План урока по химии "Алюминий, его свойства"

Урок 1. Алюминий и его свойства ЦЕЛИ УРОКА:  1. Обучающая ­ ознакомление с физическими и химическими свойствами алюминия,  его оксида и гидроксида; доказательство их амфотерности; 2. Развивающая ­ закрепление навыков работы в химическом кабинете (безопасное  обращение с лабораторным оборудованием и веществами, наблюдение за  химической реакцией и формулировка вывода); написание уравнений химических  реакций; 3. Воспитательная ­ совместная работа в малых группах по выполнению поставленной  задачи, воспитание ответственного отношения к сохранению своего здоровья и  здоровья окружающих людей. ОБОРУДОВАНИЕ: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева,  таблица «Распространённость химических элементов в земной коре», лотки с набором  оборудования для выполнения лабораторных и практических работ, штативы с  пробирками, 2 колбы или стаканы с водой, лабораторный штатив, стальной тигель, поднос  с сухим речным песком. РЕАКТИВЫ: образцы алюминия (полоски), отрезки алюминиевой проволоки длиной  около 15 см (так чтобы их легко можно было вынуть из пробирки), алюминиевый стержень  (2 шт.) и раствор для его амальгамирования, вода, заранее приготовленная термитная  смесь, растворы HCl, KOH, H2SO3, Al(NO3)3 с массовой долей 0,05. ПЛАН УРОКА 1. Актуализация знаний о строении атома на основании положения химического  элемента в Периодической системе, об амфотерности свойств химических  элементов, о химической активности металлов на основании положения в  Периодической системе и в ряду напряжений – фронтальная беседа; 2. Постановка познавательной задачи 1: выявление высокой химической активности  алюминия; 3. Решение познавательной задачи 1: демонстрация опытов взаимодействия  амальгамированного алюминия с водой и горения термитной смеси; формулировка  вывода из опытов; 4. Постановка познавательной задачи 2: доказательство амфотерности алюминия, его  оксида и гидроксида; 5. Решение познавательной задачи 2: лабораторная работа «Амфотерность алюминия и его гидроксида», формулировка вывода из лабораторной работы; 6. Задание на дом: параграф 13, ответить на вопросы, записанные в тетради. Вопросы (дать химическое объяснение данному явлению):  ­Можно ли алюминиевые изделия ремонтировать медными заклёпками? ­Что произойдёт, если раствор медного купороса (CuSO4) оставить в алюминиевой посуде? ­Почему влажная кальцинированная сода (Na2CO3), нанесённая на алюминиевый предмет,  хорошо его очищает? КОНСПЕКТ УРОКА 1).Фронтальная беседа: в ходе её  ­устанавливается положение элемента Al в периодической системе; ­выясняется физический смысл порядкового номера химического элемента  (положительный заряд ядра атома), номера периода (число энергетических уровней в  атоме) и номера группы (высшая положительная степень окисления атома в соединениях); ­на классной доске записывается электронно­графическая формула Al, которая  подтверждает вышеуказанные выводы; на её основании делается вывод о том, что степень  окисления Al в соединениях равна +3 (очень трудно, в жёстких условиях, можно получить  неустойчивые соединения Al в степени окисления +1); ­по степени окисления, т.е. на основании положения в периодической системе, выводится  формула оксида – Al2O3 и гидроксида алюминия – Al(OH)3; ­на основании положения в периодической системе – малый радиус атома, соседство с  неметаллами( В,Si), высказывается предположение об амфотерности элемента и его  соединений (встаёт проблема, которая требует разрешения); ­на основании положения в электрохимическом ряду напряжений, учащиеся легко делают  вывод о том, что Al должен быть активнее многих широко распространённых металлов  (цинка, железа, свинца, олова…), но уступать по химической активности только что  изученным металлам IIA группы. В то же время повседневный опыт убеждает их в том, что  этот металл во внешней среде очень устойчив. Высказывается предположение, что причина  видимой пассивности алюминия кроется в наличии на его поверхности прочной и  устойчивой во внешней среде защитной плёнки оксида. Возникает идея – разрушить  оксидную плёнку и тогда алюминий покажет свой «буйный характер». 2).Знакомство с физическими свойствами: изучение образцов алюминия (фольга,  полоски металла, отрезки проволоки). Учащиеся отмечают серебристый цвет алюминия,  его высокую пластичность, легкость; привлекая свой жизненный опыт, сообщают, что  алюминий отлично проводит электричество и тепло. Учитель дополняет наблюдения  ρ учащихся следующими данными: tпл0(Al)=6600C,  (Al)=2,7г/см3.Все физические  характеристики алюминия записываются в тетрадь. 3).Доказательство высокой химической активности алюминия: проведение  демонстрационных опытов. Двое учащихся, демонстрируют заранее подготовленные и  проверенные накануне урока следующие опыты­ а/.взаимодействие амальгамированного алюминия с водой (вместо ядовитых соединений  ртути для разрушения оксидной пленки можно использовать крепкий раствор КОН, но в  этом случае образец алюминия переносят из щелочного раствора в воду без промывания). Учащийся объясняет суть опыта, колбы с контрольным образцом и амальгамированным  алюминием пускает по рядам, записывает на классной доске уравнение реакции 2Al + 6HOH => 2Al(OH)3 + 3H2, делает вывод о том, что только очень активные металлы могут реагировать с водой при  обычных условиях и, следовательно, алюминий ­ действительно активный металл. б/ алюминотермическая реакция (реакция Бекетова) – взаимодействие алюминиевой пудры с оксидом менее активного металла, не обязательно для опыта брать смесь оксидов железа  с алюминием – так называемую термитную смесь, ­­ хорошо удаётся опыт с оксидом  марганца(IV), в качестве «затравки» в реакционную смесь вносят ленту магния, а при её  отсутствии используют намазку со спичечных головок. Опыт проводится в вытяжном  шкафу! Под тигель с реакционной смесью подставляют поднос с речным песком. После  очень эффектной реакции на стенках тигля можно наблюдать капельки застывшего металла – марганца. Учащийся объясняет наблюдаемое явление, охлаждённый тигель с каплями  марганца демонстрирует классу, а сам записывает на доске уравнение происходившей  реакции 4Al + 3MnO2 => 2Al2O3 + 3Mn + Q кДж 4).Общий вывод: на основании проделанных опытов учащиеся делают вывод о том, что  простое вещество алюминий ­ по физическим свойствам является типичным металлом,  химически очень активен. 5).Доказательство амфотерности алюминия и его гидроксида – лабораторная  работа: перед началом работы учитель напоминает основные требования по технике безопасности  при обращении с растворами кислот и щелочей, при нагревании растворов. Нужно  объяснить, почему не проводится опыт с оксидом алюминия – тонкая плёнка этого  вещества постоянно присутствует на поверхности металла! Поэтому, очевидно, что  сначала растворяется оксидная плёнка, а затем в реакцию вступает металл. Необходимо  предупредить учащихся о том, что реакция алюминия с соляной кислотой –  самоускоряющаяся: по мере растворения оксидной плёнки скорость реакции возрастает;  реакция сопровождается повышением температуры, что также приводит к её ускорению; в  растворе накапливается хлорид алюминия, играющий каталитическую роль. Поэтому после обнаружения водорода, без промедления алюминиевую проволочку переносят в пробирку с раствором щёлочи!  Лабораторная работа выполняется в течение 10 – 15 минут по инструктивным картам, по  ходу работы учащиеся записывают уравнения происходящих реакций (в тетрадях, а по  требованию учителя и на классной доске); при написании уравнений создаётся  благоприятная ситуация для повторения вопросов «Реакции ионного обмена» и  «Окислительно­восстановительные реакции»; формулируются частные выводы по каждому опыту, общий вывод прочитывается вслух: Алюминий по физическим свойствам – типичный металл, химически очень активен, хотя и  уступает щелочноземельным металлам. По отношению к другим веществам алюминий, его  оксид и гидроксид проявляют амфотерные свойства. 6).Задание на дом: учебник Н.И. Нурахметов  «Химия­10» параграф 7.2; повт. тему  «Гидролиз солей», ответить на вопросы в тетради (письменно); объяснить применение  алюминия по рис.15, стр.60 (устно); решить задачу: ­При восстановлении 76 кг оксида хрома (III) получили 45 кг хрома. Сколько процентов  это составляет от теоретически возможного выхода? ИНСТРУКЦИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ «ДОКАЗАТЕЛЬСТВО АМФОТЕРНОСТИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО ГИДРОКСИДА»  ВНИМАНИЕ! Вспомните, как безопасно обращаться с растворами кислот и щелочей; Какие меры надо предпринять при попадании капель кислоты или щёлочи на кожу и  одежду?  ОПЫТ 1: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЮМИНИЯ С СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ. Алюминиевую проволоку опустить в пробирку с разбавленной соляной кислотой(=5 мл).  Что происходит? Написать уравнение происходящей реакции по схеме: Al + HCl → Собрать выделяющийся газ, доказать, что это водород (после обнаружения водорода  проволочку перенести в пустую пробирку, иначе реакция примет слишком бурный  характер!). Написать уравнение происшедшей реакции по схеме: Н2 + О2 → ОПЫТ 2: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЮМИНИЯ СО ЩЁЛОЧЬЮ. Алюминиевую проволоку опустить в раствор щёлочи объёмом = 5 мл. Для ускорения  реакции раствор необходимо … … … Что происходит? Написать уравнение происходящей реакции по схеме, расставить коэффициенты методом электронного баланса: Аl0 + KOH+1 + H2+1 O  →  K[Al+3(OH)4  ] + H20 Доказать наличие водорода. Сделать вывод из 1­2 опытов: ВЫВОД: Алюминий реагирует с HCl, проявляя при этом … … … химические свойства.  Но алюминий реагирует и с KOH, проявляя … … …химические свойства. Следовательно,  алюминий проявляет … … …химические свойства.  ОПЫТ 3: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ С КИСЛОТОЙ И  ЩЁЛОЧЬЮ. Получить в 2­х пробирках студенистый осадок гидроксида алюминия, приливая к 2­3 мл  раствора нитрата алюминия Al(NO3)3 примерно такой же объём щёлочи – гидроксида  калия КОН. Написать уравнение происходившей реакции по схеме (в молекулярном,  полном ионном и сокращённом ионном видах): Al(NO3)3 + KOH → К одной порции осадка приливать по каплям раствор серной кислоты; наблюдать что  происходит, написать уравнение происходившей реакции (в молекулярном, полном ионном и сокращённом ионном видах) по следующей схеме: Al(OH)3 + H2SO4 → К другой порции осадка гидроксида алюминия приливать по каплям раствор щёлочи –  гидроксида калия, наблюдать что происходит, написать уравнение происходившей  реакции: Al(OH)3 + KOH  →  K[Al(OH)4] Сделать вывод из опыта 3. ОБЩИЙ ВЫВОД: Алюминий по физическим свойствам представляет из себя типичный  … … …Так как алюминий и его гидроксид реагируют с … … …и … … …, следовательно  по химическим свойствам это … … …вещества.