Урок химии в 9 классе по теме «Алюминий»
план-конспект урока по химии (9 класс)

Урок химии в 9 классе по теме «Алюминий» (по программе О.С.Габриеляна)

Задачи:

Образовательные:

1. Актуализировать знания учащихся о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода на примере алюминия.
2. Показать зависимость физических свойств алюминия от наличия в нем металлической связи и особенностей кристаллического строения.
3. Сформировать у учащихся знания о том, что алюминию в свободном состоянии присущи особые, характерные физические и химические свойства.

Развивающие:

1. Возбудить интерес к изучению науки путем предоставления кратких исторических и научных сообщений о прошлом, настоящем и будущем алюминия.
2. Продолжить формирование исследовательских навыков учащихся при работе с литературой, выполнением лабораторной работы.
3. Расширить понятие амфотерности раскрытием электронного строения алюминия, химических свойств его соединений.

Воспитательные:

1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании алюминия вчера, сегодня,  завтра.
2. Формировать умения работать коллективом у каждого учащегося, считаться с мнением всей группы и отстаивать свое корректно, выполняя лабораторную работу.
3. Знакомить учащихся с научной этикой, честностью и порядочностью естествоиспытателей прошлого, предоставляя сведения о борьбе за право быть первооткрывателем алюминия.

Тип урока: изучение новой темы.

Вид урока: лабораторный.

Оборудование: алюминиевая проволока с копками на пластилине, простейшая электрическая цепь, штатив с пробирками.

Реактивы: алюминий, разбавленные и концентрированные: серная, соляная и азотная кислоты, раствор гидроксида натрия, порошок алюминия, кристаллический йод, вода.

План урока

1. Возбуждение интереса учащихся к изучению физических, химических свойств и применения алюминия.
2.  Постановка цели урока.
3. Актуализация опорных знаний об использовании алюминия.
4. Подведение итогов первого этапа урока.
5. Актуализация знаний о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода.
6. Демонстрация. Лабораторный опыт «Изучение физических свойств алюминия».
7. Лабораторная работа «Химические свойства алюминия».
8. Закрепление и обобщение знаний, полученных на уроке.
9. Самостоятельная работа учащихся.
10. Подведение итогов урока.
11. Домашнее задание.

Организационный момент.

Заранее на доске записывается план урока и домашнее задание.

1. Возбуждение интереса учащихся к изучению физических, химических свойств и применения алюминия.

Учитель:          Великие законы мирозданья

                         В сущности, наивны и просты.

                         И порой Вам не хватает знания

                         Для разгадки этой простоты.

1-ый ученик:   Только гениев великое прозренье,

                          Жизнь, опережая на века,

                          Предопределяет путь движения

                          Для науки к новым рубежам!

2-ой ученик:    Как зерну созреть идее надо,

                          А созреть ей нелегко,

                          Только стоя на плечах гигантов

                          Мы сегодня видим далеко!

2. Постановка цели урока.

Сообщение цели урока: познакомиться с физическими  химическими свойствами и применением алюминия. (Запись темы урока и цели на доске).

Учащиеся записывают тему урока и цель урока в тетради.

3. Актуализация опорных знаний об использовании алюминия.

 Предлагаю учащимся познакомиться с таблицей на зачетном листе (на одной стороне листа расчерчена таблица, на второй – инструктивная карточка к лабораторной работе «химические и физические свойства алюминия»);  заполнить первую колонку «Что мы знаем об алюминии из исторических хроник», выслушивая выступления одноклассников.

(учащиеся выслушивают выступления одноклассников и заполняют таблицу.)

Что мы знаем об алюминии

1-ый ученик: В 1885 году, на Всемирной выставке в Париже было представлено «серебро из глины», которое произвело большую сенсацию. Это было пластины и слитки из алюминия, полученных французским ученым Сент-Клер Девилем. К чести Девиль отреагировал, как подобает настоящему ученому: из алюминия собственного производства он отчеканил медаль с портретом Фридриха Велера и датой «1827» и послал ее в подарок немецкому ученому, первому получившему алюминий.

2-ой ученик: В пробе лунного грунта, взятой автоматической станцией «Луна - 20» в континентальной части нашего спутника – между Морем Кризисов и Морем Изобилия, впервые был обнаружен самородный алюминий. При исследовании лунной фракции массой 33 мг в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии  геохимии АН СССР были выявлены три крохотные частицы алюминия. Это плоские слегка удлиненные крупицы размером 0,22, 0,15, 0,1 миллиметра с матовой поверхностью и серебристо-серые в свежем изломе. Алюминий – лунный камень.

3-й ученик: Музейные экспонаты бывают разные. Одни известны на весь мир и оцениваются в астрономические суммы, другие годами покоятся на стендах, почти не привлекая внимания посетителей. Но и у таких скромных экспонатов порой бывает весьма интересная родословная или судьба.

Среди многочисленных археологических находок и предметов старины, экспонируемых в краеведческом музее американского города Кливленда, есть малопримечательные металлические кастрюли и миски. Оказывается, это первая в мире посуда из алюминия, изготовленная одним из жителей города в 1890 году.

4-ый ученик: В «Юношеском романе»Валентин Катаев рассказывает о событиях Первой мировой войны, в которых алюминий оказался главным действующим лицом. В то время немцы изготовляли из этого металла дистанционные трубки для шрапнели и головки некоторых видов снарядов. После артиллерийских дуэлей земля вокруг позиции была усеяна алюминиевыми  боеголовками. Русские солдаты собирали их как грибы, затем плавили на огне и отливали в формы. Получались алюминиевые ложки. Вот что пишет об этом В. Катаев: «Литейный завод работал полным ходом… Была даже, помнится, установлена рыночная цена на алюминиевую ложку. Сорок копеек штука. Куда не посмотришь, всюду сидят солдаты и , согнувшись, шлифуют только что отлитые шершавые алюминиевые ложки наждачной бумагой.»

5-ый ученик: В начале  третьего века до н.э. из бронзы был создан Колосс Родосский – достопримечательность порта Родоса на побережье Эгейского моря. Статуя бога Солнца Гелиоса на 36 метров возвышалась у входа в гавань. Но не долго – полвека. Разрушилась при землетрясении. Поговаривают, будто  бы власти острова Родос намерены по сохранившимся чертежам и описаниям восстановить  это чудо света. Правда, воскреснет Родос з алюминия, а внутри головы планируется разместить пивной бар.

6-ой ученик: В 1884 году в столице США соорудили монумент в честь Джорджа Вашингтона. Авторы проекта увенчали каменный обелиск пирамидой из драгоценного металла – алюминия. С тех пор  уже более ста лет алюминиевый наконечник украшает памятник Вашингтону, успешно выдерживая испытания временем и погодой.

7-ой ученик: Как известно, чистый алюминий не растворяется в воде, поскольку на его поверхности образуется тонкий, но прочный оксидный панцирь, предохраняющий металл от дальнейшего окисления. Однако на всякую броню может найтись снаряд. Способный ее разрушить. Для алюминиевого  панциря в роли такого снаряда выступили добавки галлия, индия и олова. Созданный учеными Института АН сплав алюминия, активированный этими добавками, не образует оксидной пленки и поэтому вступает в реакцию с водой. При этом выделяется большое количество водорода, которое можно регулировать в широких пределах. Водород – перспективное топливо и выхлопных газов в таких двигателях не будет.

8- ой ученик:  если возбудить  в алюминии переменный ток – он намагничивается и попадает в руки магнитов. Так работает сепаратор – прибор для улавливания из груза мусора алюминиевых деталей.

9-ый ученик: В английских магазинах появилась новинка – зеркала, изготовленные  из тонкой, но прочной, гладкой и прозрачной полиэфирной пленки, покрытой с одной стороны слоем  осажденного в вакууме алюминия. Пленку натягивают на легкую рамку – и зеркало готово. Сначала эти зеркала благодаря их легкости предназначались только для авиации. Но вскоре ими стали делать зеркальные потолки и стены. Поскольку такие зеркала не запотевают, они оказались особенно удобными для ванных комнат и других помещений с высокой влажностью.

10-ый ученик: Зеркало для крупнейшего телескопа диаметром 6 метров, созданного в СССР, покрыто тончайшей алюминиевой фольгой. Этот дальнозоркий глаз обращен в глубины вселенной. Он способен увидеть свет обычной свечки на расстоянии 25 тысяч километров. Американские ученые предложили использовать гигантские зеркала с алюминиевым покрытием для освещения ночных городов. Доставленные на орбиту такие зеркала и управляемые ЭВМ смогут отражать солнечный свет  в десятки раз интенсивнее, чем это                           делает в настоящее время Луна.

4. Подведение итогов первого этапа урока.

Заслушиваю  и корректирую ответы учащихся по заполнению первой колонки таблицы.

(учащиеся зачитывают записи в первой колонке таблицы. По необходимости исправляют их.)

5. Актуализация знаний о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода.

Такое широкое применение алюминий находит благодаря своим свойствам. А свойства зависят от строения. Рассмотрим строение атома алюминия.

(0дин учащийся у доски, а другие в тетрадях записывают схему строения атома, распределяют электроны по квантовым ячейкам и выводят электронную формулу алюминия. Делает предположение о характерных физических свойствах.)

6. Демонстрация. Лабораторный опыт «Изучение физических свойств алюминия».

1. Демонстрация простейшей электрической цепи,  включающей алюминиевые провода.
2. Демонстрация теплопроводности алюминия: постепенное отрывание кнопок на пластилине от алюминиевой проволоки, один конец которой нагревается.
3. Демонстрация куска алюминия, обращается внимание на матовый металлический блеск.
4. Демонстрация алюминиевой фольги, обращается внимание на пластичность алюминия и его легкость.
5. Демонстрация растворимости в воде алюминия. Обращается внимание на положение алюминия в ряду напряжений. Дается объяснение: образование оксидной пленки на поверхности металла.

(учащиеся наблюдают за действиями учителя и заполняют вторую колонку таблицы, указывая . где может использоваться данное физическое свойство алюминия.)

7.  Лабораторная работа «Химические свойства алюминия».

Учитель: 1. Взаимодействие алюминия с йодом. Выполняется в вытяжном шкафу! Растирается алюминиевая пудра с кристаллическим йодом в ступке и добавляется несколько капель воды.

Взаимодействие алюминия с концентрированными серной и азотной кислотой.

(учащиеся работают по инструктивной карточке и заполняют вторую колонку таблицы. Выполняют самостоятельную работу по инструктивной карточке и записывают уравнения реакций.)

Инструктивная карточка к лабораторной работе

«Химические свойства алюминия»

Перед выполнением работы внимательно прочитайте правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами.

Правила техники безопасности

1. Работайте аккуратно, неукоснительно соблюдая порядок проведения работы, изученный по учебнику или пособию, выполняйте требования  охраны труда при проведении практических или лабораторных работ.
2. Подготовленный прибор покажите учителю или лаборанту.
3. Будьте особенно осторожны в обращении с растворами кислот и щелочей, огнеопасными и ядовитыми веществами.
4. Берите вещества для опыта в минимально-необходимых количествах и только в чистую посуду.
5. Обо всех разливах химических жидкостей, а также о рассыпанных твердых веществах сообщайте учителю или лаборанту. Самостоятельно убирать любые химические вещества нельзя.
6. Участки кож или одежды, на которые попал реактив, сначала промойте большим количеством воды, затем обработайте нейтрализующим веществом.

Ожог едкими щелочами:

•  обильно смочить обожженное место нейтрализующим раствором соляной или лимонной кислоты.

•      смазать борным вазелином;

•      наложить марлю или вату;

•      забинтовать.

Ожог кислотами:

•      обильно смочить обожженное место раствором соды;

•      наложить повязку, смоченную известковой эмульсий;

•      покрыть ватой;

•      забинтовать.

7. Не оставляйте без присмотра включенные нагревательные приборы.
8. Не проводите самостоятельно опыты, не предусмотренные инструкцией; не смешивайте произвольно вещества.

Ход работы

1. Внимательно посмотрите эксперимент, проводимый учителем в вытяжном шкафу: «Взаимодействие алюминия с йодом». Запишите уравнение реакции.
2. Кусочек алюминия бросьте в пробирку с водой и нагрейте. Наблюдаете ли выделение водорода? Сделайте вывод.
3. В отдельных пробирках испытайте действие разбавленных соляной, азотной и серной кислот на алюминий. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции.
4. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной соляной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
5. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной серной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
6. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной азотной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
7. Кусочек алюминия обливают в пробирке раствором щелочи и нагревают. (Осторожно, не брызнуть щелочью в глаза). Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
8. Заполните таблицу.

9. Сделайте вывод о характере химических свойств алюминия.

(нужно записывать уравнения реакций на доске по одному учащемуся из пары. Уравнения реакции воспроизводятся на доске:)

2Al + 3I2 = 2AlI3

2Al + 6HClразб.= 2AlCl3 + 3H2

2Al + 3H2SO4разб.= Al2(SO4)3 + 3H2

Al + HNO3разб.=

Al + HClконц.=

Al + H2SO4конц.=

Al + HNO3конц.=

2Al + 2NaOH +  2H2O = 2NaAlO2 + 3H2

8.Закрепление знаний.

Учитель: 1. По каким внешним признакам вы сможете отличить изделия из алюминия от изделий из других материалов?

Планируемый ответ: Блестящие, серебристые, легкие.

2. Опишите области применения алюминия и укажите свойства, на которых основано его использование.

Планируемый ответ:

1. Электропроводность - производство электрических проводов.
2. Отсутствие взаимодействия с водой – изготовление посуды и котлов.
3. Металлический блеск -  изготовление ювелирных изделий и украшений.
4. Легкость – использование в самолетостроении и кораблестроении.
5. Химическая инертность – для производства химического оборудования, изделий для агрессивных сред.

3.   Почему алюминиевая посуда не разрушается в кипящей воде и не подвергается атмосферной коррозии?

Планируемый ответ: Потому, что сверху металл алюминий покрыт прочной оксидной пленкой.

4. При производстве алюминиевой проволоки расправленный алюминий выпускаются через круглое отверстие. Струя затвердевает, не разбиваясь на капли. Почему?

Планируемый ответ: Это мгновенно образуется оксид алюминия – очень прочное соединение. Оно и застывает в виде капли.

Учащиеся отвечают на вопросы учителя.

9. Самостоятельная работа учащихся. Заполнение второй колонки таблицы. По окончании учащиеся сдают зачетные листы.

10. Подведение итогов урока по плану.

Комментарий учителя.

Ответы по плану, записанному на доске.

11. Домашнее задание.  §  13, упр.6, стр.62.

1-ый ученик: В 1885 году, на Всемирной выставке в Париже было представлено «серебро из глины», которое произвело большую сенсацию. Это было пластины и слитки из алюминия, полученных французским ученым Сент-Клер Девилем. К чести Девиля он отреагировал, как подобает настоящему ученому: из алюминия собственного производства он отчеканил медаль с портретом Фридриха Велера и датой «1827» и послал ее в подарок немецкому ученому, первому получившему алюминий.

2-ой ученик: В пробе лунного грунта, взятой автоматической станцией «Луна - 20» в континентальной части нашего спутника – между Морем Кризисов и Морем Изобилия, впервые был обнаружен самородный алюминий. При исследовании лунной фракции массой 33 мг в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии  геохимии АН СССР были выявлены три крохотные частицы алюминия. Это плоские слегка удлиненные крупицы размером 0,22, 0,15, 0,1 миллиметра с матовой поверхностью и серебристо-серые в свежем изломе. Алюминий – лунный камень.

3-й ученик: Музейные экспонаты бывают разные. Одни известны на весь мир и оцениваются в астрономические суммы, другие годами покоятся на стендах, почти не привлекая внимания посетителей. Но и у таких скромных экспонатов порой бывает весьма интересная родословная или судьба.

Среди многочисленных археологических находок и предметов старины, экспонируемых в краеведческом музее американского города Кливленда, есть малопримечательные металлические кастрюли и миски. Оказывается, это первая в мире посуда из алюминия, изготовленная одним из жителей города в 1890 году.

4-ый ученик: В «Юношеском романе»Валентин Катаев рассказывает о событиях Первой мировой войны, в которых алюминий оказался главным действующим лицом. В то время немцы изготовляли из этого металла дистанционные трубки для шрапнели и головки некоторых видов снарядов. После артиллерийских дуэлей земля вокруг позиции была усеяна алюминиевыми  боеголовками. Русские солдаты собирали их как грибы, затем плавили на огне и отливали в формы. Получались алюминиевые ложки. Вот что пишет об этом В. Катаев: «Литейный завод работал полным ходом… Была даже, помнится, установлена рыночная цена на алюминиевую ложку. Сорок копеек штука. Куда не посмотришь, всюду сидят солдаты и , согнувшись, шлифуют только что отлитые шершавые алюминиевые ложки наждачной бумагой.»

5-ый ученик: В начале  третьего века до н.э. из бронзы был создан Колосс Родосский – достопримечательность порта Родоса на побережье Эгейского моря. Статуя бога Солнца Гелиоса на 36 метров возвышалась у входа в гавань. Но не долго – полвека. Разрушилась при землетрясении. Поговаривают, будто  бы власти острова Родос намерены по сохранившимся чертежам и описаниям восстановить  это чудо света. Правда, воскреснет Родос з алюминия, а внутри головы планируется разместить пивной бар.

6-ой ученик: В 1884 году в столице США соорудили монумент в честь Джорджа Вашингтона. Авторы проекта увенчали каменный обелиск пирамидой из драгоценного металла – алюминия. С тех пор  уже более ста лет алюминиевый наконечник украшает памятник Вашингтону, успешно выдерживая испытания временем и погодой.

7-ой ученик: Как известно, чистый алюминий не растворяется в воде, поскольку на его поверхности образуется тонкий, но прочный оксидный панцирь, предохраняющий металл от дальнейшего окисления. Однако на всякую броню может найтись снаряд. Способный ее разрушить. Для алюминиевого  панциря в роли такого снаряда выступили добавки галлия, индия и олова. Созданный учеными Института АН сплав алюминия, активированный этими добавками, не образует оксидной пленки и поэтому вступает в реакцию с водой. При этом выделяется большое количество водорода, которое можно регулировать в широких пределах. Водород – перспективное топливо и выхлопных газов в таких двигателях не будет.

8- ой ученик:  если возбудить  в алюминии переменный ток – он намагничивается и попадает в руки магнитов. Так работает сепаратор – прибор для улавливания из груза мусора алюминиевых деталей.

9-ый ученик: В английских магазинах появилась новинка – зеркала, изготовленные  из тонкой, но прочной, гладкой и прозрачной полиэфирной пленки, покрытой с одной стороны слоем  осажденного в вакууме алюминия. Пленку натягивают на легкую рамку – и зеркало готово. Сначала эти зеркала благодаря их легкости предназначались только для авиации. Но вскоре ими стали делать зеркальные потолки и стены. Поскольку такие зеркала не запотевают, они оказались особенно удобными для ванных комнат и других помещений с высокой влажностью.

10-ый ученик: Зеркало для крупнейшего телескопа диаметром 6 метров, созданного в СССР, покрыто тончайшей алюминиевой фольгой. Этот дальнозоркий глаз обращен в глубины вселенной. Он способен увидеть свет обычной свечки на расстоянии 25 тысяч километров. Американские ученые предложили использовать гигантские зеркала с алюминиевым покрытием для освещения ночных городов. Доставленные на орбиту такие зеркала и управляемые ЭВМ смогут отражать солнечный свет  в десятки раз интенсивнее, чем это                           делает в настоящее время Луна.

1-ый ученик:   Только гениев великое прозренье,

                          Жизнь, опережая на века,

                          Предопределяет путь движения

                          Для науки к новым рубежам!

2-ой ученик:    Как зерну созреть идее надо,

                          А созреть ей нелегко,

                          Только стоя на плечах гигантов

                          Мы сегодня видим далеко!

Что мы знаем об алюминии

                                        Инструктивная карточка к лабораторной работе

«Химические свойства алюминия»

Перед выполнением работы внимательно прочитайте правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами.

Правила техники безопасности

1. Работайте аккуратно, неукоснительно соблюдая порядок проведения работы, изученный по учебнику или пособию, выполняйте требования  охраны труда при проведении практических или лабораторных работ.
2. Берите вещества для опыта в минимально-необходимых количествах и только в чистую посуду.
3. Подготовленный прибор покажите учителю или лаборанту.
4. Будьте особенно осторожны в обращении с растворами кислот и щелочей, огнеопасными и ядовитыми веществами.
5. Обо всех разливах химических жидкостей, а также о рассыпанных твердых веществах сообщайте учителю или лаборанту. Самостоятельно убирать любые химические вещества нельзя.
6. Участки кож или одежды, на которые попал реактив, сначала промойте большим количеством воды, затем обработайте нейтрализующим веществом.

Ожог едкими щелочами:

•  обильно смочить обожженное место нейтрализующим раствором соляной или лимонной кислоты.

•      смазать борным вазелином;

•      наложить марлю или вату;

•      забинтовать.

Ожог кислотами:

•      обильно смочить обожженное место раствором соды;

•      наложить повязку, смоченную известковой эмульсий;

•      покрыть ватой;

•      забинтовать.

7. Не оставляйте без присмотра включенные нагревательные приборы.
8. Не проводите самостоятельно опыты, не предусмотренные инструкцией; не смешивайте произвольно вещества.

Ход работы

1. Внимательно посмотрите эксперимент, проводимый учителем в вытяжном шкафу: «Взаимодействие алюминия с йодом». Запишите уравнение реакции.
2. Кусочек алюминия бросьте в пробирку с водой и нагрейте. Наблюдаете ли выделение водорода? Сделайте вывод.
3. В отдельных пробирках испытайте действие разбавленных соляной, азотной и серной кислот на алюминий. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции.
4. Внимательно посмотрите эксперимент, проводимый учителем. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной соляной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
5. Внимательно посмотрите эксперимент, проводимый учителем. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной серной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
6. Внимательно посмотрите эксперимент, проводимый учителем. Алюминиевую пластинку помещают в пробирку с концентрированной азотной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
7. Кусочек алюминия обливают в пробирке раствором щелочи и нагревают. (Осторожно, не брызнуть щелочью в глаза). Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
8. Заполните таблицу.

9. Сделайте вывод о характере химических свойств алюминия.