Алюминий – химический элемент, простое вещество
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

Тема урока: «Алюминий – химический элемент, простое вещество».

Цели урока:

Обучающая – изучить физические и химические свойства алюминия и области его применения. Рассмотреть характеристику химического элемента алюминия и изучить строение атома.

Развивающая – развивать умения в проведении эксперимента, перенесении содержания научно-познавательного текста в форму схем; развитие коммуникативных способностей, умения слушать, умение правильно высказывать свои мысли.

Воспитательная – воспитывать культуру работы с химическими веществами, соблюдение правил техники безопасности, воспитывать сознательную дисциплинированность, четкость и организованность в работе.

Учащиеся должны знать: строение атома алюминия, физические и химические свойства алюминия как простого вещества, области применения.

Учащиеся должны уметь: давать характеристику алюминия, как химического элемента, так и простого вещества. Записывать уравнения реакций, доказывающие химические свойства алюминия в молекулярном и окислительно-восстановительном виде.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма организации учебной деятельности учащихся: групповая работа, индивидуальная, химический эксперимент.

Методы и приемы обучения: поисковый, частично-исследовательский, демонстрационный химический эксперимент, работа в группах, устные ответы у доски, самостоятельная работа с текстами, взаимоконтроль.

Оборудование урока: научно-познавательные тексты по теме урока, карточки-задания по отдельному вопросы плана изучения материала для каждой группы, ПСХЭ,

Коллекция «Алюминий и его соединения», алюминиевая фольга, соляная кислота и гидроксид натрия, алюминий, лабораторное оборудование.

Содержание урока:

1. Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся.

2. Актуализация опорных знаний, сообщение темы, задач и структуры проведения урока:

Вступительное слово учителя

                                                                         Сами,  трудясь,  вы  сделаете  все

                                                                        и  для  близких  людей  и  для  себя,

                                                                           а  если  при  труде  успеха  не будет,

                                                                          неудача – не  беда, попробуйте  ещё.

Д. И. Менделеев.

Мы продолжаем изучение большой и важной темы «Металлы». Сегодня на уроке нам предстоит познакомиться с металлом хорошо известным вами с детства. Данный урок я хочу начать с легенды.

«Однажды к римскому императору Тиберю пришел незнакомец. В дар императору он принес изготовленную им чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно легкого металла. Мастер поведал, что получил этот металл из «Глинистой земли». Но император, боясь, что обесценятся его золото и серебро, велел отрубить мастеру голову, а его мастерскую разрушить». О каком металле идет речь?

(Ответ: об алюминии)

Учитель: - Таким образом, тема нашего урока: «Алюминий – химический элемент и простое вещество».

Формулируются задачи урока.

План изучения темы в группах:

1. Характеристика химического элемента алюминия по положению его в ПСХЭ.
2. Физические свойства алюминия.
3. Химические свойства алюминия.
4. Применение алюминия и нахождение его в природе.

План работы в группе:

-  изучите текст и выделите сведения, относящиеся к своему вопросу;

- выполните предложенные задания;

- подготовьте выступление по своему вопросу, основываясь на краткости, ясности и четкости изложения

    3. Групповая работа по изучению материала и подготовке выступления по своему вопросу.

Группа 1. Характеристика химического элемента алюминия по положению его в ПСХЭ.

Задание:

1. Ознакомьтесь с текстом (Приложение 1).
2. Выделите материал, относящийся к вашему вопросу.
3. Дайте характеристику алюминию по положению в ПСХЭ по плану:

А) порядковый номер.

Б) атомная масса.

В) период (малый, большой).

Г) группа (подгруппа: главная или побочная).

Д) химический знак.

Е) Строение атома (заряд ядра, число протонов, электронов, нейтронов, электронная формула).

И) оксиды.

К) летучие водородные соединения.

      2. Обсудите в группе полученные результаты и ответьте на вопросы:

1. Сколько электронов находится на внешнем уровне атома алюминия?
2. Алюминий будет отдавать или принимать данные электроны?
3. Какую степень окисления будет приобретать при этом ион алюминия?
4. Сделайте вывод: К какому классу соединений относится алюминий (металл или неметалл)
5. Сравните активность химического элемента алюминия с элементами 1 и 2 групп этого же периода.

3. Подготовьте выступление по данному вопросу, основываясь на краткости, ясности и четкости изложении.

Группа 2.   Физические свойства алюминия.

Задание:

1. Ознакомьтесь с текстом.
2. Выделите материал, относящийся к вашему вопросу.
3. Рассмотрите коллекцию «Алюминий и его сплавы».
4. Обсудите в группе вопросы:

а)  Агрегатное состояние, цвет, блеск, плотность (легкий или тяжелый), плавкость (легко –или тугоплавкий), электро- и теплопроводность, пластичный.

б)  Полученные данные изобразите в виде схемы.

5. Подготовьте выступление поданному вопросу, основываясь на краткости четкости изложении.

Группа 3.   Химические свойства алюминия.

Задание:

1. Ознакомьтесь с текстом.
2. Выделите материал, относящийся к вашему вопросу.
3. Изучите, как ведет себя алюминий по отношению к сложным веществам?
4. Выполните лабораторную работу, используя инструкцию

Инструкция по выполнению лабораторной работы

Цель:  Изучить отношение алюминия к кислотам и щелочам.

Правила работы с кислотами и щелочами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами и щелочами! В случае попадания на кожу – промой водой! При нагревании, прогрей сначала всю пробирку, направляя отверстие в сторону от себя и соседа. Спиртовку поджигайте только при помощи спичек.

Опыт 1. В пробирку положите 1 гранулу алюминия и прилейте 3-4 мл раствора соляной кислоты. Пробирку слегка прогрейте.

Опыт 2. В пробирку положите 1 гранулу алюминия и прилейте 3-4 мл. раствора гидроксида натрия. Пробирку слегка прогрейте.

Задание:

А) Выполните опыты.

Б) Обговорите в группе наблюдаемые явления.

В) Запишите уравнение реакций.

Г) Сделайте выводы.

5.       Подготовьте выступление по данному вопросу, основываясь на краткости, ясности и четкости изложении.

    Группа 4.  Применение алюминия.

Задание:

1. Ознакомьтесь с текстом.
2. Выделите материал, относящийся к вашему вопросу.
3. Обсудите в группе следующие вопросы:

а)      Какова роль алюминия в жизни человека?

б)      Применение алюминия, как простого вещества.

4. Составьте схему, характеризующую области применения алюминия.
5. Подготовьте выступление по данному вопросу, основываясь на краткости, ясности и четкости изложении

4. Отчет групп по изученным вопросам.

Каждая группа, выполнив все задания, представляет схематизированное изложение своего вопроса с обсуждением и комментариями, учащиеся делают записи, переносят предложенные схемы в тетради, в результате всех групп поэтапно составляется опорный конспект по теме урока.  

Выводы по теме урока:

- Какое количество электронов находится на внешнем энергетическом уровне атома алюминия.

- Какую степень окисления имеет атом алюминия? Почему? А ион?

- При помощи каких опытов мы доказали, что алюминий – это активный металл?

- Какие вещества называются амфотерными?

- На каких свойствах основаны следующие области применения?

- Где в организме больше всего содержится алюминия?

- Можно ли длительное время хранить продукты питания в алюминиевой посуде?

5. Домашнее задание: § 13 до стр. 60,  ? 1, 4. Подготовить презентацию по применению алюминия.
6. Рефлексия

1. Что нового вы узнали на уроке?

2. Чему вы научились на этом уроке?

3. Что понравилось?

4. Что запомнилось?

7. Заключительное слово учителя.

Учитель благодарит учащихся за сотрудничество, выставляет оценки выступающим у доски.

Приложение 1.

Алюминий.

        В главную подгруппу III группы входят элементы: бор, алюминий, галлий, индий, таллий. На внешнем электронном слое атомы этих элементов содержат три электрона (…ns2np1). Они являются р-элементами. В реакциях атомы этих элементов являются восстановителями, за исключением неметалла бора, он может быть окислителем. Все элементы этой подгруппы проявляют высшую степень окисления +3. Они образуют высшие оксиды Э2О3 и гидроксиды Э(ОН)3, которые проявляют амфотерные свойства. Наибольший интерес в этой подгруппе представляют алюминий.

+13 AI ) ) )           1s22s22p63s23p1   

          2   8   3    

        Алюминий в свободном виде – серебристо-белый металл, обладает блеском, высокой тепло - электропроводностью (уступает в этом отношении меди), легкий (плотность 2,7 г/см3) и одновременно – это прочный металл. Является мягким, пластичным металлом, его можно прокатывать в фольгу, вытягивается в проволоку. Плавится при температуре  6600С. При 6000С алюминий становится хрупким и его можно истолочь в зерна или в порошок.

        Алюминий – металл, поверхность которого обычно покрыта тонкой, прочной оксидной пленкой. В виде стружек и порошка он ярко горит на воздухе, выделяя большое количество теплоты.

4AI + 3O2 → 2AI2O3 

При комнатной температуре активно реагирует с галогенами, при нагревании взаимодействует с серой (2000С), азотом (8000 С) и другими неметаллами.

2AI + 3S → AI2S3                             2AI + N2 → 2AIN

                              сульфид алюминия                                                                                   нитрид алюминия

Отношение алюминия к сложным веществам:

Алюминий растворяется в соляной кислоте любой концентрации:

1. 2AI + 6HCI = 2AICI3 + H2↑;

                                                хлорид алюминия

Алюминий растворяется в растворах щелочей:

             б)   2AI + 2NaOH + 2H2O = 2NaAIO2 + 3H2↑;

                                                                                                               алюминат  натрия

Алюминий играет важную биологическую роль в жизни человека. Принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканях. Содержание алюминия в организме человека (на 70 кг массы тела) составляет 61 мг. Находится во всех органах и тканях: больше всего в печени, легких, костях головном мозге. Основным поступлением алюминия в организм является пища – это хлебопродукты, чай (от 20 – 200мг на 100г. продукта), картофель – 4 мг на 100г. продукта, желтая репа – 46 мг на 100 г. продукта. При приготовлении и хранении пищи в алюминиевой посуде содержание алюминия в продуктах увеличивается вдвое. Повышение содержания алюминия в крови вызывает возбуждение центральной нервной системы. При избытке алюминия в организме нарушается двигательная активность, судороги, ослабление памяти, заболевание печени и почек.

При понижении содержания алюминия происходит торможение центральной нервной системы.

Области применения алюминия весьма многочисленны. Благодаря легкости и прочности алюминий и его сплавы применяют в самолето - и ракетостроении (алюминий называют крылатым металлом), строительстве судов и автомобилей; в строительстве- для изготовления оконных рам и дверей, легкость и хорошая электрическая проводимость алюминия используется при изготовлении электрических проводов для линии электропередач. Теплопроводность и неядовитость важны при изготовлении алюминиевой посуды и фольги для хранения пищевых продуктов. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии. Способность алюминия гореть в воздухе ярким пламенем, используется при приготовлении красочных фейерверков и изготовление бенгальских огней.