Презентация по теме "Алюминий"

АЛЮМИНИЙ

Учитель химии

Дзенис А.В.,

Москва

2013 г.

«Здание, … громадное здание... Какая легкая архитектура …! Из чего эти двери и рамы окон? Что это такое? серебро? платина? Да и мебель почти вся такая же…Эта металлическая мебель легче нашей ореховой. Но что ж это за металл?... Рано или поздно, алюминий заменит собою дерево, может быть, и камень … Везде алюминий и алюминий …»

Почти 150 лет назад в своем романе Н.Г.Чернышевский предсказал алюминию великое будущее. И он оказался прав: элемент № 13 – основа многих современных конструкционных материалов.

Н.Г.Чернышевский

«Что делать?»

Немного истории …

1825 год

.

Конец 19-го века . Чарльз Холл

и Поль Эру разработали дешевый способ производства алюминия электролизом расплавленного в криолите оксида алюминия.

Почему же алюминий за столь короткий срок с момента его открытия стал одним из важнейших металлов?

1911 год . Альфред Вильм открыл «дюралюминий» (прочный сплав алюминия с медью, магнием и марганцем) , а в 1919 году из него был сделан первый самолет.

В чем особенность этого металла? Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к характеристике элемента № 13 и свойствам образуемого им простого вещества…

С тех пор началось массовое производство алюминия.

3

Химический элемент алюминий

Задание 1 : охарактеризуйте положение алюминия в периодической системе и строение его атома по плану :

I. Положение элемента в Периодической системе

а) порядковый номер, Аr;

б) номер периода;

в) номер группы, подгруппа.

  II. Состав атома

а) Z ядра, общее число электронов

б) состав ядра атома

  III. Строение атома элемента

а) схема строения атома

б) электронная конфигурация атома; валентные

электроны,

в) R атома (сравнение с соседями по периоду и

главной подгруппе)

Вспомните: а) каков физический смысл порядкового номера элемента, номера периода, номера группы?

б) как меняется радиус атомов элементов в периоде и в главной подгруппе?

3

R атома ( Al ) R атома ( Si ) R атома ( B ) 3 " width="640"

Проверьте себя:

Задание 1: характеристика элемента алюминия по

положению в периодической системе:

I. Положение элемента в Периодической системе

а) порядковый номер = 13 ; Аr(Al)= 27

б) период: 3

в) группа III , подгруппа главная

  II. Состав атома

а) Заряд ядра атома = + 13,

общее число электронов в атоме = 13 ;

б) состав ядра атома: 13 протонов, 14 нейтронов

  III. Строение атома элемента

а) схема строения атома : 2, 8, 3

б) электронная конфигурация атома: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

в) R атома ( Mg ) R атома ( Al ) R атома ( Si )

R атома ( B )

3

Физические свойства алюминия

Задание 2: пользуясь учебником или

другой справочной

литературой, выпишите (в столбик)

важнейшие физические свойства

простого вещества алюминия.

Подумайте, как применяются эти

свойства алюминия?

Внешний вид алюминия

Задание 3: рядом с записанными

свойствами укажите, как

они могут быть использованы.

Проверьте себя:

Задание 3:

Задание 2:

Физические свойства

алюминия:

Применение:

- легкий создание сплавов для судостроения

и авиастроения, строительство

- высокая электропроводность электротехника,

- очень пластичный фольга и проволока

- высокая теплопроводность, изготовление посуды

- его поверхность прекрасно изготовление

отражает свет зеркал

- серебристо-белый металл,

- температура плавления 660°C,

Химические свойства алюминия

Алюминий — достаточно активный металл, но на воздухе

мгновенно покрывается плотной пленкой оксида . Благодаря этому алюминий практически не подвержен коррозии .

1) Алюминий реагирует с простыми веществами :

а) с кислородом,

б) с галогенами,

в) с серой (при нагревании),

г) с углеродом (при нагревании).

Задание 4: напишите уравнения реакций алюминия с серой,

с бромом, с углеродом, горения алюминия, укажите

окислитель и восстановитель.

Проверьте себя:

Задание 4:

a) 2 + 3 =

ВОССТАНОВИТЕЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬ

б) 4 + 3 =

ВОССТАНОВИТЕЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬ

в)

4

+ 3

= 2

ВОССТАНОВИТЕЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬ

+ 3

= 2

г)

2

ВОССТАНОВИТЕЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬ

2) Алюминий взаимодействует со сложными веществами :

А ) с водой (после удаления защитной пленки, например, амальгамированием или действием раствора щелочи):

Al + H 2 O → Al(OH) 3 + H 2

Б) со щелочами :

Al + NaOH + H 2 O → Na[Al(OH) 4 ] + H 2

Тетрагидроксоалюминат

натрия

В) с некоторыми оксидами металлов :

Сr 2 O 3 + Al → Al 2 O 3 + Cr

Задание 5: расставьте коэффициенты в приведенных

выше схемах реакций

Проверьте себя:

Задание 5:

2) Алюминий взаимодействует со сложными веществами :

А ) с водой (после удаления защитной пленки, например, амальгамированием или действием раствора щелочи):

2 Al + 6 H 2 O → 2 Al(OH) 3 + 3 H 2

Б) со щелочами :

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na[Al(OH) 4 ] + 3 H 2

Тетрагидроксоалюминат

натрия

В) с некоторыми оксидами металлов :

Сr 2 O 3 + 2 Al → Al 2 O 3 + 2 Cr

Г) Взаимодействие с кислотами :

а) Алюминий реагирует с соляной и разбавленной серной

кислотами

Задание 6: напишите молекулярное, полное и краткое

ионные уравнения реакций взаимодействия

алюминия с соляной кислотой.

б) В концентрированной азотной кислоте алюминий

пассивируется

Д) Отношение алюминия к растворам солей:

Вспомните: а) какие вещества образуются при взаимодействии металлов с

растворами кислот?

б) общее правило взаимодействия металлов с растворами солей.

Задание 7: напишите молекулярные, полные и краткие

ионные уравнения возможных реакций

а) Al + Na₂SO₄ → ….

б) Al + Hg(NO₃)₂ → …

12

Проверьте себя:

Задание 6:

2 Аl + 6 HCl → 2 AlCl₃ + 3 H 2 ↑

2 Al ⁰ + 6 H ⁺ + 6 Cl ¯ → 2 Al ³⁺ + 6 Cl ¯ + 3 ↑

2 Al ⁰ + 6 H ⁺ → 2 Al ³⁺ + 3 ↑

Задание 7:

а) Al + Na₂SO₄ → реакция невозможна

б) 2 Al + 3 Hg(NO₃)₂ → 2 Al(NO₃)₃ + 3 Hg

2 Al ⁰ + 3 Hg ⁺² + 6 → 2 Al ⁺³ + 6 + 3 Hg ⁰

2 Al ⁰ + 3 Hg ⁺² → 2 Al ⁺³ + 3 Hg ⁰

Нахождение в природе

По распространённости в природе алюминий занимает 1-е место среди металлов .

В связи с высокой химической активностью встречается в виде соединений

Боксит (Al 2 O 3 • H 2 O

с примесями)

Нефелин KNa 3 [AlSiO 4 ] 4

Ортоклаз (полевой шпат) 

K 2 O • Al 2 O 3 • 6SiO 2

Берилл

(3ВеО • Al 2 О 3 • 6SiO 2

Корунд ( Al 2 O 3 )

Получение алюминия

В промышленности алюминий получают электролизом раствора чистого Аl 2 О 3 в расплавленном криолите Na 3 AlF 6 при 960°С.

Графитовые блоки в основании ванны служат катодом , а анодом - угольные стержни.

При прохождении тока на катоде выделяется расплавленный алюминий , а на аноде — кислород , образующий с угольным анодом CO и CO 2 .

Суммарное уравнение : 2 Al 2 O 3 электролиз 4 Al (катод) + 3 О 2 ↑ (анод)

14

Применение алюминия

в электротехнике

в производстве зеркал оптических телескопов

для термической сварки

для производства сплавов (дюралюмин, силумин) в самолёто- и автомобилестроении

в строительной промышленности

для изготовления контейнеров, фольги

для получения редких металлов в свободном виде

для алитирования чугунных и стальных изделий с целью повышения их коррозионной стойкости

14

Применение сплавов алюминия

Нефтехимическая промышленность

строительство

Легкие, прочные и

в быту

транспорт

Сплавы алюминия и транспорт

Судостроение

Авиация

Железнодорожный

Автотранспорт

Автотранспорт – бамперы, радиаторы охлаждения, каркас и обшивка кузова автомобиля.

Железнодорожный - изготовление кузовов и рам вагонов.

Судостроение – корпусы судов, судовое оборудование (снижение массы судна – повышение его грузопеодъемности, улучшение маневренности и скорости).

Авиация - фюзеляж, крыло, киль.

18

Сплавы алюминия и строительство

Внедрение алюминиевых сплавов в строительство:

- уменьшает металлоемкость;

- повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации в

экстремальных условиях.

Оконные

рамы

Фасады высотных зданий

Каркасы торговых павильонов

Алюминий и его сплавы в быту

Из сплавов алюминия сделаны:

А) корпус редуктора; Б) лестница; В) посуда; Г) пищевая фольга; Д) рама велосипеда

18

Интересные факты

При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу .

Алюминий и «умная» ткань. Если на окне висят занавески, выполненные из ткани, покрытой тонким слоем алюминия, они будут отражать тепловые лучи в жаркие дни, но пропустят свет. Поэтому в комнате будет прохладно и светло. Зимой занавески можно перевернуть металлической стороной в комнату, что позволит вернуть тепло в помещение.

Упаковка из алюминия защищает от света, влаги, бактерий и неприятных запахов, сохраняет вкус и удобна в транспортировке

На основе алюминия производят наиболее эффективные антациды . Гидроксид алюминия, хорошо нейтрализующий кислоту, нужен для лечения язвенных болезней, диспепсии, раздражения желудка.

1кг алюминия в автомобиле экономит более 10 л бензина на каждые 2 тысячи километров

И в заключение …

Постепенно из редкой диковинки, некогда ценившейся наравне с драгоценными металлами, алюминий превратился в незаменимый материал строителей, архитекторов, конструкторов, дизайнеров, позволив осуществить многие мечты и замыслы.

Источники информации

• http://www.akfaaluminium.com/fakti_alum.html

• http://www.xumuk.ru/encyklopedia/176.html

• http://www.aluminiumleader.com/

• http://www.catalogmineralov.ru/mineral/52.html

• http://www.catalogmineralov.ru/mineral/19.html

• http://www.aluminiumleader.com/around/transport/

• http://webelements.narod.ru/elements/Al.htm

• http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/07badc10-f4db-e6f2-35a2-a246771b3834/index.htm

• http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/09d13ff7-a289-4962-c5f8-3aa8ab34c231/index.htm

• http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/0aba7819-4185-11db-b0de-0800200c9a66/01.JPG