Тема урока: Алюминий

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: изучить физические, химические в соответствии с его положением в периодической системе; на основе изученных свойств рассмотреть области применения алюминия и его сплавов.

Задачи урока:

a) образовательные: формирование представлений об алюминии, как об активном металле на основе его положения в ПСХЭ и особенностей строения его атома; формирование умений в написании уравнений, характеризующих химические свойства алюминия;

б) развивающие: формирование умения устанавливать причинно – следственные связи между строением и свойствами алюминия; развитие абстрактного уровня мышления; развивать умение анализировать и делать выводы;

в) воспитательные: воспитание аккуратности, наблюдательности, самостоятельности.

Материалы и оборудование: учебник, ПСХЭ, мультимедийные проектор, реактивы.

Формы работы на уроке: активная беседа, самостоятельная работа обучающихся.

Ход урока:

1.Организационное начало урока. Обозначение темы урока, определение целей и задач урока. Для этого мы предлагаем небольшой исторический экскурс.

В 1825 году на всемирной выставке в Париже был выставлен слиток из металла. Этот металл стоил дороже золота и серебра и представлял редчайшую драгоценность. Однако известно, что некоторыми его соединениями люди пользовались еще в древности, например, глиной, в состав которой входит оксид металла и его сложные соли, которые называют квасцами. Глину использовали еще в Древнем Египте при крашении тканей, получая красивые красные оттенки. В начале нашей Эры римский полководец Архелай во время войны с персами приказал обмазать деревянные башни квасцами. В результате дерево обрело огнестойкость, и персы не смогли поджечь укрепления римлян, и римляне выиграли эту войну. Также немаловажно отметить, что соединения этого металла входят в состав драгоценных камней, таких как красный рубин синий сапфир.

И вообще, это самый распространенный металл в природе. Почему же тогда он был такой драгоценный? А сейчас?

Далее в непродолжительной активной беседе обсуждается план изучения темы, который, по нашему мнению, является нетрадиционным, и может быть представлен следующим образом.

1. Знакомство с природными соединениями алюминия. Демонстрация слайдов с фотографиями, на которых представлены боксит, драгоценные камни. Если возможно, демонстрация образцов природных соединений. Это должно вызвать любопытство и вопрос: как один и тот же металл может образовать такие различные соединения, например, непрозрачный боксит и прозрачный корунд?

2. Обсуждение вопроса и выход на свойства алюминия, то есть формирование любопытства и необходимость его поддерживания для дальнейшего изучения более сложных фактов.

3. Изучение свойств алюминия. Мы полагаем, что изучение физических свойств алюминия может быть организовано в виде небольшой активной беседы, так как физические свойства алюминия уже знакомы обучающимся. Для этого мы предлагаем использовать плакат (возможно изготовленный обучающимися) или слайд, на котором обозначены основные физические свойства алюминия и указаны области его применения, причем применение алюминия мы предполагаем оставить в качестве домашнего задания, которое разъясним в последствии.

4. Химические свойства алюминия.

Мы предлагаем изучение химических свойств провести в демонстрации виртуальных и реальных опытов с последующим их обсуждением и записью уравнений химических реакций. Поскольку на запись уравнений уходит значительное время, мы предлагаем такой вариант. Уравнение фиксируется в тетради, то есть отмечаются исходные вещества и продукты, а его доработка осуществляется самостоятельно при выполнении домашнего задания. Опыты, которые мы рекомендуем использовать, приведены далее. К уже изложенному добавим взаимодействие алюминия с кислотами, так это свойство является важным для характеристики металлов.

Опыт 1. Взаимодействие алюминия с водой (видеоопыт).

Алюминий – активный металл, но из-за прочной оксидной пленки на поверхности не реагирует с водой.

Оборудование: Химический стакан, раствор хлорида ртути (П), порошок алюминия.

Техника безопасности: Соли ртути очень ядовиты. Обращаться с растворами следует крайне осторожно, нельзя допускать попадания растворов на кожу. Рекомендуется работать в резиновых перчатках.

Описание опыта:

Возьмем для опыта алюминиевую стружку, поместим ее в два стакана.

В один из стаканов нальем воды сразу, это будет контрольный опыт. В другой стакан со стружкой добавим хлорид ртути двухвалентной, чтобы избавиться от пленки оксида на алюминии.

3HgCI₂ + 2Al = 2AICI₃ + 3Hg

В растворе хлорида ртути (II) на поверхности алюминия образуется амальгама – сплав ртути с алюминием. Жидкая амальгама очищает поверхность алюминия довольно быстро: через пару минут алюминий освобождается от оксида. Теперь можно слить раствор и промыть стружку водой. Очищенную от оксида алюминиевую стружку заливаем водой: металл реагирует с водой с активным выделением водорода.

2Al + 6 H₂O = 2 Al(OH)₃ + 3 H₂↑

В контрольном стакане реакция с водой не идет, водород не выделяется: алюминий защищен оксидной пленкой.

Опыт 2. Взаимодействие алюминия с йодом (видеоопыт).

Предварительно готовят смесь порошка алюминия с йодом (в массовых соотношениях 1 : 15). Данную смесь помещают в фарфоровую чашку горкой. Из пипетки на середину смеси капают несколько капель воды. Происходит бурная химическая реакция. Наблюдают выделение фиолетовых паров йода и горение металла.

Опыт 3. Взаимодействие алюминия с серой (реальный опыт).

Смешивают размельченную серу и порошок алюминия в соотношениях 1 : 1. Смесь поместить в фарфоровую чашку или асбестированную сетку. Горящей лучинкой поджечь смесь. Наблюдаем бурную реакцию.

Опыт 4. Горение алюминия (видеоопыт).

Порошок алюминия помещаем в ложечку для сжигания веществ. Сверху кладём кусочек магниевой ленты или в её отсутствии 2–3 спичечные головки. Поджигаем. После начала горения, ложечку вносим, в предварительно набранную кислородом, колбу. Наблюдаем яркое ослепительное пламя. (Учитель спрашивает, где ребята наблюдали подобное явление, то они почти сразу называют горение бенгальских огней.) После демонстрации учащимся предлагается выполнить задание по выяснению отношения алюминия к простым веществам.

5. Причина высокой химической активности алюминия.

Изучение химических свойств, подкрепляемое эффектными опытами, позволит пробудить интерес к исследованию причины подобного явления. Здесь мы предлагаем самостоятельную работу, предполагающую характеристику алюминия по положению в периодической таблице по форме:

Далее следует использование задания в тестовой форме :

Какова электронная конфигурация атома алюминия:

А) 1s²2s²p³;

Б) 1s²2s²p¹;

В) 1s²2s²p⁶; 3s²p¹;

Г) 1s²2s²p⁶3s²p⁶ 3d¹⁰ 4s²;

6). Обсуждение результатов самостоятельной работы. Ответ на вопросы:

1. В чем причина высокой химической активности алюминия?

2. Что препятствует проявлению химической активности у чистого алюминия?

3. В чем проявляется положительная и отрицательная роль появления оксидной пленки на поверхности алюминия?

Последний вопрос (с) является переходным к изучению темы следующего урока – «Соединения алюминия».

7) Домашнее задание. В качестве домашнего задания мы предлагаем изучение соответствующего параграфа учебника и те задания, которые остались незавершенными на уроке. Это дает возможность формировать у обучающихся целостность изучаемой темы, избежать фрагментарности, возникающей у обучающихся при законченности изучения материала на уроке. У школьников складывается впечатление, что все уже сделано, и домашняя работа никак не связана с тем, что изучалось на уроке. Отсюда недобросовестное и эпизодическое выполнение домашних заданий. Здесь же им предстоит проработать часть обязательной работы по изучению нового материала, но во внеурочное время. Можно в качестве творческого задания предложить обучающимся подготовить презентации по следующим темам:

1. Физические свойства алюминия.

2. Химические свойства алюминия.

3. Применение алюминия и его сплавов.

4. Соединения алюминия в природе и т.д.