Конспекты уроков химии в 9 классе по теме «Алюминий»

машиностроительные и бытовые изделия из алюминия и его сплавов

ПЛАН  УРОКА:

1. Проверка домашнего задания: ответы на вопросы (химическое объяснение);
2. Фронтальная беседа по рисунку 15 на стр. 60 - области применения алюминия;
3. Постановка познавательной задачи: почему такой распространённый в природе металл нашёл широчайшее применение в хозяйственной деятельности лишь в ХХ веке?
4. Рассказ учителя: об открытии и промышленном производстве алюминия;
5. Фронтальная беседа: закрепление знаний об электролитической выплавке алюминия;
6. Самостоятельная работа с учебником: заполнение таблицы в тетради «Применение алюминия и его соединений», изучение коллекции «Алюминий», изделий из алюминия и его сплавов;
7. Задание на дом: повторить параграф 13, заполнить до конца таблицу «Применение алюминия и его соединений», решить задачу с применением понятия «практический выход продукта реакции от теоретически возможного выхода».

КОНСПЕКТ  УРОКА:

1)Проверка  домашнего задания  – ответы у доски:

А/.при соединении алюминиевых деталей медными  заклёпками возникает электрический ток в гальванической паре Al-Cu, в результате чего создаются благоприятные условия для электрохимической коррозии алюминия.

Б/.раствор медного  купороса, т.е. сульфата меди – соли, образованной слабым основанием Cu(OH)₂ и сильной кислотой H₂SO_4, вследствие гидролиза содержит катионы водорода:

 

 CuSO₄ ↔ Cu²⁺ + SO₄^2—

+HOH ↔ H⁺ + OH^—

Cu²⁺ + OH^-- = CuOH⁺

CuSO₄ + HOH = CuOH⁺ + SO₄^2-- + H⁺

Под влиянием кислотной  среды разрушается сначала защитная оксидная плёнка, а затем идёт реакция  алюминия с сульфатом меди.

В/.влажная кальцинированная сода – это по существу раствор Na₂CO₃, который в результате гидролиза содержит анионы ОН^--:

Na₂CO₃ ↔ 2Na⁺ + CO₃^2—

+HOH ↔ H⁺ + OH^—

H⁺ + CO₃^2-- = HCO₃^—

Na₂CO₃ + HOH = 2Na⁺ + HCO₃^-- + OH^--

Под влиянием щелочной среды разрушается оксидная плёнка, поэтому поверхность металла очищается. Но оставлять в алюминиевой посуде раствор соды нельзя, т.к. начнёт разрушаться металл.

2). Применение алюминия  – фронтальная беседа (стр. 60, рис.15):

-назвать области  применения алюминия. На каких свойствах основано применение алюминия в этих сферах человеческой деятельности?

-какой вывод  можно сделать в связи с  использованием алюминия в данных  отраслях?

-что можно сказать  о распространённости алюминия  в земной коре? (по новейшим  данным содержание алюминия в земной коре составляет 8,8% по массе, – это третье место среди химических элементов после О и Si)

3).Почему  такой распространённый  в природе и  важный в техническом  отношении металл  стал известен  людям менее 200 лет назад? –  постановка познавательной задачи.

4).История  алюминия – рассказ учителя:

«Однажды к  древнеримскому императору Тиберию  пришёл ремесленник и принёс чашу невиданной красоты, изготовленную  из серебристого и на удивление лёгкого  металла. На вопрос императора о названии чудесного металла ремесленник ответил, что металл получен им из …глины и пока не имеет названия. «Дальновидный» император, испугавшись, что новый металл, который можно получать из обыкновенной глины, обесценит серебро и подорвёт могущество Рима, повелел: чашу уничтожить, ремесленника обезглавить, его мастерскую сровнять с землёй!» Теперь, по прошествии тысячелетий, мы не можем сказать, сколько правды лежит в основе этой легенды, рассказанной римским историком Плинием Старшим в своей «Естественной истории», но значительная доля правды в ней кроется. Действительно, алюминий – серебристо-белый, но в отличие от серебра на удивление лёгкий металл, который в принципе можно получить даже из глины. Не случайно у нас в России в ХIX столетии алюминий называли «глиний»! И если бы не технические трудности, алюминий давно бы был самым дешёвым металлом. Но из-за высокой химической активности, алюминий встречается в природе только в связанном виде. А из-за высокого сродства к кислороду, восстановить алюминий можно либо ещё более активным металлом, например калием, либо при помощи электролиза. Поэтому открытие этого самого распространённого металла состоялось после открытия щелочных металлов, а промышленное получение началось после изобретения электролиза. Первый образец алюминия получил датский учёный Г.Эрстед в 1825 году в результате следующей химической реакции:

AlCl₃ + 3Na → Al +3NaCl

В 1827 году знаменитый немецкий химик Фридрих Вёлер получил более чистый алюминий, использовав для этого криолит и металлический калий:

Na₃[AlF₆] + 3K → Al + 3NaF + 3KF

Первое время  алюминий получали в малых количествах  и стоил он дороже золота. Так  у

последнего русского царевича Алексея была очень дорогая  игрушка – погремушка из алюминия. Промышленный способ производства алюминия, который в своей основе применяется до сих пор, был разработан в 1866 году двумя молодыми учёными американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру, причём независимо друг от друга. В чём заключается этот способ…(краткий рассказ об электролитическом производстве по настенной таблице). Запись на доске и в тетрадях:

2Al₂O₃ ^ток→ 4Al + 3O₂

В настоящее время  по объёму производства алюминий прочно занимает 2 место после железа и  его сплавов (среди металлов). Для  выплавки 1т алюминия требуется 13-17000 квт/час электрической энергии (постоянный ток, V=5в, I=100000А), поэтому алюминиевые заводы расположены вблизи крупных ГЭС.

5). Закрепление знаний  о производстве  алюминия – фронтальная беседа:

-Как в ХIХ  веке в России называли алюминий  и почему?

-Зачем при электролизе  глинозёма (Al₂O₃) применяют криолит (Na₃[AlF₆])?

-В чём заключается  суть современного производства  алюминия?

-Почему алюминий  не сгорает сразу после электролиза?

-Почему угольные  аноды приходится периодически  обновлять?

-В связи с  чем алюминий из электролизёра  извлекают вакуумным ковшом?

-Почему большая  часть производимого алюминия  идёт на выплавку сплавов?

6).Заполнение  таблицы «Применение  алюминия», изучение  коллекции «Алюминий»

-- самостоятельная  работа:

 

 7).Домашнее задание: повторить параграф 13, решить задачу—

На  выплавку 1 тонны  алюминия расходуется 2 тонны оксида алюминия Al₂O_3. Вычислить выход металла в процентах от теоретически возможного выхода; подготовить тетрадь к проверке.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ  МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ «АЛЮМИНИЙ»:

-Ле  Бокс – местность на юге Франции, в которой впервые стали добывать бокситы;

-t⁰_пл боксита составляет 2045⁰С, а t⁰_пл криолита составляет 970⁰С;

-электропроводность Al примерно 0,6 от электропроводности  меди; теплопроводность  же Al в 1,8 раза больше, чем теплопроводность меди;

-рубин(красный): Al₂O₃ + 0,3% Cr₂O₃;

-сапфир(синий): Al₂O₃ + 0,2% TiO₂, следы Fe₂O₃

-аметист(фиолетовый): Al₂O₃ + примесь MnO₂;

-AlCl_3, Al(C₂H₅)₃ – катализаторы в органическом синтезе;

-дуралюмин  или дюраль – сплав Al + 5% Cu + 2% Mg – название от города Дюрен в Германии;

-KAl (SO₄)₂ – алюмокалиевые квасцы, протрава при крашении тканей;

-Al₂( SO₄)₃ – сульфат алюминия, коагулянт при очистке воды от биологической грязи;

-Al(OH)₃ + Mg(OH)₂ -- «Алмагель», медицинский препарат для снижения кислотности желудочного сока при гастритах и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки;

-рубины и другие окрашенные разновидности оксида алюминия применяют в ювелирной промышленности и в технике, например в производстве лазеров, механических часов; в настоящее время рубины, сапфиры, аметисты и др. получают искусственным путём;

-соли  алюминия в водных  растворах подвергаются  гидролизу, большинство  с образованием  кислотной среды,  а сульфид алюминия  полностью гидролизуется  (разрушается в воде), например:

a). AlCl₃ ↔ Al³⁺ + 3Cl^—

HOH ↔ H⁺ + OH^—

Al³⁺ + OH^-- = AlOH²⁺

AlCl₃ + HOH = AlOH²⁺ + 3Cl^-- + H⁺

b). Al₂S₃ + 6HOH = 2Al(OH)₃ + 3H₂S