Открытый урок по теме "Алюминий".

ТЕМА УРОКА:

АЛЮМИНИЙ, ЕГО ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Преподаватель высшей категории Говоренко Г.В.

ТИП УРОКА: новых знаний

ВИД УРОКА: комбинированный

ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ФОРМА: урок- эксперимент с элементами игры

Девиз урока:

«Мощь и сила науки – во множестве фактов, цель – в обобщении этого множества

Цели урока:

• сформировать понятие об открытии, свойствах, получении и применении алюминия, как наиболее распространенного металла в природе, научить учащихся самостоятельно проводить химический эксперимент с использованием инструкций и соблюдать правила техники безопасности при работе в кабинете химии;

• -сформировать понятие о составе и строении алюминия на основе его положения в периодической таблице химических элементов Д.И. Менделеева 3А группы физических и химических свойствах и прогнозировать его применение;

• активизировать познавательную деятельность учащихся, повысить интерес к изучению химии;

• продолжить формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе своих исследований, проводить химический эксперимент, соблюдать правила техники безопасности;

• продолжить формирование умений обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, делать выводы о свойствах вещества.

ПОНЯТИЯ: химический знак “Аl”, химический элемент, простое вещество, электронная оболочка, степень окисления, переходный элемент, история открытия, амфотерность соединений и свойств, получение и применение

ОБОРУДОВАНИЕ: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, коллекция “Металлы”, алюминий, таблицы “Относительная твёрдость металлов”, “Плотность металлов”, демонстрационный набор «Металлы», бенгальские свечи, спиртовка, спички, соли металлов 1А и 2А групп держатель, штатив, лабораторное оборудование, презентация, проектор, компьютер поддерживающий формат Microsoft PowerPoint-2007,видеосюжеты:«Структура металла», «Ковкость и пластичность», «Железо и кислород»,2 презентации –«Алюминий» с видеороликами.

СТРУКТУРА ЗАНЯТИЯ:

1.Организационный момент-2 мин.

2.Объяснение целей и задач занятия -1мин.

3.Актуализация изученного материала « Свойства металлов первой и второй групп»-просмотр сюжета «Структура металла», «Ковкость и пластичность», «Железо и кислород» -7 мин.

4.Тест-опрос -5 мин.

5.Сообщения учащихся. ( Фейверки, использование солей металлов для окрашивания пламени) (10мин.)

6. Демонстрационный опыт « Горение солей натрия, калия и меди» -10 мин.

5.Игра «Умницы и умники» по теме «Свойства металлов» 10-15 мин.

6.Релаксация «Кокосовые острова».-5 мин.

7.Изложение нового материала с использованием презентации и видеосюжетов «Алюминий», - творческое озвучивание, конспектирование - 23 мин.

8.Выполнение заданий по химическим свойствам алюминия - 10 мин.

9.Выполнение творческого задания, работа с алюминиевой заготовкой- 5 мин.

10. Рефлексия «Гора самоцветов» -5 мин

11.Подведение итогов занятия. Домашнее задание. 2 -мин.

ХОД ЗАНЯТИЯ

1.Организационный момент

Преподаватель приветствует учащихся и гостей. Отмечает отсутствующих, проверяет готовность аудитории к уроку.

2.Объяснение целей и задач занятия -1мин.

Сегодня мы проводим необычный урок. Я попрошу вас быть внимательными и принять активное участие в процессе работы на уроке. Цель нашего урока разобраться в особенностях строения, свойствах, получении и применении алюминия, представителя 3Агруппы. Мы будем повторять и изучать новые свойства загадочных элементов металлов, открывать для себя новые грани в структуре окружающего нас мира неорганической химии. Я полагаю, что после этого урока Вы, совершенно по иному посмотрите на вполне привычные предметы окружающего мира.

3.Актуализация изученного материала « Свойства металлов первой и второй групп».

Сейчас мы с вами просмотрим видеосюжеты, которые напомнят Вам о некоторых физических и химических свойствах металлов. Будьте внимательны, на следующем этапе урока мы сыграем в игру «Умники и умницы».

1. Сюжет «Структура металлов». Вопросы: Что такое электрический ток? Что находится в узлах металлической кристаллической решетки (2мин)

2. Сюжет «Ковкость и пластичность»

Вопросы: Что помогаем металлам стать пластичными?

Какой металл самый мягкий? Какой металл может гореть в пламени
Какой металл по сюжету самый теплопроводный? (3мин)

1. Сюжет «Железо и окисление в кислороде»

Вопрос - Почему железо не горит в воздухе?(2мин)

4.Тест-опрос.

Преподаватель:

Мы продолжаем изучение большой и важной темы “Металлы”.

Учащиеся получают для выполнения тесты в 2 вариантах.

На доске записаны с начала урока следующие слова и цифры, которые учащиеся должны объяснить, прежде чем приступить к выполнению тестов.

Легкий. Жидкость. Восстановители.+1,+2,+3,+4,+6,+7,+8. Тугоплавкий Тяжелый. Проводник. Звон. Сплав. Ряд напряжений. S-, P-,D- 96.

Тест Вариант 1 Выберите правильный ответ

1. Атом магния имеет электронную конфигурацию:

1)1S²2S²2P⁶3S² , 2) 1S²2S² , 3) 1S²2S²2P⁶3P², 4) 1S²2S²2P²

2. Тип химической связи в простом веществе меди:

1) ковалентная полярная, 2) ковалентная неполярная, 3) ионная,4) металлическая.

3. Из перечисленных ниже физических свойств общими для большинства металлов являются:

1) электропроводность, 2) теплопроводность,3) металлический блеск , 4) все приведенные выше ответы верны.

4. Какой из металлов встречается в земной коре в свободном состоянии?1) цинк, 2) медь, 3) кобальт, 4) алюминий.

5. Какой из перечисленных металлов наиболее подвержен окислению?1) свинец, 2) кальций, 3) алюминий, 4) железо

6. Какой из оксидов, формулы которых перечислены ниже, реагирует с водой?1) CuO , 2) BaO , 3) Ag₂O , 4) Cr₂O₃

7. Написать реакцию взаимодействия Ag с Cl₂

Вариант 2

Часть А Выберите правильный ответ

1. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома свинца:

1) 6S²6Р² , 2) 5S²5Р² , 3) 6P², г) 6P⁴

2. Тип химической связи в простом веществе цезии:1) ковалентная полярная, 2) ковалентная неполярная, 3) ионная, 4) металлическая.

3. Какое физическое свойство не является общими для всех металлов: 1) электропроводность, 2) теплопроводность,

3) твердое агрегатное состояние при нормальных условиях, 4) металлический блеск

4. Какой процесс является химической основой металлургии?

1) восстановление, 2) окисление, 3)растворение, 4) верного ответа среди перечисленных нет.

5. Какой из перечисленных ионов является наиболее сильным окислителем?1) Cu²⁺ , 2) Mg²⁺ , 3) Na⁺ , 4) Ca²⁺

6. Чем являются металлы в окислительно - восстановительных реакциях?

7. Написать реакцию взаимодействия Ca с Cl₂

5.Сообщения уч-ся. Фейверки, применение солей металлов для окраски пламени.

6.Демонстрационный опыт. « Горение солей натрия, калия и меди» -10 мин

7.Игра «Умницы и умники» по теме « Металлы» 10-15 мин. Демонстрация пособия «Металлы»

Трое учащихся ,по желанию , выходят на дорожки.

Представление ареопага. Работают ассистенты, включают гостей в состав жюри.

Первое задание.

Дать краткую характеристику и показать значение металлов в жизни человека ( 1 мин)

Заслушивание ответов. Выбор дорожки.(3мин)

Темы вопросов.

ЗЕМНАЯ КОРА.

1.О каком металле идет речь?

В старину ценилась дорого,
Цветом красная, как золото,
Постоянно с ним дружна,
В электротехнике очень нужна (МЕДЬ)

2.Какие элементы известны с глубокой древности? Именами героев древних мифов и сказаний названы следующие химические элементы: титан (Титаны – мифические обитатели земли), ванадий (Ванада – богиня скандинавской мифологии), ниобий (Ниоба – дочь Тантала), прометий (Прометей – мифический герой, подаривший людям огонь), тантал (Тантал – герой мифов древней Греции). С древних времён человечеству известны углерод, сера, железо, медь, цинк, серебро, олово, сурьма, золото, ртуть, свинец.

СОЛИГОРСК.

Красит пламя в желтый цвет, в воду кинь – его уж нет. (натрий)

КОСТИ. Был металл серебристо-белым, в соединении стал мелом. (Кальций)

САМОРОДОК. Он в теченье многих лет был причиной многих бед. (Золото)

МИНЕРАЛ. Какой минерал имеет 3 названия (Мел, мрамор, Известняк Карбонат кальция)

СПЛАВ. Какие сплавы Вы знаете?

СВЕТ. Какой металл освещает нам жизнь. (Вольфрам)

БЛЕСК. Какие физические свойства характеризуют металлы.

Подведение итогов и вручение медали…(10 мин)

6.Релаксация «Кокосовые острова».-5 мин.

7.Изложение нового материала с использованием презентации и видеосюжетов «Алюминий», - творческое озвучивание, конспектирование - 23 мин.

Сегодня нам предстоит познакомиться с металлом хорошо знакомым вам с детства. Послушайте легенду.

“Однажды к римскому императору Тиберию пришёл незнакомец. В дар императору он принёс изготовленную им чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно лёгкого металла. Мастер поведал, что получил этот металл из “глинистой земли”. Но император, боясь, что обесценятся его золото и серебро, велел отрубить мастеру голову, а его мастерскую разрушить”. О каком металле идёт речь? (Ответ: об алюминии)

В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век - век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.

Презентации «Алюминий», видеосюжеты опытов.

Алюминий прочно вошел в нашу жизнь: каждому с детства знакома алюминиевая фольга, посуда, проволока. Наименование самого металла происходит от латинского названия квасцов (alumen – “горькая соль”) Мелко раздробленный металл – алюминиевая пудра – служит основой для серебряной краски.

Алюминий настолько пластичен, что из него удается получить фольгу толщиной менее 0,01 мм. Алюминиевая фольга применяется в производстве конденсаторов и как оберточный материал. Алюминиевые провода намного легче медных, что компенсирует меньшую электропроводность алюминия.

Помимо легкости алюминий имеет еще одно преимущество перед железом – не ржавеет. Это объясняется тем, что алюминий надежно защищен с поверхности тончайшей пленкой оксида, который предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Алюминий.

В главную подгруппу III группы входят элементы: бор, алюминий, галлий, индий, таллий. На внешнем электронном слое атомы этих элементов содержат три электрона (…ns2np1). Они являются р-элементами. В реакциях атомы этих элементов являются восстановителями, за исключением неметалла бора, он может быть окислителем. Все элементы этой подгруппы проявляют высшую степень окисления +3. Они образуют высшие оксиды Э2О3 и гидроксиды Э(ОН)3, которые проявляют амфотерные свойства. Наибольший интерес в этой подгруппе представляют алюминий.

+13 AI ) ) ) 1s22s22p63s23p1 2 8 3

Алюминий в свободном виде – серебристо-белый металл, обладает блеском, высокой тепло-электропроводностью (уступает в этом отношении меди), легкий (плотность 2,7 г/см3) и одновременно – это прочный металл. Является мягким, пластичным металлом, его можно прокатывать в фольгу, вытягивается в проволоку. Плавится при температуре 6600С. При 6000С алюминий становится хрупким и его можно истолочь в зерна или в порошок.

Алюминий – металл, поверхность которого обычно покрыта тонкой, прочной оксидной пленкой. ВвВиде стружек и порошка он ярко горит на воздухе, выделяя большое количество теплоты.

1.4AI + 3O2 → 2AI2O3

При комнатной температуре активно реагирует с галогенами, при нагревании взаимодействует с серой (2000С), азотом (8000 С) и другими неметаллами.

2.2AI + 3S → AI2S3 2AI + N2 → 2AIN

Алюминий растворяется в соляной кислоте любой концентрации:

a) 2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2↑; хлорид алюминия

Алюминий растворяется в растворах щелочей:

б) 2AI + 2NaOH + 2H2O = 2NaAIO2 + 3H2↑; алюминат натрия

Опыт 1. Взаимодействие алюминия с йодом.

Предварительно готовят смесь порошка алюминия с йодом (в массовых соотношениях 1 : 15). Данную смесь помещают в фарфоровую чашку горкой. Из пипетки на середину смеси капают несколько капель воды. Происходит бурная химическая реакция. Наблюдают выделение фиолетовых паров йода и горение металла.

Опыт 2. Взаимодействие алюминия с серой.

Смешивают размельченную серу и порошок алюминия в соотношениях 1 : 1. Смесь поместить в фарфоровую чашку или асбестированную сетку. Горящей лучинкой поджечь смесь. Наблюдаем реакцию.

Опыт 3. Горение алюминия.

А) В прочности такой пленки нетрудно убедиться на опыте. Внесите в пламя кусок алюминиевой фольги, и вскоре он раскалиться докрасна.

8.Выполнение заданий по химическим свойствам алюминия - 10 мин.

Сейчас вам предлагается осуществить дать характеристику алюминию по положению его в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

Дадим характеристику алюминию по алгоритму:

Порядковый номер.

Атомная масса.

Период (малый, большой)

Группа (подгруппа А, В)

Строение атома (заряд ядра, число протонов, нейтронов, электронов, электронная формула.)

Степень окисления.

Формула оксида.

1.С какими из перечисленных веществ в соответствующих условиях реагирует алюминий:

А) кислород, Б) оксид калия, В) гидроксид натрия, Г) концентрированная азотная кислота (без нагревания),

Д) сульфат натрия, Е) сера, Ж) гидрокисид железа (III), З) хлорид меди (II), И) уксусная кислота, К) оксид азота (II)?

Ответ : _______________.

2.Осуществите превращения:

Al ---- Al2 O3 ------ Al Cl3

Al ---- AlCl3 -------Al2 (SO4) Назовите продукты реакций

5.Сообщение «Биологическая роль алюминия»

9.Выполнение творческого задания, работа с алюминиевой заготовкой- 5 мин.

Чеканка на алюминиевой фольге букв «С новым годом!»

10. Стадия «Рефлексия». Гора самоцветов.-5 мин

Учащимся предлагается выбрать из предложенных «самоцветов» по одному и собрать их в чашу. Каждому камню соответствует определенная результативность деятельности на уроки, которую для себя учащиеся и определят.

11.Подведение итогов занятия. Домашнее задание. Подготовиться к практической работе по теме «Свойства металлов»,найти и подготовить сообщения по теме «Роль металлов в живой природе»

Я…….(металл),

Я самый …….(какой),

Потому что …...

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

ФЕЙВЕРКИ И СОЛИ МЕТАЛЛОВ

Создавая фейерверки, специалисты подбирают такие химические компоненты, которые при вспышке дают определенные цвета. Смесь бария, окрашивает пламя в зеленые цвета:

соли меди - в зеленые и голубые, соли натрия - в желтые. Литий дает красные тона, магний при горении выделяет сверкающий белый цвет, а стронций - красный.

Соли, которые при этом используются, содержат как катионы металлов, так и анионы неметаллов. Поскольку конкретный металлический элемент вызывает окрашивание пламени в определенный цвет, смесь, которая содержит этот элемент, оказывает сильное влияние на тип пламени.

Кальций сам собой не может дать эффектный цвет, но он усиливает яркость цветов в других веществах.

Для достижения специальных эффектов в состав фейерверков включаются определенные вещества. Металлические опилки при смешивании с горящими материалами искрятся и вспыхивают; железо окисляется, образуя Fe2O3, в процессе чего вырабатывается большое количество энергии, вызывающей сверкание частиц железа. Титан также используется для образования искр.Цинк применяется в некоторых смесях для образования дыма и эффекта звезд.

Одним из самых простых видов фейерверка является бенгальская свеча. Обычно бенгальская свеча состоит из металлического стержня, покрытого смесью горючего и окислителя (соединенных в пропорции, способствующей горению), металлическими опилками и клеем, который скрепляет все эти компоненты. Когда бенгальская свеча зажигается, горючее и окислитель воспламеняются, нагревая металлические опилки, которые, в свою очередь, испускают искры. Например цинк или магний, меняют характер искр.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ АЛЮМИНИЯ

Алюминий играет важную биологическую роль в жизни человека. Принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканях. Содержание алюминия в организме человека (на 70 кг массы тела) составляет 61 мг. Находится во всех органах и тканях: больше всего в печени, легких, костях головном мозге. Основным поступлением алюминия в организм является пища – это хлебопродукты, чай (от 20 – 200мг на 100г. продукта), картофель – 4 мг на 100г. продукта, желтая репа – 46 мг на 100 г. продукта. При приготовлении и хранении пищи в алюминиевой посуде содержание алюминия в продуктах увеличивается вдвое. Повышение содержания алюминия в крови вызывает возбуждение центральной нервной системы. При избытке алюминия в организме нарушает

При понижении содержания алюминия происходит торможение центральной нервной системы, уменьшается двигательная активность, появляются судороги, ослабление памяти, заболевание печени и почек.