Интегрированный урок по химии-географии по теме "Металл алюминий"
методическая разработка по химии (9 класс)

ЯНАО, г. Ноябрьск

МБОУ СОШ № 3

учитель химии Калач А.В.,

 учитель географии Желнина Я.В.

Тема урока:  «Алюминий»

Класс:  9 класс

Цель: формирование знаний учащихся по  производству алюминия, его физических и химических свойств и размещение предприятий производства алюминия   на территории России.

Задачи:

Обучающая:

- познакомить учащихся с сырьевой базой для алюминиевой промышленности и особенностями производства алюминия;

- определить факторы размещения предприятий алюминиевой промышленности на территории России;

- выявить проблемы и перспективы развития отрасли;

- создать условия для исследования учащимися физических и химических свойств алюминия на основе строения его атома;

Развивающая: продолжить развитие умений анализировать статистические данные, сопоставлять факты, способности самостоятельно приобретать знания и применять их на практике в условиях новых учебных задач.

Воспитательная: способствовать мотивации повышения успешности совместной работы, сотрудничества, проявлению коммуникативных свойств, воспитывать экологическую культуру.

Тип урока: получение  новых знаний.

Вид урока: интегрированный урок географии и химии с использование ИКТ-технологий, проблемного обучения.

Методы и приемы: словесный, наглядный, исследовательский, продуктивное чтение

Формы: фронтальная, групповая

Оборудование: мультимедийное оборудование, оборудование и реактивы для проведения опытов, коллекция «Продукция  алюминиевой промышленности, атлас 9 класс, учебники химии и географии 9 класс, раздаточный материал, презентация    «Алюминий», видеоматериал.                          

Планируемы образовательные результаты:

-находить на карте месторождения бокситов, нефелинов, глинозема – сырья для алюминиевой промышленности и центры производства алюминия в России;

- давать характеристику физических и химических свойств алюминия;

- оценивать значение алюминия  для развития экономики страны;

- использовать полученные знания в повседневной жизни и для соблюдения норм экологического поведения.

Ход урока

1. Мотивация учебной деятельности  (учитель географии)

Я вам сейчас расскажу об интересном событии, которое произошло почти два тысячелетия назад. Однажды к римскому императору Тиберию пришел незнакомец. В дар императору он преподнес изготовленную им ЧАШУ, очень красивую, блестящую. Мастер поведал, что этот никому не известный материал он сумел получить из глинистой земли. Император был очень богат, в его казне хранилось очень много драгоценностей и золото. Боясь, что новый металл с его прекрасными свойствами обесценит хранившиеся богатства, император велел казнить мастера,  а его мастерскую  разрушить.

2. ДАВАЙТЕ ОПРЕДЕЛИМ О КАКОМ ХИМИЧЕСКОМ ЭЛМЕНТЕ ИДЕТ РЕЧЬ (учитель ГЕОГРАФИИ)   

 Решите анаграммы и исключите лишнее

Ответ: металл – алюминий, остальные – неметаллы

3. Тема:   Алюминий           работа по картам  (учитель географии)

Ребята, у вас на столах у каждого лежит интеллект-карта. По мере поступления вам информации, заполняйте ее.

4.  Рассмотрение темы.  

4.1 Строение, состав, свойства   (учитель химии)

Ребята, используя периодическую систему химических элементов  давайте определим состав, строение и свойства атома алюминия (проговариваем устно, записываем в карту)

• Химический элемент алюминий находится в третьей группе главной подгруппе периодической системы химических элементов, в третьем периоде, атомная масса - 27
• е =13, р=13, n=14
• Электроны будут распределены по трем энергетическим уровням

2е 8е 3е

• Количество валентных электронов 3
• Алюминий восстановитель      Al0  - 3e → Al+3   

4.2. Нахождение в природе    (Учитель химии)

Алюминий по распространенности в природе среди всех элементов занимает 3 место после кислорода и кремния, и 1 место среди металлов.  В природе встречается только в виде соединений.
В основном он сосредоточен  в минералах, называемых алюмосиликатами  

К их числу относятся как обыкновенные глины и слюда, так и замечательные драгоценные камни, такие как гранат, берилл, топаз, РУБИН, АЛЕКСАНДРИТ

Я предлагаю вам ознакомиться с коллекцией важнейших минералов алюминия, имеющими промышленное значение

Бокситы - алюминиевая руда, это сырье для получения глинозема  (Al2O3 . пH2O);  

Криолит Na3AlF6 – гексафторалюминат натрия – природный фторид, используют в процессе электролитического получения алюминия, нагревая до 1010 С0  в расплаве криолита растворяют оксид алюминия для последующего электролиза.

Каолинит  (Al2O3 . 2SiO2  2H2O – важнейшая составная часть глины);

Запишите формулы и названия в свои карты

На Земле во многих странах активно используют этот химический элемент, но…. (далее учитель географии)

4.3. Распространение (учитель географии)  

АI- по РАСПРОСТРАНЕННОСТИ в природе среди всех элементов занимает 3-е место, а в земной коре – 1-е.

АI в чистом виде в природе НЕ встречается, только в виде соединений.

В основном он сосредоточен в минералах, называемых – АЛЮМОСИЛИКАТАМИ

К их числу относятся как обыкновенные глины и слюды, так и драгоценные камни – ГРАНАТ, БЕРИЛЛ, ТОПАЗ

НО в промышленности БОЛЬШЕЕ значение имеют - БОКСИТЫ или АЛЮМИНИЕВЫЕ РУДЫ

Задание:

- Давайте рассмотрим, где распространены АL-руды в мире?

( атлас 10 класс)

БОКСИТНЫЙ ПОЯС

- Какие страны обладают запасами этих руд?-выпишите

 (карта мира -ПОЛИТИЧЕСКАЯ)

- А где в России имеются запасы АL-х руд?

Выпишите субъекты – богатые бокситами?

Место Росси в мире по запасам и добыче Алюминиевых руд?

ТАБЛИЦА: ЗАПАСЫ – ДОБЫЧА - ПРОИЗВОДСТВО

-7 апреля 2023 г. ЯПОНИЯ ввела САНКЦИИ на ввоз алюминия и алюминиевой продукции в РОССИЮ! – Стоит ли беспокоится нашей стране – обоснуйте ответ (ответ учеников)

4.4. Физические свойства  (учитель химии)

Ребята, а кто-нибудь из вас знаком с предметами, в состав которых входит алюминий

Рассмотрите образцы алюминиевой фольги, проволоки, пластины, банки, ложки. Опишите физические свойства алюминия, используя наблюдения  по плану. Выявите закономерности между свойствами и областями применения. Запишите в свои карты.

Техника безопасности (электрический ток и теплопроводность)

1. Агрегатное состояние   - машиностроение
2. Цвет, обладает ли металлическим блеском –ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ
3. Пластичный или нет  -- вытягивается в проволоку, изготовление фольги
4. Проводит ли электрический ток (замкните цепь с помощью любого предмета из алюминия) по технике безопасности работа с этим прибором-источником тока не опасна для жизни, напряжение маленькое) -изготовление проводов
5. Обладает ли теплопроводностью – изготовление посуды
6. Плотность (легкий или тяжелый) -  (плотность 2. 7 г/см3  (легкий, т.к. плотность не более 5 г/см3), можно определить по таблице Менделеева по массе, например у Al = 27, а у   Fe =56) ---самолетостроение, кораблестроение
7. Тугоплавкий или легкоплавкий --  (темп. плавл. = 6600С) – использование фольги в быту

Вывод. Пластичность, мягкость, легкость, эти качества редко встречаются вместе, и это уже является уникальностью для алюминия.

4.5. Применение (учитель географии)

А в каких отраслях промышленности используют столь уникальный металл? (Посмотрите внимательно видеоматериал и запишите в свои интеллект-карты все отрасли)

ВИДЕО

Т.о. мы видим, что алюминий используется во многих областях народного хозяйства И ЯВЛЯЕТСЯ  ГЕНИАЛЬНЫМ    

4.6. Химические свойства  (учитель химии)

В алюминиевой посуде мы кипятим воду, готовим пищу, и никаких видимых изменений с посудой не происходит. Получается, что даже при нагревании ни кислород, ни вода не взаимодействуют с алюминием. А все дело в том, что алюминий покрыт  оксидной пленкой, которая его и предохраняет от дальнейшего разрушения. Эта пленка очень прочная, температура ее плавления 2050 °С.

Если взять активный алюминий, то на воздухе он вступает в реакцию с кислородом с образованием_________Запишите на доске это уравнение реакции  4 Al + 3O2 = 2 Al2O3Запишите в свои карты

Но, оксидная пленка разрушается и при взаимодействии с кислотами и со щелочами

Давайте рассмотрим эти два опыта: Так как работать будем с кислотами и со щелочами, то необходимо соблюдать осторожность при выполнении опытов. Если пролили на открытые участки тела, сообщите учителю:

Приступаем к выполнению работы.

В двух пробирках находятся по 1 грануле алюминия.

В первую пробирку добавьте 1 -2 мл. соляной кислоты

Во  вторую пробирку добавьте 1 -2 мл. гидроксида натрия

1). Что наблюдаете в первой пробирке? Выделение газа. Какого? Составьте уравнение химической реакции в своих картах.

(у доски пишет ученик уравнение реакции)   2Al + 6HCl = 2 AlCl3  + 3H2↑

2). Что наблюдаете во второй пробирке? Выделение газа. Какого? А что еще образуется?  (Ребята говорят что не знают…..)

(у доски пишет учитель только СХЕМУ    

Al + NaOH + H2O =   Na[Al(OH)4] + H2↑  

Образуется  Тетрагидроксоалюминат натрия – комплексная соль черного цвета.

Ребята, это уравнение  не уравняно, поэтому, одним из д/з вашим будет попробовать уравнять это уравнение реакции.

Не забываем записывать уравнения в свои карты

Сделайте вывод  Мы увидели, что алюминий реагирует как с кислотами, так и со щелочами, проявляя  в зависимости от условий  как основные, так и кислотные свойства, проявляя амфотерные свойства. Значит, алюминий – амфотерный металл и обладает защитной оксидной пленкой. И в этом, еще  его уникальность

4.5. Производство алюминия  (учитель географии)

-Мы поняли, что метал в чистом виде в природе не встречается, он обладает уникальными  свойствами, при которых разрушить оксидную пленку сложно – и ПРОИЗВОДСТВО AL – НЕ ИЗ ЛЕГКИХ и НЕ из ДЕШЕВЫХ УДОВОЛЬСТВИЙ

СЛАЙД-СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА алюминия

(Впишите этапы производства АL в интеллект-карту)

- ИТАК! ПЕРЕД ВАМИ КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ состоящий из 99% АL

(ФОЛЬГА)

Задание:

-Определите КОМПАНИЮ, ПРОИЗВОДЯЩУЮ AL фольгу – РУСАЛ

СЛАЙД О КОМПАНИИ - ЗАВОДЫ

- КАК вы думаете, почему она называется САЯНСКАЯ?

(ПРОИЗВОДИТСЯ благодаря Саяно-Шушенской ГЭС – мощной)

ФАКТ – ФАКТОР ПРОИЗВОДСТВА? - ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ

- А почему тогда ПРОИЗВОДЯТ фольгу в г. Дмитров Московской области? –

-Какие главные факторы производства?

-ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЙ

-СЫРЬЕВОЙ

4.6.  Закрепление  (учитель химии)  

Можно ли нагревать?

Можно ли хранить продукты?

Какие нельзя?

Какие свойства позволяют использовать фольгу в быту?

1. Устойчивость к проникновению патогенных микроорганизмов и воды благодаря оксидной пленке
2. Прочность материала
3. Устойчивость к высоким температурам
4. Непрозрачность
5. Малый вес
6. Теплопроводность
7. Сохраняет любую форму благодаря пластичности алюминия
8. Полная экологическая безопасность

Где в жизни мы используем алюминиевую фольгу?

МЕНДЕЛЕЕВ           А знаете ли вы, что     в 1889 году в Лондоне  английская группа  ученых  Д.И. Менделееву за его  выдающиеся открытия в области химии  подарили весы, одна чаша которых была сделана из золота, а вторая — ​из алюминия. В XIX веке алюминий считался очень ценным материалом: его продавали почти в два раза дороже чем золото. Прошло 130 лет, алюминий научились изготавливать в промышленных масштабах, и сейчас мы можем пойти в магазин и без проблем купить газировку в алюминиевой банке — ​металл стал общедоступным.

Д/з

• Уравнять химическое уравнение реакции взаимодействия алюминия со щелочью.
• Интересные факты об использовании и применении алюминия.