Конспекты уроков химии в 9 классе по теме «Алюминий»

Полетаев  Олег Николаевич, учитель  химии и биологии

средней общеобразовательной  школы №2 г. Пошехонье  Ярославской области

Конспекты уроков химии в 9 классе по теме «Алюминий»

Урок 1. Алюминий и его  свойства

ЦЕЛИ  УРОКА:

• Обучающая - ознакомление с физическими и химическими свойствами алюминия, его оксида и гидроксида; доказательство их амфотерности;
• 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;
• 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, H₂SO₄, 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 электронно-графическая  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 учащихся следующими данными: t_пл⁰(Al)=660⁰C, ρ(Al)=2,7г/см³.Все физические характеристики алюминия записываются в тетрадь.

3).Доказательство  высокой химической  активности алюминия: проведение демонстрационных опытов. Двое учащихся, членов химического кружка, 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 + 3H_2,

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 + QкДж

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 «Окислительно-восстановительные 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 О.С.Габриелян «Химия-9» параграф 13; 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 1-2 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 2^-х пробирках студенистый осадок гидроксида алюминия, приливая к 2-3 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.

Урок 2. Свойства, применение и получение алюминия и его соединений

ЦЕЛИ  УРОКА:

• Обучающая - формирование представления о промышленном производстве алюминия;
• Развивающая – совершенствование представлений о причинно-следственной зависимости между свойствами веществ и применением на примере областей применения алюминия и его соединений;
• Воспитательная – формирование экологической грамотности, убеждения о необходимости бережного отношения к природным ресурсам.

ОБОРУДОВАНИЕ: таблицы «Распространённость химических элементов в земной коре» и «Получение алюминия», коллекции «Алюминий», препараты соединений алюминия (сульфат алюминия, хлорид алюминия, алюмокалиевые квасцы, алюминиевая пудра, оксид алюминия ), изделия ( наждачная бумага, другие абразивные материалы, радиодетали – конденсаторы, электромагнитные катушки, селеновый выпрямитель и т. д.,