Серебро из глины крылатый металл так образно называют алюминий
Обновлено: 14.05.2024
Развивающие. Продолжить формирование интеллектуальных умений –анализ, синтез, сравнение, индукция, развивать произвольное внимание.
Воспитательные. Продолжить формирование научного мировоззрения на процессы превращения веществ; нравственной сферы личности учащихся; интереса к предмету.
На доске. Дата, теме урока, эпиграф, домашнее задание
На демонстрационном столе: изделия из алюминия (фольга, банки из под напитков, посуда, алюминиевая пудра, демонстрационный столик, тигель, сухое горючее, ложечка для сжигания веществ.
На столах учащихся: таблицы «Физические свойства некоторых металлов», коллекция «Алюминий», спиртовка, спички, лабораторный штатив, штатив с пробирками, кусочек фольги, гранулы алюминия, серная кислота, гидроксид натрия.
Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, диск «Неорганическая химия» 8 класс, часть 2 (фрагмент «Реакция алюминия с йодом») Диск «Неорганическая химия» 9 класс Металлы главных подгрупп (фрагмент «Плавление алюминия»)
2.Учитель. В 60-ые годы 19 века любая модница в своем гардеробе должна была непременно иметь изделие из этого металла. Наполеон III приказал изготовить из этого металла столовые приборы и на торжественных приемах ставил приборы только дорогим гостям, остальные кушали еду из серебряных приборов. В 1889 году Менделееву подарили игрушку сделанную из этого металла. В своем романе «Что делать» Н.Г. Чернышевский говорил, что этому металлу принадлежит будущее. Что же это за удивительный металл?
Посмотрите на слайд, на нем изображено вещество, которое называют боксит, найдите его в коллекциях. Вы видите, что оно красно- бурого цвета, похоже на глину, но именно из него получают сегодня элемент, о котором мы будем сегодня говорить, и который будем исследовать.
Так почему очень дорогой в 19 веке, этот элемент так доступен сейчас.
Учитель. Итак, алюминий открыли и нашли место в Периодической системе. Скажите каким цветом алюминий окрашен в периодической системе? (ответ: зеленым, так как его соединения обладают амфотерными свойствами)
А теперь дадим характеристику алюминию по его положению в таблице.
(ответ: соседями по подгруппе являются бор и галлий, алюминий более металличен, чем бор, так как у алюминия больше радиус атома, но менее металличен, чем галлий, так как у него меньше радиус атома; соседями по периоду являются магний и кремний, алюминий более металличен, чем кремний, так как у него больше радиус атома и меньше электронов на внешнем уровне, алюминий менее металличен, чем магний, так как у него меньше радиус атома и больше электронов на внешнем уровне. Запишем электронное строение атома алюминия, видим, что на внешнем уровне три электрона, значит алюминий нетипичный металл. Степень окисления у него «+3», высший оксид – Al 2 O 3 , протонов -13, электронов -13, нейтронов -14, Ar =27.)
Учитель. А теперь рассмотрим физические свойства алюминия (работа с коллекцией «Алюминий», таблицами «Физические свойства некоторых металлов».
(ответ: алюминий занимает 4 место по электропроводимости, плотность 2,7, температура плавления -660, температура кипения -2327, отражает 90% белого света)
А теперь посмотрим как плавится алюминий.(фрагмент «Металлы главных подгрупп)
Учитель. А теперь посмотрим диаграмму нахождения элементов в земной коре.
(ответ: 1место –кислород, 2 место –кремний, 3 место – алюминий)
Опыт. Алюминиевая пудра насыпается в огонь
Итак, с чем реагирует алюминий? Почему реакция идет так бурно? Запишите уравнение реакции, представьте его с точки окисления – восстановления)
Ответ: с кислородом, в пудре на алюминии нет оксидной пленки
Учитель. С какими простыми веществами еще может реагировать алюминий? Запишите дома эти реакции, рассмотрите их с точки зрения ОВР.
Ответ: с галогенами, серой, фосфором, углеродом.
Учитель. А теперь давайте вспомним с какими сложными веществами могут реагировать металлы?
(ответ. С водой и кислотами.
Учитель. Алюминий активный металл и с водой реагирует только если убрать оксидную пленку, давайте посмотрим эту реакцию, а затем запишем уравнение, но для реакции мы возьмем алюминиевую фольгу, превратив ее в комочек.
Опыт. Взаимодействие алюминия с водой.
Учитель. Я думаю, что сейчас время физкульминутки и проведем ее под песню Виктора Цоя «Алюминиевые огурцы». (выполнение несложных упражнений для шеи, рук и головы.
А теперь проведите реакцию взаимодействия алюминия с серной кислотой, запишите уравнение и представьте его как ОВР, не забудьте, чтобы реакция прошла быстрее, что нужно сделать? Как определите продукты?
(ответ. Немного нагреть, продукт – водород, его можно определить если поднести горящую спичку, по звуку «пах»)
Учитель. На столах вы видите реактив, гидроксид натрия, давайте попробуем провести реакцию алюминия с ним и проверить продукты реакции, а затем записать уравнение данной реакции вместе.
(ответ: при взаимодействии алюминия с гидроксидом натрия то же выделяется водород, который можно обнаружить по звуку «пах»)
Учитель. Кроме водорода образуется вещество – комплексная соль тетрагидроксоалюминат натрия, она растворимая. Какой мы можем сделать вывод?
(ответ: алюминий переходный элемент, который проявляет свойства и металла, и неметалла)
Учитель. Так как алюминий металл стоящий до водорода в электрохимическом ряду напряжений металлов, поэтому он может вытеснить металлы, стоящие после него. Давайте проведем опыт прильем к алюминиевой фольге немного сульфата меди ( II ). Опыт идет какое - то время, поэтому посмотрим результаты опыта поставленного вчера. Что вы наблюдаете?
(ответ: на фольге налет красного цвета –это медь)
Учитель. Итак, мы рассмотрели физические, химические свойства алюминия, а теперь должны обсудить как он влияет на организм. Посмотрим слайд.
Пищевая добавка Е173 - алюминий.
В теле взрослого человека 140мг алюминия.
· Суточная потребность человека в алюминии 2,45мг
· Алюминий найдет свое место и в производстве новой так называемой «умной» одежды. Уже сейчас производители создали ткань, покрытую тонким слоем этого металла, которая получила название алюминированная ткань. Обладая интересными свойствами, такими как последовательное согревание и охлаждение, она может применяться в различных областях. Например, если на окне висят занавески, выполненные из этой ткани, то они будут отражать тепловые лучи в жаркие дни, но пропустят свет. Таким образом, в комнате будет прохладно и светло. Зимой занавески можно перевернуть металлической стороной в комнату, это позволит вернуть тепло в помещение. Такую ткань можно считать универсальной — обладатель плаща из алюминированной ткани может не опасаться ни зноя, ни холода. При этом в зависимости от погоды плащ нужно перевернуть той или иной стороной.
· Кстати, налажено и производство алюминированных одеял. Хотя одним из основных их составляющих является металл, весят такие покрывала не более 55 граммов. Если «металлическое» одеяло свернуть, оно поместится в небольшой футляр по размеру чуть больше портсигара. Без сомнений, в недалеком будущем в жарких странах панамы, зонты и шляпы из алюминия будут пользоваться огромным спросом. К тому же алюминированная одежда для туристов, рыбаков, геологов — всех тех, кому приходится много бывать на солнце, безусловно, найдет своих покупателей. Уместным будет использование «алюминиевых» технологий и в производстве формы для пожарных.
Учитель. Эрстед назвал алюминий металлом из глины, так как это металл с удивительно разнообразными свойствами всего за два века с момента своего появления сумел завоевать весь мир, став синонимом технического прогресса. Недаром алюминий называют "крылатым" металлом, он стал символом устремления людей ввысь, в небеса. В первую очередь алюминий ассоциируется с реактивными самолетами и космическими ракетами, которые без него просто невозможно было бы создать. А 21 век, по всеобщему признанию, и вовсе обещает стать веком алюминия. Поэтому дома вы должны составить таблицу в которой отразить свойство алюминия и область его применения.
«Серебро из глины» именно так Эрстед назвал необыкновенный элемент – алюминий. Два урока по программе не дают возможности полностью раскрыть эту тему, поэтому предлагаю свою версию данного урока, главное в нем через исследование прийти к тому, что алюминий переходный элемент, а на следующем уроке, что его соединения амфотерны. Урок насыщенный, в нем есть эксперимент, логическое рассуждение, способность делать выводы, обобщать. Немаловажно затронуть тему получение данного элемента и конечно его применение.
§46. Цветная металлургия
1. Цветная металлургия по количеству производимого металла значительно уступает черной. Её продукция измеряется миллионами, сотнями тысяч или даже сотнями тонн, но не десятками миллионов тонн, как в черной металлургии.
2. Цветные металлы отличаются их меньшим содержанием в рудах: если самые бедные железные руды содержат железа не менее 20%, то медные руды с содержанием меди в 5% считаются очень богатыми, а олово начинают добывать при его содержании в десятые доли процента.
3. Для цветной металлургии характерна глубокая комплексная переработка сырья. Из-за очень сложного состава большинства руд, кроме основного металла, нужно извлечь дополнительные элементы (редкие и рассеянные металлы, соединения серы и др.).
3. Сформулируйте главную закономерность в размещении предприятий цветной металлургии. Приведите пример, подтверждающий эту закономерность.
Предприятия цветной металлургии, как правило, размещаются вблизи районов добычи сырья. В местах добычи осуществляется и обогащение руд. У источников дешевой энергии сосредотачиваются заводы по выплавке легких металлов. Исторически первым районом цветной металлургии был Урал. Сейчас производство цветных металлов развито также в Сибири, на дальнем Востоке и в европейской части страны.
Никель-кобальтовые руды перерабатываются в местах добычи, поскольку содержание металлов в них невелико. Кроме Норильска образовался центр этих производств на Кольском полуострове: Мончегорск близ горного массива Хибины, Заполярный (рядом с которым находится поселок с характерным названием Никель). В меньших масштабах добывается руда не Урале.
4. Выберете верный ответ. Старейшая отрасль цветной металлургии в России: а) оловянная; б) алюминиевая; в) свинцово-цинковая; г) медная.
Верный ответ г) медная. Ее развитие началось еще в 18 веке на Урале.
5. Выберете верный ответ. К источникам дешевой энергии тяготеет производство: а) алюминия; б) никеля; в) олова.
Верный ответ: а) алюминия.
6. Сформулируйте вопрос, позволяющий расширить или углубить знания, полученные о цветной металлургии России. Составьте список возможных поисковых запросов, которые могут помочь ответить на этот вопрос. Обменяйтесь вопросами с соседом по парте и завершите работу письменным ответом.
Сформулированный вопрос, позволяющий расширить или углубить знания, полученные о цветной металлургии России: какие перспективы стоят перед цветной металлургией?
- развитие Дальневосточной металлургической базы.
- применение новых технологий добычи руды, позволяющих меньше загрязнять окружающую среду. Разработаны гео- и биотехнологии добычи руды, которые позволяют сохранять ландшафты.
- одно из перспективных направлений в металлургии - это создание автоматизированных мини-заводов, которые работают на металлоломе, меньше загрязняют окружающую среду.
- использование вторсырья (металлолом и пр.), переплавка которого эффективна. Так, при плавке 1 т металлолома экономится 4 тонны железной руды, 530 т медной руды. Загрязнение атмосферы сокращаются в 7 раз, количество отходов снизится в 16 раз.
Поисковые запросы: «развитие цветной металлургической базы», «новые технологии добычи руд цветных металлов», «перспективная переработка цветных металлов»
7. «Серебро из глины», «крылатый металл» - так образно называют алюминий. Список сфер его применения велик. Сегодня без этого металла немыслим наш быт. И в вашем доме есть изделия из алюминия. Что это за изделия? Назовите их.
Изделия из алюминия в нашем доме: посуда, корпуса бытовой техники, электрические провода, профиля дверей и окон и др.
8. Особо острая экологическая ситуация сохраняется на предприятиях концерна «Норильский Никель». Степень загрязненности во многом зависит как от величины и состава загрязнителей, так и от направления ветров. Какие мероприятия вы предложите руководителям концерна для улучшения экологической ситуации: а) в первую очередь; б) на перспективу?
В первую очередь, исключить загрязнение окружающей среды путем введения качественных систем очистки воздуха.
В перспективе, учитывать розу ветров (движение загрязненных потоков воздуха) при проектировании и возведении городских построек.
Какой металл называют «крылатым» и почему?
Алюминий - самый распространенный в природе металл: он занимает третье место после кислорода и кремния, а среди металлов - первое.
Но в чистом виде алюминий в природе не встречается. Зато его очень много в различных соединениях с другими химическими элементами. Алюминий содержится в полевом шпате, слюде, глине. И название своё металл получил от латинского слова alumen, которое переводится как "квасцы". Квасцы представляют собой соли алюминия. Они встречаются в природе, и еще в древности алумены использовали в самых разных областях - в медицине, искусстве (для производства красителей), строительстве. Ученые эпохи Возрождения считали, что квасцы были солью в составе глинозема. В 1782 году французский химик Лавуазье предположил, что квасцы - это оксид какого-то неизвестного металла.
Алюминий в чистом виде впервые получил датский физик Ханс Эрстед в 1825 году. Французский химик Анри Сент-Клер научился получать его путем электролиза и разработал промышленный способ получения алюминия.
Анри Этьен Сент-Клер Девиль
Процесс выделения этого металла из других соединений довольно сложный и дорогостоящий, поэтому алюминий долгое время считался металлом дорогим и редким. Зато после открытия новых методов получения чистого алюминия он стал самым дешевым из цветных металлов.
Главное свойство алюминия - легкость. Он почти втрое легче железа, более чем в три раза легче меди и в четыре раза - свинца. Но сам по себе алюминий - мягкий металл. Если вы когда-нибудь держали в руках алюминиевую проволоку, вы знаете, как легко ее гнуть и ломать. Но уже в конце 19 века было обнаружено, что сплавы алюминия с другими металлами обладают высокой прочностью, оставаясь при этом лёгкими.
Статуя бога взаимной любви Антероса на площади Пикадилли в Лондоне -
первая крупная скульптура из алюминия
Для повышения прочности алюминия к нему добавляют такие металлы как цинк, медь, магний, а также кремний. Эти сплавы по использованию в промышленности занимают второе место. Они значительно облегчают мосты и линии электропередачи, строительные конструкции. Алюминиевые сплавы широко используют как в каркасах зданий, так и для отделки. Благодаря алюминию здания получаются более легкими, а это особенно важно при строительстве крупных объектов, например, небоскрёбов.
В 70-х годах 20 века из алюминия стали производить банки для напитков.
Алюминиевые банки
Алюминий хорош тем, что прекрасно поддаётся вторичной переработке, причем перерабатывать его можно практически бесконечно: 75% алюминия, который был когда-либо произведён, используется до сих пор.
Особенно незаменим этот легкий металл и его сплавы при строительстве самолетов, ракет и искусственных спутников. Его применение намного уменьшает вес современных летательных аппаратов. Оболочка первого в мире искусственного спутника Земли была изготовлена из сплавов алюминия.
Первый искусственный спутник Земли
Урок-исследование "Серебро из глины"
“Мы отнюдь не властвуем над природой, все наше господство состоит в том, что мы, в отличие от других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять.”
Ф. Энгельс.
- Дидактические. Систематизировать знания о свойствах элементов по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева. Продолжить формирование умений составлять уравнения химических реакций.
- Развивающие. Продолжить формирование интеллектуальных умений –анализ, синтез, сравнение, индукция, развивать произвольное внимание.
- Воспитательные. Продолжить формирование научного мировоззрения на процессы превращения веществ; нравственной сферы личности учащихся; интереса к предмету.
На доске: Дата, теме урока, эпиграф, домашнее задание.
На демонстрационном столе: изделия из алюминия (фольга, банки из напитков, посуда, алюминиевая пудра, демонстрационный столик, тигель, сухое горючее, ложечка для сжигания веществ.
На столах учащихся: таблицы “Физические свойства некоторых металлов”, коллекция “Алюминий”, спиртовка, спички, лабораторный штатив, штатив с пробирками, кусочек фольги, гранулы алюминия, серная кислота, гидроксид натрия.
Оборудование: мультимедийная приставка, компьютер, диск “Неорганическая химия” 8 класс, часть 2 (фрагмент “Реакция алюминия с йодом”), диск “Неорганическая химия” 9 класс Металлы главных подгрупп (фрагмент “Плавление алюминия”).
1. Организационный момент.
2. Учитель. В 60-ые годы 19 века любая модница в своем гардеробе должна была непременно иметь изделие из этого металла. Наполеон III приказал изготовить из этого металла столовые приборы и на торжественных приемах ставил приборы только дорогим гостям, остальные кушали еду из серебряных приборов. В 1889 году Менделееву подарили игрушку сделанную из этого металла. В своем романе “Что делать” Н.Г. Чернышевский говорил, что этому металлу принадлежит будущее. Что же это за удивительный металл?
Посмотрите на слайд, на нем изображено вещество, которое называют боксит, найдите его в коллекциях. Вы видите, что оно красно– бурого цвета, похоже на глину, но именно из него получают сегодня элемент, о котором мы будем сегодня говорить, и который будем исследовать.
(Ответ: соседями по подгруппе являются бор и галлий, алюминий более металличен, чем бор, так как у алюминия больше радиус атома, но менее металличен, чем галлий, так как у него меньше радиус атома; соседями по периоду являются магний и кремний, алюминий более металличен, чем кремний, так как у него больше радиус атома и меньше электронов на внешнем уровне, алюминий менее металличен, чем магний, так как у него меньше радиус атома и больше электронов на внешнем уровне. Запишем электронное строение атома алюминия, видим, что на внешнем уровне три электрона, значит алюминий нетипичный металл. Степень окисления у него “+3”, высший оксид – Al2O3, протонов – 13, электронов – 13, нейтронов – 14, Ar = 27.)
Учитель. А теперь рассмотрим физические свойства алюминия (работа с коллекцией “Алюминий”, таблицами “Физические свойства некоторых металлов”.
(Ответ: алюминий занимает 4 место по электропроводимости, плотность 2,7, температура плавления -660, температура кипения -2327, отражает 90% белого света.)
А теперь посмотрим как плавится алюминий. (Фрагмент “Металлы главных подгрупп.)
(Ответ: 1 место – кислород, 2 место – кремний, 3 место – алюминий.)
Опыт. Алюминиевая пудра насыпается в огонь.
(Ответ: с кислородом, в пудре на алюминии нет оксидной пленки.)
(Ответ: с галогенами, серой, фосфором, углеродом.)
(Ответ: С водой и кислотами.)
(Опыт. Взаимодействие алюминия с водой.)
Учитель. Я думаю, что сейчас время физкульминутки и проведем ее под песню Виктора Цоя “Алюминиевые огурцы”. (Выполнение несложных упражнений для шеи, рук и головы.)
(Ответ. Немного нагреть, продукт – водород, его можно определить если поднести горящую спичку, по звуку “пах”.)
(Ответ: при взаимодействии алюминия с гидроксидом натрия то же выделяется водород, который можно обнаружить по звуку “пах”.)
(Ответ: алюминий переходный элемент, который проявляет свойства и металла, и неметалла.)
Учитель. Так как алюминий металл стоящий до водорода в электрохимическом ряду напряжений металлов, поэтому он может вытеснить металлы, стоящие после него. Давайте проведем опыт прильем к алюминиевой фольге немного сульфата меди (II). Опыт идет какое – то время, поэтому посмотрим результаты опыта поставленного вчера. Что вы наблюдаете?
(Ответ: на фольге налет красного цвета – это медь.)
Пищевая добавка Е173 – алюминий.
Суточная потребность человека в алюминии 2,45мг.
Алюминий найдет свое место и в производстве новой так называемой “умной” одежды. Уже сейчас производители создали ткань, покрытую тонким слоем этого металла, которая получила название алюминированная ткань. Обладая интересными свойствами, такими как последовательное согревание и охлаждение, она может применяться в различных областях. Например, если на окне висят занавески, выполненные из этой ткани, то они будут отражать тепловые лучи в жаркие дни, но пропустят свет. Таким образом, в комнате будет прохладно и светло. Зимой занавески можно перевернуть металлической стороной в комнату, это позволит вернуть тепло в помещение. Такую ткань можно считать универсальной – обладатель плаща из алюминированной ткани может не опасаться ни зноя, ни холода. При этом в зависимости от погоды плащ нужно перевернуть той или иной стороной.
Кстати, налажено и производство алюминированных одеял. Хотя одним из основных их составляющих является металл, весят такие покрывала не более 55 граммов. Если “металлическое” одеяло свернуть, оно поместится в небольшой футляр по размеру чуть больше портсигара. Без сомнений, в недалеком будущем в жарких странах панамы, зонты и шляпы из алюминия будут пользоваться огромным спросом. К тому же, алюминированная одежда для туристов, рыбаков, геологов – всех тех, кому приходится много бывать на солнце, безусловно, найдет своих покупателей. Уместным будет использование “алюминиевых” технологий и в производстве формы для пожарных.
Учитель. Эрстед назвал алюминий металлом из глины, так как это металл с удивительно разнообразными свойствами всего за два века с момента своего появления сумел завоевать весь мир, став синонимом технического прогресса. Недаром алюминий называют "крылатым" металлом, он стал символом устремления людей ввысь, в небеса. В первую очередь алюминий ассоциируется с реактивными самолетами и космическими ракетами, которые без него просто невозможно было бы создать. А 21 век, по всеобщему признанию, и вовсе обещает стать веком алюминия. Поэтому дома вы должны составить таблицу, в которой отразить свойство алюминия и область его применения.
Тема урока: "Алюминий, его свойства и применение"
Цель урока: дать характеристику алюминию; продолжить формирование умения составлять уравнения химических реакций, характеризующих общие свойства алюминия; объяснять явление амфотерности на примере алюминия, характеризовать природные соединения алюминия; знать области применения алюминия и его сплавов.
Оборудование: коллекция “Алюминий и его сплавы”; алюминий (фольга, проволока, порошок, гранулы); растворы соляной кислоты и гидроксида натрия, хлорида алюминия, карбоната натрия; образцы горных пород и минералов.
Демонстрация: а) горение алюминия в кислороде; б) отношение алюминия к концентрированной азотной кислоте.
Лабораторный опыт: а) ознакомление с образцами алюминия и его сплавов, руды алюминия; б) взаимодействие алюминия с кислотами и со щелочами.
Повторение: строение атома, закономерность изменения свойств элементов и их соединений в периодах и группах. Амфотерность в свете теории электролитической диссоциации и ОВР.
Урок начинается стихотворением:
“Он яркой звездой загорится,
Белый и легкий металл,
В 13-й клетке таблицы
Почетное место занял.
Для легкости в сплавы дается,
Мощь самолетов создал.
Тягуч и пластичен, отлично куется
Серебряный этот металл.
В составе багровых рубинов,
В сапфировой сини огней,
Всерой обыденной глине,
В виде наждачных камней”.
Вопрос: О каком металле шла речь в стихотворении?
Итак, герой нашего урока – металл. Да, самый обыкновенный металл – алюминий, с которым мы сталкиваемся повсюду. Казалось бы, что можно рассказать о нем? Но алюминий имеет большую и интересную историю. Всего каких-нибудь сто лет назад об алюминии знали лишь в лабораториях ученых. Промышленных способов извлечения алюминия из руды не было, алюминий ценился на вес золота.
Есть в истории алюминия и необъяснимые загадки. Древнеримский ученый Плиний Старший (1 в.н.э.) сообщает, что однажды пришел к императору Тиберию неизвестный человек и принес легкую серебряную чашу. Посетитель утверждал, что научился получать алюминий из глины. Тиберий велел казнить изобретателя, чтобы никто не мог узнать секрет и обесценить “серебро”. Возможность получения “серебра” из глины казалась нелепым вымыслом по крайней мере до 1827 г, когда люди впервые увидели алюминий. А сейчас мы можем задуматься над тем удивительным и загадочным даже для нас технологическим процессом, до которого додумался несчастный изобретатель великой империи рабов.
Первым изделием из алюминия были пуговицы на камзоле одного из последних королей Франции. Король был счастлив и гордился приобретением: никто из королей и монархов Европы не имел таких пуговиц.
В настоящее время алюминиевыми пуговицами никого не удивишь. Алюминий – довольно дешевый металл и наряду с другими металлами имеет самое широкое применение.
Итак, тема нашего урока: “Алюминий, его свойства и применение”.
Алюминий – элемент главной подгруппы третьей группы третьего периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 13. Обозначается символом Al. На внешнем электронном слое у атома алюминия находится 3 электрона. В химических реакциях он выступает в качестве восстановителя. Характерная степень окисления алюминия +3, заряд иона – 3+. Слайд 2.
Алюминий относится к группе лёгких металлов. Наиболее распространённый металл и третий по распространённости (после кислорода и кремния) химический элемент в земной коре.
Охарактеризуйте положение алюминия в периодической таблице химических элементов (порядковый номер, номер периода, номер ряда, группа и подгруппа).
Вопрос: Зарисуйте строение атома алюминияи предположите какими свойствами должен обладать алюминий.
Ученики рисуют в тетради. Через несколько минут показываю Слайды 3–4 презентации (строение атома).
Степени окисления алюминия: на доске заполнить схему Al 0 –> Al 3+ . Слайд 4.
Простое вещество алюминий – лёгкий, парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Алюминий обладает высокой тепло– и электропроводностью, стойкостью к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Температура плавления алюминия 660°С. Алюминий образует сплавы почти со всеми металлами. Наиболее известны сплавы с медью и магнием (дюралюминий) и кремнием (силумин).
Свойства простого вещества алюминия. Слайд 5.
Какие физические свойства алюминия вы знаете?
– Свойства: серебристый легкий металл, пластичный, обладает отражательной способностью (зеркало из алюминия более стойко и не тускнеет). Слайд 6.
Вопрос: Какими еще физическими свойствами обладает алюминий?
– Легко прокатывается в листы, вытягивается в проволоку. Алюминий обладает высокими тепло– и электропроводностью, немного уступая в этом отношении меди и серебру.
Алюминий – активный металл. Но при нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями: с H2O (t°);O2, HNO3 (без нагревания). Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии. Однако при разрушении оксидной плёнки алюминий выступает как активный металл-восстановитель. Слайд 7.
Химические свойства алюминия обусловлены легкостью отрыва электронов, поэтому алюминий должен проявлять свойства металлов. Записываем уравнения в тетрадь. Слайд 8. (С кислородом, галогенами, серой, водой, кислотами.)
Легко реагирует с простыми веществами:
– с другими неметаллами реагирует при нагревании:
а) с серой, образуя сульфид алюминия:
б) с азотом, образуя нитрид алюминия:
в) с углеродом, образуя карбид алюминия:
Алюминий реагирует со сложными веществами:
– с водой (после удаления защитной оксидной пленки, например, амальгамированием или растворами горячей щёлочи):
– со щелочами (с образованием тетрагидроксоалюминатов и других алюминатов):
– Легко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
– При нагревании растворяется в кислотах – окислителях, образующих растворимые соли алюминия:
– восстанавливает металлы из их оксидов (этот метод получения простых веществ металлов называется алюминотермией):
Опыт 1. Нагреваю алюминиевую фольгу на спиртовке – алюминий покрывается защитной пленкой, а если эту пленку снять, то происходит окисление (уравнение).
Опыт2. Взаимодействие алюминия с бромом (уравнение).
Опыт 3. По отношению к воде алюминий устойчив, потому что покрыт защитной оксидной пленкой, но если погрузить в воду амальгамированный алюминий, то он будет вытеснять водород из воды. Записываем уравнение.
Лабораторный опыт. Каждый на своем рабочем месте: к алюминию прилить раствор соляной кислоты. Что наблюдаете? Записываем уравнение реакции.
Возвращаемся к схеме строения атома. Увеличение электронов на внешнем уровне и уменьшение атомного радиуса, соседство сверху и справа с неметаллами могут привести к особым свойствам – взаимодействию со щелочами.
Лабораторный опыт. Прилить к алюминию раствор гидроксида натрия. Что наблюдаем? Записываем уравнение реакции.
Вопрос: Какой вывод можно сделать исходя из свойств алюминия?
Вывод: алюминий обладает амфотерными свойствами.
Демонстрация: алюминий + концентрированная азотная кислота =
Вопрос: Где может найти применение данное свойство?
– В промышленности (металлотермия) для получения особо чистых металлов из их оксидов.
Алюминий – третий по распространенности элемент в земной коре. Алюминий – это еще один “лидер” среди всех элементов Земли. Алюминия в земной коре почти 8%, его опережают по распространенности только кислород и кремний.
Он встречается только в соединениях. Слайд 9. Важнейшие: Каолинит Al2O3*2SiO2*2H2O
Одним из наиболее распространенных его соединений является корунд. Рубин, сапфир – разновидности корунда, окрашенные небольшими примесями.
“Есть в теплом море дивный яхонт…” Это о рубине. Яхонт – старинное русское название рубина. (“Садко”.)
Алый рубин и синий сапфир в древности и в средние века считали целебными камнями: “Рубин врачует сердце, мозг, силу и память человека, сапфир – хранит и умножает мужество, очищает глаза, укрепляет мускулы”.
В “Сказках об Италии” А.М. Горький воссоздал образ жестокого обывателя Тамерлана, стремившегося покорить и разрушить весь мир: “На его страшной седой голове – белая шапка с рубином на острой верхушке… А в ушах царя – серьги из рубинов Цейлона, из камней цвета губ красивой девушки”.
Рубин теперь не только предмет роскоши, он стал камнем – тружеником. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах.
В природе алюминий в связи с высокой химической активностью встречается почти исключительно в виде соединений. Наиболее распространены алюмосиликаты и бокситы. Оксид алюминия входит в состав ряда самоцветов (рубин, сапфир). Слайд 10–12.
В середине 19 столетия, когда алюминий, был дороже драгоценных металлов и мировое производство его исчислялось килограммами в год, великий русский демократ Н.Г. Чернышевский проявил гениальную прозорливость, сказав, что этому металлу суждено огромное будущее, что алюминий – металл прогресса.
Предсказание Чернышевского сбылось, и алюминий по своему практическому значению стал в самом широком смысле слова металлом 20 века.
Название алюминия происходит от латинского слова “алюмен” – квасцы. Эту соль люди задолго до нашей эры начали использовать, сначала в качестве протравы при крашении тканей, а потом и в медицине как кровоостанавливающее средство. Однако получить этот металл удалось сравнительно недавно, меньше 200 лет назад.
Первым металлический алюминий выделил в 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстет, пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного с углем. Чтобы восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид алюминия амальгамой калия (жидким сплавом калия с ртутью). Слайд 13.
Через 2 года немецкий химик Фридрих Велер усовершенствовал метод получения алюминия, заменив амальгаму калия чистым металлическим калием.
Понадобилось еще 30 лет, чтобы появился электролитический способ получения алюминия. Его разработали независимо друг от друга немецкий химик Роберт Вильгельм Бунзен и французский ученый Анри ЭтьеннСент-Клер Девилль.
На Парижской Всемирной выставке 1855 года уже демонстрировался большой слиток страшно дорогого алюминия – “серебра из глины”, полученный электролизом расплава смеси хлорида алюминия и хлорида натрия.
Однако в массовом масштабе получать алюминий стало возможным после 1886 года, благодаря усилиям молодого американца Чарльза Мартина Холла и французского химика Поля Эру.
Один из немногих энтузиастов использования серебристого металла Наполеон III (племянник Наполеона Бонапарта) задумал было снабдить солдат французской армии нагрудниками и касками из алюминия. Лаборатории Сент-Клер Девилля были выделены немалые средства, но металл был еще таким дорогим, что каски достались только солдатам личной охраны принца.
Вопрос: Какое же применение имеет металл настоящего и будущего, металл прогресса?
Вопрос: какие свойства алюминия обусловили его широкое применение. Слайд 14.
Небольшой вес, высокие противокоррозионные свойства, значительная прочность определили применение этого металла. Он занял прочное место в строительстве самолетов, машиностроении, судостроении. Самый тяжелый из группы легких металлов алюминий стали называть “крылатым металлом”.
“Он серебрист, как белый иней,
В нем лунный свет и солнца жар,
Металл крылатый алюминий,
Он славу добрую снискал.
Его рождала мудрость века,
Движенье мускулистых рук,
Мечта и дерзость человека,
Сверхскоростных полетов звук.
Неугасимое горенье
В цехах завода до утра.
Вот здесь я черпал вдохновенье…
И дел литейных мастеров
Меня за труд благодарили”.
Применение: – применяется для производства различных сплавов.
Наибольшее распространение имеют дюралюмины (сплав алюминия и магния), силумины (сплав алюминия с кремнием).в виде чистого металла – на изготовление электропроводов и различной химической аппаратуры.
Читайте также: