Разработка урока по теме "Алюминий"

План-конспект урока

АЛЮМИНИЙ,

ЕГО СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

Ноябрь 2014 г

Тема: Алюминий, его строение, свойства и применение.

Автор: Снеговская Татьяна Геннадьевна

Место работы: Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение Подгоренская СОШ № 1

Аннотация

Целесообразность разработки урока по теме “Алюминий” в 9 классе заключается более наглядной и целостной подачи учебного материала. Использование ИКТ позволяет структурировать и передавать информацию, обеспечивает индивидуализацию и дифференциацию обучения. Презентация может быть использовано на всех этапах урока: при изучение нового материала, закрепление: истории открытия алюминия, нахождения в Периодической системе Д. И.Менделееева, физических и химических свойств, получения и применения алюминия, при первичном контроле знаний: характеристика элемента по положению в периодической системе, тренажер «Химические свойства», тест. Презентация позволяет использовать материал как систему ярких опорных образов, наполненных конкретной сжатой информацией. В работе использованы технологии проблемного обучения, ИКТ, групповые.

Методическая информация

Продолжительность: 1 урок - 45 минут.

Класс: 9 класс, базовый уровень (программа О.С. Габриелян)

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Цели урока: Изучить простое вещество алюминий и применять полученные знания на практике.

Задачи урока:

обучающие:

- сформировать у учащихся знания об элементе и простом веществе, о его свойствах, применять знания об алюминии и его свойствах для решения практических задач.

развивающие:

- формировать умение устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами веществ;

- развивать креативность мышления, инициативу;

воспитательные:

- воспитывать качества личности, обеспечивающие социальную мобильность, способность принимать самостоятельные решения;

- формировать качества мышления, необходимые для адаптации в современном информационном обществе.

Знания, умения, навыки и качества, которые актуализируют (приобретут) закрепят ученики в ходе урока:

Репродуктивный уровень: Знать строение алюминия, давать характеристику алюминия, писать уравнения, характеризующие химические свойства алюминия.

Конструктивный уровень: понимать зависимость свойств веществ от их состава и строения, прогнозировать свойства.

Творческий уровень: уметь видеть проблему, предлагать варианты ее решения путем преобразования ранее известных знаний и способов действий.

Необходимое оборудование и материалы:

- персональный компьютер, мультимедийный проектор, презентация «Алюминий»

Демонстрационные опыты:

1) Взаимодействие алюминия с растворами кислот: металлический алюминий, раствор соляной кислоты, спиртовка;

2) Взаимодействие алюминия с растворами щелочей: металлический алюминий, раствор гидроксида натрия, спиртовка.

Технологическая карта урока

Подробный конспект урока

Ход и содержание урока:

Учитель: Добрый день, ребята. Сегодня мы с вами познакомимся с известным для вас металлом. Может быть, вы догадаетесь?

Учащиеся сидят в группах (на столах учащихся задание по обнаружению вещества, о котором пойдет речь).

Работа в группах:

1 группа – «Д. И.Менделееву среди других подарков из золота и платины преподнесли ещё более дорогой подарок, чем все предыдущие, - чашу из ________».

2 группа – «Только у сына Наполеона III была очень дорогая по тем временам ___________ погремушка».

3 группа – «Наполеон III устроил однажды банкет, на котором особо почетным гостям выдали __________ ложки и вилки. Гости попроще удостаивались обычными для императорского двора золотыми и серебряными приборами».

4 группа – «Этот металл - ________ более 30 лет украшал пальцы, шеи и уши великосветских модниц».
Выясняется, что все про алюминий. Записывается тема урока и ставится цель урока.

Учитель - Когда был открыт алюминий?

Сообщение учащегося: Сохранились документы, свидетельствующие о том, что легкий серебристый металл использовался ювелирами древнего Китая и Рима. Так, по свидетельствам Плиния Старшего, римский император Тиберий (II—III вв н. э.) как-то получил в подарок чашу из легкого серебристого металла. История не сохранила ни имени мастера, изготовившего сосуд, ни рецепта таинственного сплава — Тиберий приказал казнить его, дабы новый металл не обесценил царского серебра.

Некоторые элементы гробницы известного китайского полководца Чжоу Чжу, умершего в начале 3 века, были подвергнуты спектральному анализу. Результат его поверг в недоумение ученых: дело в том, что орнамент гробницы на 85% оказался состоящим из алюминия. Получается, что в те давние времена был какой-то способ получения алюминия, затерявшийся, к сожалению, в веках. И только в 1825 году - датчанин Ганс Христин Эстерд смог получить металлический алюминий, но он не предал значения своему открытию. Его работу продолжил молодой немецкий химик Фридрих Вёлер, в 1827 году он разработал способ получения нового металла, а после усовершенствовал его, на что потребовалось 18 лет. В 1854 году - французский химик и промышленник Сент - Клер Девиль разработал первый промышленный способ получения алюминия.

Индивидуальная работа: Дайте характеристику химического элемента алюминия по положению его в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева по плану (учебник О. С.Габриеляна 9 класс §1 стр. 3). Слайд №2. Рассмотреним электронного строения алюминия. Слайд №3.

Учитель - Встречается ли алюминий в природе в чистом виде? Если нет, то в виде чего встречается?  
Ответ - в чистом виде в природе не встречается, а только в виде алюмосиликатов, бокситов, корунда.

Рассматриваем нахождение в природе алюминия, содержание которого в земной коре составляет 8,8% по массе, это третье место среди химических элементов после кислорода и кремния. Слайды №4.

Учитель - А каковы физические свойства алюминия и чем объясняются такие свойства? Слайд №5.
Ответы - Алюминий - легкий, но прочный серебристо-белый металл r=2,699 г/см3, tпл=660,1°С, tкип=2500°С, обладает блеском, высокой тепло-электропроводностью. Является мягким, пластичным металлом, его можно прокатывать в фольгу, вытягивается в проволоку.

- Электропроводимость алюминия объясняется наличием свободных электронов в кристаллической решетке.
- Пластичность, ковкость алюминия объясняется наличием металлической связи в кристаллической решетке. Металлическая связь – это связь между ионами и обобществленными электронами, которая сохраняется при смятии, растяжении, сдвиге.
Учитель – Кроме этого алюминий устойчив к коррозии. При взаимодействии с воздухом на поверхности алюминия и его сплавов образуется тонкий слой оксида алюминия Аl₂О₃, имеет большую прочность и плотно прилегает к поверхности. Он герметично изолирует металл от соприкосновения с кислородом воздуха и препятствует дальнейшему окислению металла.

Работа в группах: Химические свойства алюминия.

1.Прочитать текст (стр. 56-57).

2.Выделите и изучите материал, относящийся к вашей группе и ответить на вопрос:

1 группа – взаимодействие алюминия с неметаллами;

Почему реакция алюминия с галогенами идет без нагревания?

2 группа – взаимодействие алюминия с водой и щелочами;

Можно ли длительное время хранить продукты питания в алюминиевой посуде?

3 группа – взаимодействие алюминия с кислотами;

Во всех ли кислотах алюминий растворяется?

4 группа – взаимодействие алюминия с оксидами неметаллов.

Почему необходимо поджигать термит именно с помощью магниевой ленты?

Заслушиваются выступления учащихся по данным заданиям и разбор ответов на вопросы.
Слайды № 6-12.

Работа в парах: Выполнение лабораторной работы «Взаимодействие алюминия с растворами кислот, щелочей»

Правила работы с кислотами и щелочами: 

При работе даже с разбавленными растворами кислот и щелочей необходимо проявлять осторожность. Они относятся к едким веществам, вызывают химические ожоги при попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза.

В случае попадания кислоты на кожу пораженное место следует промыть большим количеством воды, затем раствором питьевой соды с массовой долей 2%.

При попадании раствора щелочи на кожу: промыть пораженное место проточной водой и нейтрализовать его раствором уксусной, лимонной или борной кислот с массовой долей

2 - 3%. При попадании кислоты или щелочи в глаза обильно промыть их водой и вызвать скорую помощь.

При нагревании, прогреть сначала всю пробирку, направляя отверстие в сторону от себя и соседа. Спиртовку поджигать только при помощи спичек.

Опыт 1. Возьмите две пробирки, положите по одной грануле алюминия и прилейте в первую пробирку 1-2 мл раствора соляной кислоты, во вторую – 1-2 мл раствора серной кислоты. Пробирку слегка нагрейте.

Опыт 2. В пробирку положите 1 гранулу алюминия и прилейте 1-2 мл раствора гидроксида натрия. Пробирку слегка нагрейте.

Объясните явления, напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Вывод: Алюминий восстанавливает все элементы, находящиеся справа от него в электрохимическом ряду напряжения металлов. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта защитной оксидной плёнкой.

Производство алюминии.

Учитель - При промышленном производстве бокситы сначала подвергают химической переработке, удаляя из них примеси оксидов кремния,  железа и других элементов и получают чистый оксид алюминия Al₂O₃. В электролизной ванне сначала расплавляют криолит Na₃AlF₆, он понижает температуру плавления  боксита с 2044°C до 950°C. Далее в этот расплав добавляют немного Al₂О₃ (до 10% по массе). При электролизе происходит разложение оксида алюминия, криолит остается в расплаве, а на катоде образуется расплавленный алюминий: 2Al2О3 = 4Al + 3О2. Так как анодом при электролизе служит графит, то выделяющийся на аноде кислород реагирует с графитом и образуется углекислый газ СО₂.

В настоящее время по объёму производства алюминий прочно занимает 2 место после железа и его сплавов (среди металлов). Для выплавки 1т алюминия требуется 13-17000 квт/час электрической энергии (постоянный ток, V=5в, I=100000А), поэтому алюминиевые заводы расположены вблизи крупных ГЭС.

Беседа с учащимися - Зачем при электролизе глинозёма (Al2O3) применяют криолит (Na3 [AlF6])?

Почему угольные аноды приходится периодически обновлять?

В связи с чем алюминий из электролизёра извлекают вакуумным ковшом?

Почему большая часть производимого алюминия идёт на выплавку сплавов?

Работа в группах:  Подготовьте выступление по данному вопросу « Применение алюминия» Слайд №13-14

1 группа – Алюминий легкий, но прочный металл.

Алюминий обладает восстановительными свойствами.

2 группа – Алюминий устойчив к коррозии.

Алюминий обладает отражательной способностью.

3 группа – Алюминий - прекрасный проводник электрического тока.

Отсутствие токсических свойств.

4 группа – Алюминий - пластичный металл.

Алюминий немагнитный материал.

Ответы - Алюминий - легкий, но прочный материал. Отношение прочности алюминиевых сплавов выше, чем у любых других технических сплавов.

- Алюминий хорошо поддается механической обработке. Он имеет высокую ковкость и тягучесть; его можно прокатывать, вытягивать в проволоку, прессовать, штамповать, придавая изделиям любую форму.

- Алюминий устойчив к коррозии. При взаимодействии с воздухом на поверхности алюминия и его сплавов образуется тонкий слой оксида алюминия Аl₂О₃, имеет большую прочность и плотно прилегает к поверхности. Он герметично изолирует металл от соприкосновения с кислородом воздуха и препятствует дальнейшему окислению металла.

- Алюминий - прекрасный проводник электрического тока и обладает высокой теплопроводностью. Из-за высокой теплопроводности его используют для изготовления теплообменников в химической, нефтяной и других отраслях промышленности.

- Поверхность алюминия обладает высокой отражательной способностью. Способность хорошо отражать лучистую энергию позволяет использовать алюмини для изготовления кровельных покрытий, эффективно изолирующих здания в странах от перегревания. Алюминиевая фольга благодаря этим же свойства пользуется для создания помех при радиолокации.

- Алюминий - немагнитный материал, и это позволяет использовать для изготовления навигационного оборудования.

- Наличие у алюминия хороших восстановительных свойств позволяет использовать его в качестве восстановителя в химической и сталелитейной промышленности

- Отсутствие у алюминия токсичных свойств позволяет использовать его оборудования пищевой и пивоваренной промышленности, материалов для упаковки пищевых продуктов.

Учитель - Наша цель выполнена – мы изучили тему «Алюминий» и успешно применили свои знания в практических ситуациях. Спасибо за урок. Благодарю за сотрудничество.

Проверка и оценивание знаний: Учитель организует фронтальную работу класса по проверке усвоенного материала по теме в форме тестовых заданий на выбор правильного ответа. Здесь учитель дает общую оценку знаниям учащихся, предоставляя возможность учащихся исправить свои ответы.

Цель урока достигнута в случае, если знания и умения будут отвечать требованиям к уровню подготовки по данной теме.

Рефлексия деятельности на уроке: Учитель предлагает оценить работу других групп. Учитель инициирует рефлексию учащихся по поводу своего психо-эмоционального состояния, мотивации своей деятельности и взаимодействия с учителем и одноклассниками. Учитель благодарит школьников за урок.

Домашнее задание: § 13 до стр. 60, упр 1- 4. Подготовить презентацию по применению алюминия.

В помощь учителю

Использованные источники и литература:

О. С.Габриелян «Химия-9», М, Дрофа, стр 3, 57-62;

http://ru. wikipedia. org/wiki/

http://www. catalogmineralov. ru/1.html

http://www. aluminiumleader. com/

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

http://www. uchmarket. ru/n_2237_9.htm

http://archive. businesskomi. ru/rk/branches/4887/

http://www. mtodelta. ru/?id=histal1