Конспект урока химии в 9 классе по теме "Алюминий. Нахождение в природе. Свойства алюминия".

Класс: 9

Тема: «Алюминий. Нахождение в природе. Свойства алюминия».

Тип урока: урок освоения новых знаний и умений.

Планируемые результаты:

Личностные: понимание значимости естественнонаучных знаний для решения практических задач. Умение грамотно обращаться с веществами в химической лаборатории и в быту.

Метапредметные: умение использовать знаково-символические средства для раскрытия сущности процессов: осуществлять наблюдения, делать выводы, осуществлять сравнение и классификацию, интерпретировать и преобразовывать информацию из одной формы в другую.

Предметные: умения составлять характеристику алюминию в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева; характеризовать физические и химические свойства алюминия; составлять уравнения реакций, характеризующих свойства алюминия; конкретизировать описание производства алюминия; устанавливать зависимость областей применения алюминия и его сплавов от свойств; проводить расчёты по химическим формулам и уравнениям реакций, протекающих с участием алюминия.

Ход урока:

Этап 1. Мотивирование на учебную деятельность.

Читаю учащимся стихотворение о металле:

Он яркой звездой загорится,

Белый и лёгкий металл

В 13-й клетке таблицы

Почётное место занял.

Для лёгкости в сплавы даётся,

Мощь самолётов создал.

Тягуч и пластичен, отлично куётся

Серебряный этот металл.

В составе багровых рубинов,

В сапфировой сине огней,

В серой обыденной глине

В виде наждачных камней,

Всюду металл тот я вижу

В отчётливой клетке из линий.

К веку легчайших металлов идёт

Наш чудный металл.

Задаю учащимся вопрос, о каком металле идёт речь.

Учащиеся работают с Периодической таблицей химических элементов Д. И. Менделеева.

Отвечают на вопрос учителя.

Задаю учащимся вопрос: «Какая информация об алюминии сообщается в данном стихотворении?»

- Место положение алюминия в ПСХЭ Д.И. Менделеева, применение алюминия, нахождение алюминия в природе, физические свойства алюминия.

Этап 2. Актуализация опорных знаний.

Форма организации – беседа.

Предлагаю учащимся объяснить, почему они считают, что тема «Алюминий» является важной, её необходимо изучать в школе. Задаю вопросы о том, что учащиеся знают об алюминии, где они встречают его в жизни.

Этап 3. Целеполагание.

Предлагаю учащимся определить цель урока. На основе этапа мотивирования на учебную деятельность и этапа актуализации опорных знаний учащиеся вместе с учителем ставят цели урока.

Ты узнаешь: строение атома алюминия, некоторые физические свойства алюминия, определённые химические свойства алюминия, условия, при которых данные реакции осуществляются; важнейшие природные соединения алюминия (хим. состав, хим. формулы), способы получения алюминия; где применяется алюминий.

Ты научишься: давать характеристику атому (Al) (по определённой схеме); составлять уравнения химических реакций взаимодействия алюминия с некоторыми веществами.

Этап 4. Освоение нового материала.

Электронные образовательные ресурсы. РЭШ.

https://resh.edu.ru/subject/lesson/1604/main/

Обращаю внимание учеников на химические процессы, происходящие при взаимодействии алюминия с веществами, их объяснением. Учиться интерпретировать результаты эксперимента.

Работа с учебником.

П. 46 стр. 164 – 166

Характеристика химического элемента алюминия:

Al – символ атома химического элемента.

13 – порядковый номер в ПСХЭ Д. И. Менделеева.

A_{r =} 27

p⁺ = 13

eˉ = 13

nº = 27 – 13 = 14

2e, 8e, 3e

IIIA – группа, главная подгруппа

3 период

Т.к. у атома алюминия на внешнем уровне три электрона, то алюминий в соединениях проявляет степень окисления +3.

Схема 15 стр. 164

Важнейшие природные соединения алюминия.

Полевой шпат, или ортоклаз,

K2O · Al2O3 · 6SiO2

Нефелин

Na2O · Al2O3 · 2SiO2

КорундAl2O3

прозрачные

кристаллы

Боксит

Al2O3 ·n H2O

алюминиевая руда

Каолинит

Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O

Важнейшая составная

часть глины

Получение.

Немецкий химик Ф. Вёлер в 1827 г. получил алюминий при нагревании хлорида алюминия со щелочным металлом калием или натрием без доступа воздуха:

AlCl3 + 3K = 3KCl + Al

В настоящее время алюминий получают из бокситов электрохимическим методом (с помощью электролиза).

Физические свойства.

Алюминий – серебристо-белый металл, лёгкий (ρ = 2,7 г/см³), плавится при 660°С. Он очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу. По электрической проводимости алюминий уступает лишь серебру и меди (она составляет ^2/3от электрической проводимости меди).

Химические свойства.

В электрохимическом ряду напряжений алюминий размещается за самыми активными металлами. Однако из повседневного опыта известно, что на алюминиевые изделия (посуду и т. д.) не действует ни кислород, ни вода даже при температуре её кипения. На алюминий не действует также концентрированная холодная азотная кислота. Это объясняется наличием на поверхности алюминия тонкой оксидной плёнки, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция: 2Al + 3HgCl2 = 2AlCl3 + 3Hg.

Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, и образуется его сплав с ртутью – амальгама алюминия. На амальгамированной поверхности плёнка не удерживается, поэтому алюминий реагирует с водой при обычных условиях:

2Al + 6HOH = 2Al(OH)3 + 3H2↑

При повышенной температуре алюминий реагирует со многими неметаллами и сложными веществами без амальгамирования:

4Al + 3O2 = 2Al2O3

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3

2Al + 2S = Al2S3

2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2↑

2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu

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

Применение.

Алюминий применяется для производства различных сплавов. Наибольшее распространение имеют дюралюмины, содержащие медь и магний, и силумины – сплавы алюминия с кремнием. Основные преимущества этих сплавов – лёгкость и высокая прочность. Упомянутые сплавы широко используют в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, в ракетной технике и строительстве. В виде чистого металла алюминий идёт на изготовление электрических проводов и различной химической аппаратуры.

Алюминий используют для получения металлов из их оксидов алюмотермией.

На практике часто используют термит (смесь оксида железа Fe3O4 с порошком алюминия). Если эту смесь поджечь (с помощью магниевой ленты), то происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты:

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe +Q

Этот процесс используют при так называемой термитной сварке, а также для получения некоторых металлов в свободном виде.

Этап 5. Проверка первичного усвоения.

Фронтальная работа.

Пользуясь периодической таблицей на основе представлений о строении атомов, поясните, как изменяются свойства элементов в ряду Na – Mg – Al

Почему алюминий в природе встречается только в соединениях?

Охарактеризуйте важнейшие природные соединения алюминия.

Для получения алюминия из хлорида алюминия в качестве восстановителя можно использовать кальций. Охарактеризуйте этот процесс и составьте уравнение реакции, покажите переход электронов. Почему эту реакцию нельзя проводить в водном растворе?

Этап 6.1. Применение изученного материала.

Работа в парах.

1. Составьте уравнения реакций, в которых алюминий восстанавливает: а) галогены; б) железо; в) ионы водорода; г) серу; д) кислород.

Покажите переход электронов.

2. Могут ли быть окислителями: а) атомы алюминия; б) ионы алюминия? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

3. Сколько потребуется алюминия, чтобы при реакции с соляной кислотой получить столько водорода, сколько его выделяется при взаимодействии 1 моль натрия с водой.

Учащиеся решают задачу, выполняют задания.

Этап 6.2. Выполнение межпредметных заданий из реальной жизни.

В 1845 г. два химика независимо друг от друга – немец Роберт Бунзен и француз Анри Этьен Сент Клер-Девиль – разработали первый промышленный метод получения алюминия, основанный на восстановлении расплава тетрахлороалюмината натрия металлическим натрием:

Na [AlCl4] + 3Na = Al + 4NaCl

На Парижской Всемирной выставке в 1855 г. демонстрировалось «серебро Девиля» - слиток алюминия ценой 2400 марок за 1 кг. Алюминий стоит дороже, чем золото и серебро. Наполеон III, узнал о новом металле, задумал ввести в армии нагрудники и каски из алюминия. Сент Клер Девилю были выделены большие средства для получения нужного количества алюминия. Однако Наполеону III пришлось ограничить своё желание изготовлением алюминиевых кирас только для лейб-гвардии. Способ Сент Клер Девиля всё ещё имел лабораторные масштабы… Рассчитайте массу металлического натрия, которая требуется для выделения 100 кг алюминия по способу Сент Клер Девиля. Практический выход процесса примите равным 85%.

Учащиеся работают в мини-группах.

Этап 6.3. Выполнение заданий в формате ОГЭ.

Учащиеся работают самостоятельно, далее – взаимопроверка, далее – проверяют под руководством учителя.

1. Выберите два высказывания, в которых говорится об алюминии как о простом веществе.

1) Алюминий обладает высокой тепло- и электропроводностью.

2) По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов.

3) Для производства 1 т алюминия требуется около 17 МВт*ч электроэнергии.

4) Предельно допустимая концентрация алюминия в ходе хозяйственно-питьевого использования в России составляет 0,2 мг/л.

5) Природный алюминий состоит практически полностью из естественного стабильного изотопа (27) Al.

2. Расположите предложенные химические элементы 1) алюминий 2) бор 3) сера в порядке увеличения кислотного характера их высших оксидов. Запишите номера в порядке увеличения кислотного характера их высших оксидов.

3. Из предложенного ниже перечня выберите две окислительно-восстановительные реакции.

1) гидратация фосфорного ангидрида

2) взаимодействие алюминия и брома

3) взаимодействие угарного газа и кислорода

4) разложение карбоната бария при нагревании

5) сплавление оксида алюминия и соды

4. Используя метод электронного баланса, расставьте коэффициенты в уравнении реакции, схема которой Al + H2SO4 = H2S + Al2(SO4)3 + H2O

Этап 7. Развитие функциональной грамотности.

Работа в мини-группах.

1. Алюминиевая посуда дешёвая и лёгкая, но быстро покрывается царапинами и деформируется. Чтобы почистить алюминиевую кастрюльку, нельзя использовать щелочные моющие средства и питьевую соду. Почему?

2. Почему, несмотря на способность алюминия активно реагировать с водой, он используется для приготовления кухонной посуды (кастрюль, чайников и т. п.)?

Этап 8. Проверка приобретённых знаний. Диагностика.

Диагностика. Тест «Алюминий».

Ответить на вопросы (да/нет).

Индивидуальная работа учащихся.

1) Относится к семейству щелочноземельных металлов.

2) Относится к цветным металлам.

3) Сегодня его причисляют к так называемым крылатым металлам.

4) Самый распространённый металл в земной коре.

5) В организме человека занимает первое место по массе среди металлов.

6) Является важнейшим элементом в составе костной ткани.

7) Природный элемент представляет собой смесь стабильных изотопов.

8) В природе в свободном виде не встречается.

9) Одна из его промышленно значимых руд называется бокситом.

10) Заряд ядра атома равен +13.

11) В ядре атома находится 20 протонов.

12) В атоме три электронных слоя.

13) В атоме четыре электронных слоя.

14) В атоме 13 электронов.

15) Оба валентных электрона находятся наs-подуровне внешнего электронного слоя.

16) В соединениях проявляет постоянную степень окисления, равную +3.

17) По сравнению с магнием проявляет менее выраженные металлические свойства.

18) Лёгкий металл.

19) Реагирует с кислородом.

20) Реагирует с хлором и с серой с образованием солей.

21) Вытесняет водород из соляной кислоты с образованием хлорида.

22) Вытесняет водород из воды с образованием щелочного раствора.

23) Его отличительное свойство – реакция со щелочами.

Зачёт – незачёт.

Собираю работы на проверку.

Этап 9. Подведение итогов, домашнее задание.

Этап 9.1. Рефлексия.

Раздаю учащимся небольшие листы бумаги. Прошу указать фамилию, имя, класс.

Продолжите фразу:

«Сегодня на уроке я узнал (узнала)...».

«Сегодня на уроке я научился (научилась)…»

«Сегодня на уроке я познакомился (познакомилась)…».

«Сегодня на уроке я повторил (повторила)…».

«Сегодня на уроке я закрепил (закрепила)…».

Поставьте √:

Я доволен 9довольна) своей работой на уроке.

На уроке я работал (работала) плохо.

На уроке мне было трудно.

Этап 9.2. Домашнее задание.

Обучающиеся оценивают свою работу на уроках, выставляю отметки за конкретные виды работы учащимся на основе их самооценки.

«Алюминий». п. 46 стр. 164 – 166, задача 8 стр. 167

Ответьте на вопрос (из учебника): В 1854 г. стоимость 1 кг алюминия составляла 1200 рублей, т. е. в 270 раз дороже серебра, а в 1899 г. – 1 рубль. Подумайте, чем это можно объяснить.