениях (до -30) становится хрупким, при температурах выше 100 0 С очень пластичен. Это используется в металлургии, прокатывая цинковые листы толщиной несколько миллиметров (цинковая фольга). Некоторые примеси резко повышают хрупкость металла, поэтому используется очищенный материал.

Al – сильно пластичный легкий металл с низкой температурой плавления. Обладает высокой ковкостью и электропроводностью.

На воздухе он покрывается оксидной пленкой поэтому практически не подвергается коррозии. Благодаря этому он используется при изготовлении проводов и корпусов машинной техники.

Получение алюминия и цинка

Основной способ получения металлов – выделение их из состава руды. Для этого используется наиболее богатая металлом горная порода. Алюминий получают из боксита. Этот процесс состоит из трех этапов:

Добыча горной породы;
Обогащение (увеличение концентрации метала за счет очистки от примесей);
Выделение чистого вещества путем электролиза.

Получение цинка производится несколькими методами – электролитическим (так же как и Al) и пирометаллургический. Второй способ основан на восстановлении цинка из его оксида углеродом или оксидом углерода II (угарным газом):

ZnO + CO ⇄ Zn + CO₂

Достоинство этого метода в том, что продукты первой реакции могут использоваться во второй, что снижает количество выбросов в атмосферу.

Химические свойства алюминия и цинка

Оба вещества способны реагировать как обычные металлы. Так же, есть ряд специфических реакций.

Взаимодействие с неметаллами

С неметаллами и оба вещества взаимодействуют с образованием бинарных соединений – солей. Как правило, скорость течения реакции и условия зависят от активности неметалла. Так, с кислородом реакция идет реакция образования оксида при нагревании с цинком:

с алюминием в обычных условиях:

Оксид алюминия покрывает изделие плотной пленкой (оксидная пленка) и доступ кислорода прекращается, поэтому, для полной реакции его нужно брать в порошке.

Zn не реагирует с Br, N₂, Si, C, H₂.

Al не вступает в реакцию только с H₂.

Взаимодействие с металлами

С восстановителями оба металла образуют сплавы:

Это не является химической реакцией, так как не происходит передачи электронов или изменения химических свойств веществ.

Взаимодействие с кислотами и щелочами

С кислотами и алюминий, и цинк взаимодействуют при обычных условиях с образованием солей:

Результат реакции со щелочами зависит от условий реакции: если реакция идет в растворе (в присутствии воды), то образуются комплексные соли:

В безводной среде (сплавление) образуются соли металлических кислот:

2Al + 6KOH = 2KAlO₂ + 2K₂O + 3H₂ (KAlO₂ – алюминат калия).

Взаимодействие с водой

Алюминий активно взаимодействует с водой, если очистить оксидную пленку. Реакцию нужно проводить быстро, так как пленка образуется практически мгновенно:

Zn реагирует с водой при очень высокой температуре (при накаливании до красного состояния):

Оксиды цинка и алюминия

ZnO – оксид, широко используемый в химической промышленности. Он применяется для получения солей. В реакции со щелочами образуются комплексные соли, легко разрушаемые кислотами.

Al₂O₃ –глинозем. Имеет очень плотную кристаллическую решетку, из-за чего практически не реагирует при обычных условиях. При экстремально высоких температурах вступает в реакцию со щелочами:

Может вступать в реакцию с кипящими кислотами с образованием комплексных солей.

Применение алюминия и цинка

Al как самый распространенный элемент широко используется в химической промышленности. Он способен вытеснять восстановители из соединений, поэтому применяется для получения металлов. Такой метод называется алюмотермия.

Благодаря оксидной пленке и низкой плотности используется в автомобиле-, самолето- и ракетостроении для снижения массы изделия. В строительстве алюминий применяется для изготовления каркасов высотных зданий.

Zn применяется для снижения коррозии металлических изделий –цинкование. Порошок этого металла используется для изготовления масляных красок с металлическим блеском. Также, оксид служит в качестве антисептика. Мази на основе цинкового порошка используются в лечении лишаев и других инфекционных поражений кожи.

Сплавы алюминия и цинка

В металлургии практически не применяются в чистом виде из-за высокой пластичности. Для того чтобы сохранить достоинства металлов, но убрать недостатки осуществляют сплавление с другими металлами.

Сплавы алюминия

Сплавы алюминия делятся на две группы:

Литейные (без сохранения пластичности);
Конструкционные (деформируемые).

Таблица. Характеристика основных сплавов алюминия

Сплавы цинка

Самый используемый сплав цинка – латунь (Cu — Zn). Он обладает хорошими сварными свойствами, поэтому применяется в изготовлении кухонной утвари и различных изделий интерьера.

Если к этому сплаву добавляют свинец, этот сплав называется мунц-металл. Оба сплава применяются при литье труб и каркасов.

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2p 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Бокситы Al₂O₃ · H₂O (с примесями SiO₂, Fe₂O₃, CaCO₃) — гидрат оксида алюминия.

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):

Оксид алюминия

Оксид алюминия можно получить различными методами :

1. Горением алюминия на воздухе:

2. Разложением гидроксида алюминия при нагревании :

3. Оксид алюминия можно получить разложением нитрата алюминия :

Химические свойства

Оксид алюминия — типичный амфотерный оксид . Взаимодействует с кислотными и основными оксидами, кислотами, щелочами.

1. При взаимодействии оксида алюминия с основными оксидами образуются соли-алюминаты.

Например , оксид алюминия взаимодействует с оксидом натрия:

2. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом оксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , оксид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия в расплаве с образованием алюмината натрия и воды:

Оксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

3. Оксид алюминия не взаимодействует с водой.

4. Оксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами (сильных кислот). При этом образуются соли алюминия. При этом оксид алюминия проявляет основные свойства.

Например , оксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

5. Оксид алюминия взаимодействует с растворимыми кислотами с образованием средних и кислых солей.

Например , оксид алюминия реагирует с серной кислотой:

6. Оксид алюминия проявляет слабые окислительные свойства .

Например , оксид алюминия реагирует с гидридом кальция с образованием алюминия, водорода и оксида кальция:

Электрический ток восстанавливает алюминий из оксида (производство алюминия):

7. Оксид алюминия — твердый, нелетучий. А следовательно, он вытесняет более летучие оксиды (как правило, углекислый газ) из солей при сплавлении.

Например , из карбоната натрия:

Гидроксид алюминия

1. Гидроксид алюминия можно получить действием раствора аммиака на соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с водным раствором аммиака с образованием гидроксида алюминия и хлорида аммония:

2. Пропусканием углекислого газа, сернистого газа или сероводорода через раствор тетрагидроксоалюмината натрия:

Чтобы понять, как протекает эта реакция, можно использовать несложный прием: мысленно разбить сложное вещество Na[Al(OH)₄] на составные части: NaOH и Al(OH)₃. Далее мы определяем, как реагирует углекислый газ с каждым из этих веществ, и записываем продукты их взаимодействия. Т.к. Al(OH)₃ не реагирует с СО₂, то мы записываем справа Al(OH)₃ без изменения.

3. Гидроксид алюминия можно получить действием недостатка щелочи на избыток соли алюминия.

Например , хлорид алюминия реагирует с недостатком гидроксида калия с образованием гидроксида алюминия и хлорида калия:

4. Также гидроксид алюминия образуется при взаимодействии растворимых солей алюминия с растворимыми карбонатами, сульфитами и сульфидами . Сульфиды, карбонаты и сульфиты алюминия необратимо гидролизуются в водном растворе.

Например: бромид алюминия реагирует с карбонатом натрия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется бромид натрия:

Хлорид алюминия реагирует с сульфидом натрия с образованием гидроксида алюминия, сероводорода и хлорида натрия:

1. Гидроксид алюминия реагирует с растворимыми кислотами . При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов и типа соли.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с азотной кислотой с образованием нитрата алюминия:

2. Гидроксид алюминия взаимодействует с кислотными оксидами сильных кислот .

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с оксидом серы (VI) с образованием сульфата алюминия:

3. Гидроксид алюминия взаимодействует с растворимыми основаниями (щелочами). При этом в расплаве образуются соли—алюминаты, а в растворе – комплексные соли . При этом гидроксид алюминия проявляет кислотные свойства.

Например , гидроксид алюминия взаимодействует с гидроксидом калия в расплаве с образованием алюмината калия и воды:

Гидроксид алюминия растворяется в избытке щелочи с образованием тетрагидроксоалюмината:

4. Г идроксид алюминия разлагается при нагревании :

Видеоопыт взаимодействия гидроксида алюминия с соляной кислотой и щелочами (амфотерные свойства гидроксида алюминия) можно посмотреть здесь.

Соли алюминия

Нитрат и сульфат алюминия

Нитрат алюминия при нагревании разлагается на оксид алюминия, оксид азота (IV) и кислород:

Сульфат алюминия при сильном нагревании разлагается аналогично — на оксид алюминия, сернистый газ и кислород:

Комплексные соли алюминия

Для описания свойств комплексных солей алюминия — гидроксоалюминатов, удобно использоваться следующий прием: мысленно разбейте тетрагидроксоалюминат на две отдельные молекулы — гидроксид алюминия и гидроксид щелочного металла.

Например , тетрагидроксоалюминат натрия разбиваем на гидроксид алюминия и гидроксид натрия:

Na[Al(OH)₄] разбиваем на NaOH и Al(OH)₃

Свойства всего комплекса можно определять, как свойства этих отдельных соединений.

Таким образом, гидроксокомплексы алюминия реагируют с кислотными оксидами .

Например , гидроксокомплекс разрушается под действием избытка углекислого газа. При этом с СО₂ реагирует NaOH с образованием кислой соли (при избытке СО₂), а амфотерный гидроксид алюминия не реагирует с углекислым газом, следовательно, просто выпадает в осадок:

Аналогично тетрагидроксоалюминат калия реагирует с углекислым газом:

По такому же принципу тетрагидроксоалюминаты реагирует с сернистым газом SO₂:

А вот под действием избытка сильной кислоты осадок не выпадает, т.к. амфотерный гидроксид алюминия реагирует с сильными кислотами.

Например , с соляной кислотой:

Правда, под действием небольшого количества ( недостатка ) сильной кислоты осадок все-таки выпадет, для растворения гидроксида алюминия кислоты не будет хватать:

Аналогично с недостатком азотной кислоты выпадает гидроксид алюминия:

Комплекс разрушается при взаимодействии с хлорной водой (водным раствором хлора) Cl₂:

При этом хлор диспропорционирует.

Также комплекс может прореагировать с избытком хлорида алюминия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия:

Если выпарить воду из раствора комплексной соли и нагреть образующееся вещество, то останется обычная соль-алюминат:

Гидролиз солей алюминия

Растворимые соли алюминия и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Al 3+ + H₂O = AlOH 2+ + H +

II ступень: AlOH 2+ + H₂O = Al(OH )₂ + + H +

Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты алюминия и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Алюминаты

Соли, в которых алюминий является кислотным остатком (алюминаты) — образуются из оксида алюминия при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Для понимания свойств алюминатов их также очень удобно разбить на два отдельных вещества.

Например, алюминат натрия мы разделим мысленно на два вещества: оксид алюминия и оксид натрия.

NaAlO₂ разбиваем на Na₂O и Al₂O₃

Тогда нам станет очевидно, что алюминаты реагируют с кислотами с образованием солей алюминия :

KAlO₂ + 4HCl → KCl + AlCl₃ + 2H₂O

NaAlO₂ + 4HCl → AlCl₃ + NaCl + 2H₂O

Под действием избытка воды алюминаты переходят в комплексные соли:

Бинарные соединения

Сульфид алюминия под действием азотной кислоты окисляется до сульфата:

либо до серной кислоты (под действием горячей концентрированной кислоты):

Сульфид алюминия разлагается водой:

Карбид алюминия также разлагается водой при нагревании на гидроксид алюминия и метан:

Нитрид алюминия разлагается под действием минеральных кислот на соли алюминия и аммония:

Конспект по химии "Алюминий. Амфотерность."

Сегодня 27 марта. В 1961 ЮНЕСКО, объявил 27 марта праздником – Всемирным днем театра. В марте проходит фестиваль «Золотая маска». Золотая – ценная, престижная. А сегодня мы будем говорить о металле, который окружает нас по всюду, еще сто с небольшим лет тому назад этот металл считался драгоценным и шел на изготовление предметов роскоши. XXI век считается веком этого металла.

Посмотрите, пожалуйста, на слайд. Что объединяет все эти предметы? (состоят из алюминия)

Какая тема сегодняшнего урока? (Алюминий)

Проговорить режимные моменты.

Сегодня на уроке мы будем работать с помощью маршрутных листов, они лежат у вас на парте.

Еще на партах у вас есть листы оценок в группе. Напишите там вашу Ф.И.. В конце урока каждый из вас получит оценку за тест и за работу в группе. Будет выставлена общая оценка.

1. Мотивация и актуализация.

Молодцы! Вы назвали первую часть темы нашего урока.

Запишите в маршрутный лист. Обратим внимание на правильное написание этого слова (алюминий, с одной эль ).

Посмотрите, на следующий слайд. А что объединяет все эти предметы? Лягушка – это класс земноводных. Может жить на воде и на суше. Значит обладает двоякими свойствами.

Человек-амфибия из книги Александра Беляева тоже обладал особыми свойствами двух организмов: мог жить в воде и на суше.

Почему в этом ряду оказалась обычная алюминиевая кастрюля?

Откроем первый фо́рзац вашего учебника – периодическую систему .

1. Каково месторасположение алюминия? ( III A группа, III период).

2. Алюминий это металл или неметалл? (Металл)

3. А металлы способны принимать или отдавать электроны? (отдавать)

4. Значит проявляет какие свойства: окислительные или восстановительные?

5. Почему алюминий окрашен в два цвета. Так как находится на пересечении диагональю от бора до астата. А значит, это элемент – переходный. А значит его соединения будут обладать какими свойствами: кислотными, основными, амфотерными ?

Запишем вторую часть темы урока – амфотерность . Уточним происхождение данного слова. Из словаря заимствованных слов узнаем, что корень амф с греческого языка переводится как «оба» или «отношение к двум предметам, двоякость».

Исходя из темы сегодняшнего урока, сформулируйте цель : чтобы вы хотели сегодня узнать, понять, чему научиться?

Обобщить .

Узнать новое о свойствах алюминия и его соединениях, общие и индивидуальные особенности алюминия и его соединений.

Понять чем алюминий отличается от других металлов.

Научиться писать уравнения химических реакций на амфотерные свойства соединений алюминия.

Чтобы достичь поставленных целей немного повторим.

При изучении элементов других группы, какие соединения вы рассматривали?

Раз Al – это переходный металл, значит какой оксид соответствует ему, назовите его.

Если Al ₂ O ₃ – амфотерный оксид, значит, образует амфотерный гидроксид: основание и кислоту.

А теперь я предлагаю вам решить следующую задачу:

В электрохимическом ряду металлов алюминий следует за металлами II А группы, то есть он очень активен. Объясните, почему же провода линий электропередач изготавливают из алюминия?

Итак, кто готов ответить? Почему не знаете, как решить (не знаем химических свойств алюминия и его соединений).

2. Первичное усвоение новых знаний (работа в группах)

Каждая группа получила свое задание. Найдите, пожалуйста, эти задания на ваших столах. Алгоритм действий в них прописан. Работу выполняем в течение 10 минут.

Ваша задача заключается в следующем:

1. Распределить роли в группе

2. Выполнить задание в соответствии с инструкцией.

3. Соблюдать правила ТБ.

4. Ответы занести в маршрутный лист.

5. Подвести итоги работы в группе.

Итак, приступаем к выполнению заданий.

Через 1 мин. заканчиваем работу, подводим итоги работы в группе.

Внимание! Время вышло. Закончили работу. При ответе группы, все остальные заполняют в маршрутном листе недостающие факты.

Итак, первая группа «Алюминий». Все внимательно слушают. Все ли успели записать?

Ответ второй группы «Оксид алюминия». Все внимательно слушают. Во время ответа группы, заполняют таблицу все оставшиеся группы. Все ли успели записать?

Ответ третьей группы «Гидроксид алюминия». Все внимательно слушают. Во время ответа группы, заполняют таблицу все оставшиеся группы. Все ли успели записать?

Какие можно сделать выводы?

· Алюминий – переходный металл;

· Соединения алюминия – амфотерны;

· Какое общее свойство объединяет соединения алюминия? Это амфотерность.

Что такое амфотерность?

Записать определение в маршрутный лист.

Амфотерность (от др.-греч. ἀμφότεροι «двойственный; обоюдный») — способность химических соединений проявлять в зависимости от условий как кислотные , так и осно́вные свойства.

Вот какой необычный металл алюминий.

Но у нас есть еще одна группа. Итак, четвертая группа, что изучали Вы? Изучали взаимодействие алюминия с водой.

Возвращаемся к столбику – Al , химические свойства.

Какие сделали выводы их проделанного эксперимента?

Al без зачистки и с очисткой от оксидной пленки не взаимодействует с водой.

Но давайте посмотрим следующий видеоролик.

Вывод : алюминий может взаимодействовать с водой при удалении оксидной пленки за счет солей ртути ( HgCl ₂ – хлорид ртути ( II ) или сулема)

3. Первичная проверка понимания (решение ситуационной задачи):

А теперь вернемся к задаче, которая была дана в начале урока. Напомню ее условия.

Кто готов отвить? Поднимите руку!

4. Первичное усвоение знаний (тест)

Закройте, пожалуйста, маршрутные листы, переверните их. На обороте вы видите слово «Тест», состоит он из пяти вопросов.

Сейчас я буду задавать вам вопрос, а вы должны на него ответить. В таблицу и к соседу по группе в листок не заглядываем. Каждый делает сам, проверяем, как вы усвоили материал сегодняшнего урока. В журнал будут выставлены только положительные отметки «4» и «5».

Итак, тест: Вопрос № 1.

1. Как называется вещество, формула, которого - Al ₂ O ₃ ?

2. Выберите свойство, не относящееся к физическим свойствам алюминия?

3. Какое уравнение реакции отражает образование оксидной пленка на поверхности алюминия?

4. Какое вещество вступает во взаимодействие с серной кислотой?

5. Вставьте пропущенное слово:

Оксид алюминия и гидроксид алюминия являются … веществами.

Итак, а теперь проверим. На против правильного ответа ставим знак «+», а неправильного «-»

(слайд Проверь себя).

Итак, посчитайте количество ошибок.

Кто сделал без единой ошибки?

Кто допустил одну ошибку? В каком задании допустили ошибку? (сделать работу над ошибками.) и т.д.

В листах оценки, которые лежат у вас на столах, напротив своей фамилии поставьте, пожалуйста, полученную вами оценку.

5. Рефлексия.

Спросить 4 человек: Какую цель урока ты ставил перед собой вначале урока, прочитай, пожалуйста? Достиг ли ты ее?

6. Информация о домашнем задании.

На обороте маршрутного листа, после теста, написана информация о домашнем задании. Давайте рассмотрим его.

1. Изучить § 53 (82), выучить таблицу

2. Упр. 3 после § 53 (82)

3. Ситуационная задача.

4. «Алюмен» означает «квасцы». Двойные соли алюминия использовались с глубокой древности. Их применяли в качестве протравы при крашении тканей (для более прочного связывания краски), для обработки древесины. Македонский царь Архелай приказал обмазать деревянные стены квасцами. Какие качества придает древесине двойная соль алюминия. Знаете ли вы современное использование квасцов?

Мастер класс Практическая работа "амфотерные свойства алюминия"

На мастер классе сегодня я покажу как использую проблемный метод для формирования метапредметных УУД (способы деятельности применимые в рамках образовательного процесса, так и при решение проблем в реальных жизненных ситуациях -самостоятельности, умения взаимодействовать друг с другом, развитие познавательного интереса, борьба с хемофобией)

Тема Практическая работа «Амфотерные свойства алюминия» 9 класс

Здравствуйте, сегодня у нас практическая работа « Амфотерных свойств алюминия».

У меня вопрос (показываю мельхиоровую ложку)

Можно ли очистить столовые приборы с помощью алюминия на собственной кухне?

Да, можно, если знать особые химические свойства алюминия - амфотерные.

И цель практической работы «на практике убедится в том, что алюминий обладает амфотерными свойствами».

Что такое амфотерность?.

Это способность веществ проявлять кислотные и основные свойства, то есть реагировать с кислотой и с основанием,

Вещества - алюминий, соляная кислота, гидроксид натрия, уксусная кислота, пищевая сода, вода, две мельхиоровые ложки.

Оборудование - две пробирки, штатив для пробирок, держатели для пробирок, источник нагревания, два стакана, тигельные щипцы, поддон с песком, большой лабораторный штатив.

Цель. Определить взаимодействует ли алюминий с кислотой.

В первой пробирке находится соляная кислота. Осторожно опускаем в нее

кусочек алюминия. В держатель вставляем пробирку. Закрепляем его у горлышка. Прогревам всю пробирку, затем только раствор. Горлышко пробирки направляем от себя и соседа. Что наблюдаем? Записываем наблюдение и уравнения реакции в таблицу.

Промежуточный вывод . (ответ на цель опыта1).

Цель. Взаимодействует ли алюминий с основанием?

Во второй пробирке находится основание – гидроксид натрия. Также опускаем кусочек алюминия. Нагреваем пробирку осторожно, держа горлышко в сторону от себя и соседа. Что наблюдаем? Заносим наблюдение и уравнение в таблицу.

Промежуточный вывод (ответ на цель опыта 2)

Общий вывод (ответ на общую цель)

Мы выяснили, что алюминий может взаимодействовать и с кислотой и с основанием, то есть обладает амфотерностью.

Теперь Вам понятно «Почему современные хозяйки избавляются от столовых приборов и кастрюль из алюминия?»

Потому что, пища это агрессивная среда или щелочная или кислая, и при готовке в алюминиевой кастрюле происходит растворение алюминия, а это опасно.

Теперь дети должны ответить на проблемный вопрос «Можно ли очистить столовые приборы из мельхиора с помощью алюминия?

Обращаю внимание детей, что они наблюдают выделение газа, и этот газ водород. Вспоминаем, что водород прекрасный восстановитель, то есть он восстанавливает металлы из их оксидов.

А мельхиор представляет собой сплав меди и никеля. Медь окисляется и превращаются в черный оксид меди( II ). Это и есть потемнение металла и водород прекрасно очищает черноту.

Какое взаимодействие выбрать с кислотой или с основанием. Теоретически можно пользоваться любой. Кислоту заменить на уксусную, а основание получить, растворив питьевую соду. Вспоминаем, что этот процесс называется гидролиз (дети с ним уже знакомы). Можно попросить написать уравнение реакции и убедится, в наличии щелочной среды.

Мы также растворяем соду и опускаем туда лакмусовую бумажку. Среда щелочная.

Опыт 3 (выполняет дети как отличники – это поощрение, так и неуспешные – для усиления интереса к предмету )

Кладем на дно стаканов алюминиевую фольгу. Рвем ее на кусочки почему?

Чтобы быстрее шла реакция.

В первый стакан заливаем раствор уксуса опускаем ложку и нагреваем 1-2 минуты держа стакан на большом штативе. Снимаем стакан, ставим на песок. Вынимаем ложку тигельными щипцами, промываем ее в воде. Осматриваем. Делаем выводы.

Затем во второй стакан заливаем раствор соды (1столовая ложка на стакан воды) Опускаем мельхиоровую ложку в стакан и подогреваю 1-2 минуты. вынимаем ложку, промываем, осматриваем.

Итак Почему не использую первую реакцию? На кухне есть только уксусная кислота, а она по шкале «сила кислот» слабая. Реакция будет идти, но очень долго и будет сильно пахнуть уксусом. Поэтому все и я используем именно реакцию в щелочной среде.

А можно ли использовать реакцию с щелочью для очистки серебряных и золотых украшений?

Можно. Серебро темнее со временем, т.е. образуется оксид. В золоте 585 пробы всего 58,5% золота, остальное медь. Ее добавляют, что бы золотое изделие было более твердым. А медь имеет свойство окисляться. Особенно, щелочная среда важна если золотое украшение с жемчугом. Кислота разъедает его, так как жемчуг карбонат кальция.

Ответ на проблемный вопрос

Таким образом, обычная практическая работа показала, что многие процессы используемые в быту опираются на научные знания.

Ведь мы их учим видеть мир и красоту,

А красота всегда у счастья на посту,

И мудрости обычнейших вещей

Мы учим любознательных детей.

Приложение к практической работе

Инструкция к практической работе на мастер-классе

«Амфотерные свойства алюминия»

Цель «на практике убедится в том, что алюминий обладает амфотерными свойствами».

Вещества: алюминий, соляная кислота, гидроксид натрия, уксусная кислота, пищевая сода, вода, две мельхиоровые ложки, лакмусовая бумажка.

Оборудование : две пробирки, штатив для пробирок, держатели для пробирок, источник нагревания, два стакана, тигельные щипцы, поддон с песком, большой лабораторный штатив.

Техника безопасности

Приступать к работе только с разрешения учителя. Внимательно прочитать инструкцию. Работать аккуратно. В пробирки не заглядывать. Если испачкали пальцы, то сказать учителю и вымыть руки. Убрать длинные волосы под одежду. Зажигает источник нагревания только учитель. При нагревании направлять отверстие пробирки от себя и соседа.

Цель. Определить взаимодействует ли алюминий с кислотой.

В первой пробирке находится соляная кислота. Осторожно опускаем в нее кусочек алюминия. В держатель вставляем пробирку. Закрепляем его у горлышка. Прогревам всю пробирку, затем только раствор. Горлышко пробирки направляем от себя и соседа. Что наблюдаем? Записываем наблюдение и уравнения реакции в таблицу.

Читайте также: