, учитель химии Статья отнесена к разделу: Цели урока. I. Познавательная. Сформировать на межпредметном уровне системы знаний учащихся о простом веществе, образуемом элементом алюминием, которое играет важную роль в природе и жизни человека. II. Развивающие. 1). Продолжить формирование диалектико-материалистического мировоззрения на примере закона перехода количественных отношений в качественные. 2). Установить причинно-следственную связь при сравнении свойств изученных металлов I и II групп главных подгрупп. 3). Продолжить формирование умений наблюдать, сравнивать, делать выводы на основе собственных исследований и демонстрационных опытов. 4). Решать проблемные задачи. 5). Прогнозировать применение алюминия. 6). Развивать познавательную деятельность. III. Воспитательная. Воспитывать нравственные качества через активную познавательную деятельность: трудолюбие, вежливость, скромность, ответственность, требовательность к себе, дисциплинированность, радость сопереживания успехам товарищей и озабоченность их неудачами, бережное отношение к учебному оборудованию и реактивам. Планируемые результаты. Знакомство с историей открытия, изучения свойств и применения алюминия. Развитие и обобщение знаний учащихся о нахождении и роли алюминия в природе. Обобщение знаний о физических свойствах алюминия как простого вещества. Обобщение знаний о химических свойствах алюминия как простого вещества. Развитие и обобщение знаний учащихся о практическом использовании алюминия. Развитие научного мышления учащихся в процессе установления причинно-следственных связей, переноса и применение знаний и умений в новых ситуациях. Развитие научного мировоззрения школьников. Развитие мотивации изучения предмета при обращении к жизненному опыту учащихся. Тип урока: объяснение нового материала. Основные понятия: алюмосиликаты, алюминотермия, пассивирование. внутрицикловые содержательно-информационные с курсами физики, биологии, географии на уровне общепредметных понятий; специально-предметные причинно-следственные, исторические; организационно-методические на уровне общепредметных умений (применение знаний). Приемы обучения: постановка межпредметных вопросов, выполнение заданий устных и письменных, историческая справка, обращение к жизненному опыту учащихся. Средства обучения: применение ИКТ (если нет возможности провести лабораторные опыты), периодическая система Д.И.Менделеева, коллекции минералов, сплавов алюминия, химический эксперимент. Ход урока На доске: тема урока. План урока. История открытия алюминия. Распространенность алюминия в земной коре. Характеристика элемента алюминия по положению в периодической системе Д.И.Менделеева. Строение атома. Физические свойства алюминия. Химические свойства алюминия. Применение и роль алюминия в жизни человека. I. История открытия алюминия. Для создания мотива изучения нового материала важно познакомить учащихся с историей открытия алюминия. Можно дать задание приготовить сообщение по этому вопросу ученику устно или в виде презентации. Алюминий в виде соединений был известен в глубокой древности. По свидетельству античных историков квасцы (по лат. люмен), т.е. сульфат алюминия-калия КAl(SO добывали во многих местах и применяли в качестве протравы при крашении тканей, а потом и в медицинских целях как кровеостанавливающее средство. В начале нашей эры римский полководец Архелай во время войны римлян с персами велел обмазать боевые башни квасцами. Дерево башен стало огнестойким, поэтому все попытки персов сжечь их оказались бесплодными. Что может быть обыкновеннее глины? Красная глина речного обрыва, коричневая глинистая грязь проселочной дороги, белая и синеватая глина, которая неожиданно оказывается на лопате, когда копают глубокую яму или колодец. В составе любой глины содержится оксид алюминия Al . Поэтому глину относят к классу минералов-алюмосиликатов (каолин, полевой шпат, нефелин) вулканического происхождения. Минерал осадочного происхождения боксит, похож на глину, но лишен свойственной ей пластичности. Залежи бокситов находятся на западном и южном склонах Урала и тянутся до степей Северного Кавказа. Крупнейшие месторождения нефелина NaAlSiO обнаружены в Красноярском крае. (Показать на физической карте). В середине XIX в Западной Европе начинаются попытки получения алюминия. В 1825 году Х.К. Эрстед (Дания) впервые получил алюминий в чистом виде, используя для этого калий в виде амальгамы. Однако тогда точно не удалось выяснить какой продукт был получен. Зато два года спустя в этом преуспел Велер (Германия), взявший для восстановления чистый калий. 20 лет упорного труда позволили ученому приготовить алюминий в виде гранул со спичечную головку. Новый металл оказался очень красивым и похож на серебро, но значительно более легким. Именно эти свойства алюминия определили его высокую стоимость: в конце XIX начале XX в. алюминий ценился выше золота. На протяжении долгого времени он оставался музейной редкостью. Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского ученого Д.И. Менделеева и подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, а другая из алюминия. Чашка из алюминия стала дороже золотой. Полученное серебро из глины заинтересовало не только ученых, но и промышленников и даже императора Франции. Впервые алюминий был использован для изготовления нескольких декоративных кирас (лат) для личной охраны (кирасир) Наполеона III и игрушек для его наследника. Учитель: Мировое производство алюминия постоянно растет. Он стал вторым по значению металлом продолжающегося железного века. Задается проблемный вопрос: Почему алюминий называют металлом будущего? На этот вопрос мы должны будем ответить в конце урока. II. Нахождение в природе. ЗаданиеI. Рассмотрите диаграмму Распространение элементов в природе. <Рисунок 1>. Вопрос: определите, какое место занимает алюминий среди других элементов. ЗаданиеII. Рассмотрите образцы природных соединений. Сравните их по твердости . прочности, цвету и рассчитай содержание алюминия в каждом из них ( расчеты проводят по вариантам). Какие из перечисленных пород вы бы использовали для получения металла? Ответы: алюминий самый распространенный металл в природе. Его содержание в земной коре составляет 8,8 %. Он занимает 3 место по распространенности среди других элементов (после кислорода и кремния). Для получения алюминия мы использовали бы корунд. III. Получение. Сообщение ученика. в расплаве криолита. Процесс электролиза, в конечном итоге, сводится к разложению Al IV. Характеристика элемента 13 по положению в периодической системе Д.И. Менделеева. Ответы : Al расположен в III малом периоде, 3 группе, главной подгруппе, А = 27, порядковый номер 13. Строение атома: 13 электронов движутся вокруг ядра по трем энергетическим уровням 2, 8, 3 . В ядре атома 13 протонов 14 нейтронов. Алюминий проявляет постоянную валентность равную III, соответствующую возбужденному состоянию атома. (На доске записывают электронно-графическую формулу). Задание3: сопоставить строение атомов Na, Mg, Al и сделать вывод об относительной химической активности этих элементов. (Записывают в тетрадь). V. Физические свойства. Задание: 1). На основе анализа справочных данных и изучения образцов алюминия охарактеризовать его физические свойства. 2).Объяснить: почему алюминий обладает хорошей тепло- и электропроводимостью? На слайде таблица с данными по тепло- и электропроводности. 3). Почему в алюминиевой посуде вода закипает быстрее, чем в эмалированной? (Высокая теплопроводность). 4). В чем причина высокой пластичности алюминия? (По пластичности он близок к золоту, его можно вытягивать в проволоку и прокатывать в фольгу толщиной 0,01 мм). 5). По каким внешним признакам можно отличить изделия из алюминия от изделий из других металлов? ( По цвету, изделия из алюминия легкие). Обобщив знания по проделанной работе, учащиеся записывают физические свойства алюминия: легкий (плотность = 2,7 г/см устойчив к коррозии на воздухе, а также в химических средах; С. VI. Химические свойства алюминия. Учитель: Какими химическими свойствами должен обладать алюминий исходя из его положения в периодической системе Д.И. Менделеева и сравнивая строение атомов элементов III периода? Ответы: в периоде с увеличением заряда ядра атома уменьшается радиус атома и способность элемента отдавать электроны тоже уменьшается, поэтому алюминий проявляет более слабые восстановительные (металлические) свойства, чем натрий и магний, он относится к переходным металлам и занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами, его соединения являются амфотерными. Задание1: определите место алюминия в электрохимическом ряду напряжений и сделайте вывод об его активности. (Учащиеся смотрят на электрохимический ряд напряжений). Ответ: алюминий находится в начале ряда напряжений сразу после щелочных и щелочноземельных металлов. Поэтому он должен проявлять высокую химическую активность. Учитель: алюминий применяется в быту, из него изготавливают бытовые изделия. Известно, что ни кислород, ни вода на него не действуют (учитель опускает алюминиевую пластину в стакан с водой). В результате противоречий между знаниями и жизненными наблюдениями создается такая ситуация: Почему алюминий, стоящий в начале ряда напряжений проявляет пассивность? Почему в алюминиевой кастрюле можно сварить суп? Ответить на эти вопросы мы сможем, проделав опыты. Инструктаж по технике безопасности при работе с нагревательными приборами. Опыт: ученики закрепляют в тигельных щипцах алюминиевую проволоку и нагревают ее в пламени спиртовки. Наблюдают, что расплавленный алюминий не капает, а удерживается в пленке. Вопрос: что это за пленка? Ответ: чистый алюминий на воздухе покрывается оксидной пленкой, которая защищает металл от взаимодействия с другими веществами. Именно эта пленка на поверхности металла делает его пассивным по отношению к другим веществам. Задание2 . Написать уравнение реакции взаимодействия алюминия с кислородом. Ученики пишут уравнение реакции: 4Al + 3O По аналогии ученики пишут уравнения реакций взаимодействия алюминия с другими простыми веществами: серой, галогенами (хлором), азотом: В уравнениях реакций ученики отмечают степени окисления алюминия до и после реакции и делают вывод, что алюминий в реакциях является восстановителем как и другие металлы. Задание3. Взаимодействие алюминия со сложными веществами. 1). Учитель: если с алюминия удалить оксидную пленку, то алюминий должен проявлять свойства аналогичные щелочно-земельным металлам. Ученики пишут уравнение реакции взаимодействия алюминия с водой по аналогии со щелочными и щелочно-земельными металлами и отмечают условия реакции (удалить с поверхности металла оксидную пленку): Учитель: Запомните, что в обычных условиях оксидная пленка защищает алюминий от разрушения (коррозии). Перед заданием 4 (учащиеся сами выполняют опыты) учитель напоминает правила по технике безопасности при работе с кислотами и щелочами). Задание4. С помощью лабораторных опытов изучите отношение алюминия к кислотам: разбавленным соляной и серной и концентрированной азотной кислоте. Ответы: учащиеся выполняют опыты с соляной и серной кислотами. С концентрированной азотной кислотой показывает учитель, и делают выводы, что алюминий взаимодействует с разбавленными соляной и серной кислотами и не реагирует с концентрированной азотной кислотой. Учитель: с концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует, она пассивирует алюминий. Под ее влиянием на поверхности алюминия образуется нерастворимая в кислотах модификация оксида алюминия, предохраняющая его от дальнейших превращений, поэтому концентрированную азотную кислоту хранят в алюминиевых емкостя