Ответ

Южно-Казахстанский политехнический колледж
Общая характеристика элементов
главной подгруппы III группы.
Алюминий и его соединения.
Цели :
Образовательные: сформировать знания о химическом элементе алюминия, физических и химических свойствах простого
вещества алюминия; о составе и свойствах оксидов
и гидроксидов алюминия; областях применения
алюминия и его соединений;
Развивающие:
развивать интеллектуальные способности, внимание
и память студентов; самостоятельность студентов
при работе с учебником, дополнительной литературой, материалами Интернета;
Воспитательные: воспитывать чувство гордости за свою Родину, как
самую богатую природными ресурсами страну;
умению работать в коллективе; бережное и
ответственное отношение к природе.
Оборудование и реактивы: «Периодическая система химических
элементов»; колба – 3 с надписями «кислота», «Н2О»;
спиртовки – 2; склянки; тестовые задания ; задачи;
видеофильм;
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
План урока
Повторение и проверка знаний.
Изучение нового материала.
1. Общая характеристика элементов главной подгруппы III группы.
2. Характеристика простого вещества алюминия
а) физические свойства алюминия;
б) химические свойства алюминия;
3. Соединения алюминия:
а) оксид алюминия – состав; физические и химические свойства;
б) гидроксид алюминия – состав; физические и химические
свойства;
4. Применение алюминия, его сплавов и соединений.
III. Закрепление изученного материала.
I.
II.
Ход урока
I.
Повторение и проверка знаний.
Какой раздел химии мы сейчас изучаем?
Ответ:
металлы.
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Викторина
II.
1. За научные заслуги Д.И.Менделееву был вручен драгоценный
подарок – весы. Изготовлены они были не из золота, но стоили дороже
золотых. Из того же металла, что и эти весы, были изготовлены
столовые приборы французского императора Наполеона III. Между
тем этот металл, из которого были выполнены изделия, сейчас является
одним из самых дешевых, предметы из него имеются в каждом доме.
Назовите этот металл.
Ответ: Алюминий
2. Какой металл самый легкий? Какой – самый тяжелый?
Ответ:
Li (ρ=0,53 г/см3)
Оs (ρ=22,5 г/см3)
3. Какой металл самый легкоплавкий металл?
Какой – самый тугоплавкий?
Сs (tпл=28,5оС)
W (tпл=3410оС)
4. Какой металл самый мягкий металл?
Какой – самый твердый металл?
Ответ:
Ответ:
Сs
Сr
5. Назовите самый распространенный на Земле металл.
Ответ: алюминий
6. Какой драгоценный металл является одним из самых лучших
катализаторов для различных химических процессов?
Ответ: платина
7. Какой металл называют «металлом консервной банки»?
Ответ:
олово
8. Назовите металл, который первым стал известен человеку.
Ответ:
золото
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
9. Какой металл становится «жертвой рыжего дьявола»?
Ответ:
III.
железо
Установите соответствие между химической
формулой соединения и степенью окисления
марганца в нем
формула соединения
1) MnO; MnSO4
2) MnO2
3) Mn2O3
4) Mn2O7
5) HMnO4; KMnO4
6) H2MnO4; K2MnO4
степень окисления марганца
а) + 7
б) + 3
в) + 4
г) + 6
д) + 2
Ответ: 1–д; 2–в; 3–б; 4–а; 5–а; 6–г;
IV.
«Термины-синонимы»
Правильно составить пары соответствующих веществ:
Карточка № 1
1.
2.
3.
4.
5.
Гидрокарбонат натрия
Оксид углерода (IV)
Хлорид натрия
Оксид углерода (II)
Карбонат кальция
а) Угарный газ
б) Поваренная соль
в) Мел, известняк
г) Углекислый газ
д) Пищевая сода
Ответ:
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1-д; 2-г; 3-б; 4-а; 5-в
Карточка № 2
1.
2.
3.
4.
5.
а) Оксид кальция
NH4OH
Ca(OH)2
CaCO3
CaO
Na2CO3
б) Гидроксид аммония
в) Гидроксид кальция
г) Карбонат натрия
д) Карбонат кальция
Ответ: 1-б; 2-в; 3-д; 4-а; 5-г
V.
«Найдите лишнее»
Написаны 4 строчек химических формул различных веществ. В каждой
строчке следует вычеркнуть формулу вещества, принадлежащего не к тому
классу, к которому относятся 3 других.
1)
2)
3)
4)
HCl
KCl
SO3
H3BO3
Na2SO4
BaSO4
Mn2O7
NaHCO3
H2SO4
H2SO3
KClO3
Ca(HS)2
HNO3
CaCO3
N2O5
MgCl2
H2SO4
H2SO3
KClO3
Ca(HS)2
HNO3
CaCO3
N2O5
MgCl2
Ответ:
1)
2)
3)
4)
HCl
Na2SO4
KCl
BaSO4
SO3
Mn2O7
H3BO3 NaHCO3
VI.
Соедините прямой линией:
а) элементы одного и того же периода;
б) элементы одной и той же главной подгруппы
в) элементы одной и той же побочной подгруппы
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Be
N
Si
Al
Na
C
Cl
Mg
Ge
Zn
Cl
Al
Be
Mg
Ca
Ba
S
Na
Cu
K
Na
S
Ag
Si
O
P
Au
Ответ:
Be
N
Si
Al
Na
C
Cl
Mg
Ge
Zn
Cl
Al
Be
Mg
Ca
Ba
S
Na
Cu
K
Na
S
Ag
Si
O
P
Au
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
VII.
«Переводчики»
Прочитанные фразы с «химического» языка перевести
на общепринятый:
1. «Много оксида водорода утекло с тех пор»
Ответ: «Много воды утекло с тех пор »
2. «От купрумного лба аурумных мыслей не дождешься»
Ответ: «От медного лба золотых мыслей не дождешься»
3. «Белый, как карбонат кальция»
Ответ: «Белый, как мел»
4. «Уходит, как аш-два-о в землю»
Ответ: «Уходит, как вода в землю»
5. «Прозрачен, как сплав оксидов свинца и кремния с карбонатом
натрия»
Ответ: «Прозрачен, как хрусталь»
VIII.
Игра «Кто внимательнее?»
Игровая цель: кто больше заметит ошибок у «студента–мима» (хорошо
умеет манипулировать с предметами, выражать свои чувства мимикой);
повторить их и показать правильные действия с химическим оборудованием.
Оборудования: 2 пустые спиртовки; пробирки; колба круглодонная;
держатель для пробирок; лабораторный штатив; пустые склянки с
этикетками для веществ; пробирки с надписью: «вещество»; «кислота»;
«вода»; «щелочь»
Действия студента-мима:
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1) Берет вещество руками и проверяет их на вкус
(вещества нельзя брать руками и проверять их на вкус);
2) При выяснении запаха подносит сосуд близко к лицу
(для ознакомления с запахом нужно ладонью руки сделать
движение от отверстия сосуда к лицу);
3) Разбавляет кислоту водой: «наливает воду быстро в кислоту»
(кислоты следует наливать медленно тонкой струйкой при
перемешивании в воду, в не наоборот);
4) Остатки веществи растворов высыпает и выливает обратно в склянку с
чистыми реактивами
(нельзя остатки в-в и р-ров высыпать и выливать обратно в
склянку);
5) Зажигает спиртовку с помощью второй спиртовки
(запрещается зажжение одной спиртовки от другой, ибо может
пролиться спирт и возникнет пожар);
6) Тушит спиртовку дуя на пламя
(нельзя задувать спиртовку;чтобы погасить пламя спиртовки, ее
следует закрыть колпачком);
7) Имитирует насыпание вещества из склянки с этикеткой. Жестами и
мимикой показывает, что взял больше вещества и поэтому отсыпает
избыток из пробирки в склянку;
Аккуратно складывает посуду, убирает рабочее место.
После завершения демонстрации студентам предлагается записать на
листках допущенные ошибки. Показать их и демонстрировать
правильные действия с химическим оборудованием. Студент
исправляет ошибки, демонстрируя их зрителям.
Алюминий в стихах:
Споем мы вам балладу
Об очень даже важном
Металле – том, активном,
Что нужен нам везде.
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Живет наш алюминий
В тринадцатой квартире
Та, что в подъезде третьем,
На третьем этаже.
Встречается в природе
В алюмосиликатах,
Боксите и корунде,
Сарфире и гранатах.
На внешней оболочке
У атома металла
Всегда три электрона –
Не много и не мало.
Ведь он совсем не жадный,
Он дарит электроны
И степень окисления
Имеет тоже три.
Металл он очень ковкий,
Пластичностью он славен,
Тот серебристо-белый
И легкий, и умелый.
Он в доме создает уют,
Проводит электричество
И теплоты передает
Изрядное количество.
Используем его мы
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
В строительстве машины,
Моста, кастрюли, ложки
И на реке плотины.
Едим конфеты часто
И не подозреваем,
Что в фантике конфетном
Он тоже наблюдаем.
Тема урока:
Алюминий
Из глины я обыкновенной,
Но я на редкость современный.
Я не боюсь электротока,
Бесстрашно в воздухе лечу,
Служу на кухне я без срока –
Мне все задачи по плечу.
Горжусь своим я именем:
Зовусь я ……………………
(Алюминием)
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Строение атома
Аl – порядковый номер 13; металл; электронная формула
о
+13Al
1s22s22p63s23p1
(13р+; 13е‒; 14nо)
Физические свойства простого вещества:
Алюминий – серебристо-белый легкий металл,
ρ=2,7 г/см3 (2700 кг/м3); Тпл= 660оС
очень пластичен; легко вытягивается в проволоку
и прокатывается в листы и фольгу. По электрической
проводимости уступает лишь серебру и меди.
Важнейшие природные соединения Аl –
Алюмосиликаты (Na2O·Al2O3·2SiO2);
Боксит (Al2O3·nH2O);
Криолит(AlF3·3NaF)
Нефелин
–
KNa3[AlSiO4]4
Глины – осадочные породы, состоящие из SiO2 (30 – 70%);
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Al2O3 – (10 – 40%);
H2O (5 – 10%)
Корунд (ювелирные прозрачные окрашенные корунды – сапфир, рубин); непрозрачный
корунд (часто загрязненный примесями - наждак) – Al2O3;
Берилл (изумруд, аквамарин) – 3ВеО·Al2O3· 6SiO2
Химические свойства:
1) Взаимодействие с простыми веществами:
t°
а) 4Al + 3O2  2Al2O3
t°
б) 2Al + 3Cl2  2AlCl3
в) 2Al + 3S  Al2S3
t°
г) 2Al + N2
д) 4Al + 3C
 2AlN
 Al4C3
2) Взаимодействие со сложными веществами:
а) 2Al + 6H2O
 2Al(OH)3 + 3H2↑
б) 2Al + 6HCl
 2AlCl3 + 3H2↑
в) 2Al + 3H2SO4 (p)
 Al2(SO4)3 + 3H2↑
г) 2Al + 4H2SO4 (k)
 Al2(SO4)3 + S + 4H2O
д) 8Al + 30HNO3 (p)
 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
l) 2Al + 2NaOH + 6H2O  2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
вывод: Алюминий – амфотерный металл, взаимодействует как с кислотами, так и с
щелочами.
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Получение:
1) В промышленности Аl получают электролизом расплава оксида
алюминия в криолите 3NaF·AlF3:
электролиз
2Al2O3 
4Al + 3O2
расплав
2) Электролиз расплава AlCl3:
электролиз
2AlCl3

расплав
2Al + 3Cl2
3) Вакуумтермический:
t
AlCl3
расплав
+ 3K  Al + 3KCl
Соединения алюминия
Физические
свойства
Химические свойства
Способы
получения
Al2O3 – оксид алюминия (в природе – корунд, рубин,глинозем)
ρ=3960 кг/м3;
a) Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O
Тпл=2050оС;
а)
4Al + 3O2 ‒ 2Al2O3
Очень
_______________________________________
твердое вещество,
нерастворимое в
воде. Обладает
амфотерными
свойствами.
________________
t°
б) Al2O3 + 2NaOH 
2NaAlO2 + H2O↑
б) 2Al(OH)3 
Al2O3 + 3H2O
Al(OH)3 – гидроксид алюминия
а) 2Al(OH)3 + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 6H2O
Твердое
вещество белого ______________________________________
цвета,
б)
нерастворимое
в воде. Обладает Al(OH)3 + NaOH  Na[Al(OH)4]
амфотерными
t°
свойствами.
а) AlCl3 + 3NaOH 
Al(OH)3 + 3 NaCl
_________________
б)
Al2(SO4)3 +6KOH 
2Al(OH)3 +
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
в)
2Al(OH)3

Al2O3 + 3H2O
3K2SO4
вывод: Al(OH)3 – амфотерный гидроксид,
который реагирует как с кислотами, так и
щелочами.
Применение алюминия, его сплавов и соединений
Вещество
Области применения
Al – простое вещество – электротехника (провода);
металлургия;
машиностроение;
в быту (посуда)
сплавы алюминия
– судостроение;
ракето- и авиастроение;
автомобиле- и приборостроение;
военная техника;
строительство зданий
оксид алюминия
– для получения алюминия;
драгоценных камней (рубин,сапфир, аметист)
Аl(ОН)3
– для очистки воды
соли AlCl3; AlBr3; AlI3 – в качестве катализаторов при переработке нефти
KAl(SO4)2∙12H2O
– для дубления кожи и в производстве хлопчатобумажных тканей
KAl(SO4)2∙18H2O
Методическая разработка
– в производстве бумаги; для очистки воды
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Биологическая роль алюминия
Алюминий - входит в состав межклеточных растворов и тканей живых
организмов. Больше всего алюминия, в основном в связанном виде с
белками, концентрируется в мозге, печени, легких. Из растений наиболее
богаты алюминием перец, огурцы, абрикосы, черная смородина. Однако
избыток алюминия в пище оказывает вредное влияние на организм.
Ответить на вопросы и задания:
1) Каковы физические свойства алюминия?
2) Охарактеризуйте химическую активность алюминия.
3) Положение алюминия в периодической системе Д.И.Менделеева
а) атомный номер__________
б) номер периода__________
в) номер группы, подгруппы__________
Строение атома
а) Относительная атомная масса_______
б) число протонов в ядре р+= _____
в) число нейтронов в ядре nо= _____
г) общее число электронов в атоме е‒ = ______
д) электронная формула …………………………
е) электронно-графическая формула □□□□□□□
ж) степень окисления ______ ?
4) Алюминий химически активен, он может реагировать с неметаллами,
водой, кислотами.
Почему же тогда из алюминия делают посуду?
Ответ: Оказывается на его поверхности образуется очень прочная
оксидная пленка, которая предохраняет алюминий от воздействия
факторов внешней среды. Для того чтобы алюминий начал
реагировать, с его поверхности нужно удалить оксидную пленку.
5) Напишите электронные конфигурации атомов главной подгруппы Ш
группы в основном состоянии;
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Ответ:
Электронные конфигурации атомов в основном состоянии:
+5В
1s22s22p1
+13Аl
[Ne] 3s23p1
+31Ga
[Ar] 3d104s24p1
+49In
[Kr] 4d105s25p1
+81Tl
[Xe] 5d106s26p1
Сходство элементов обусловлено наличием 3-х электронов на внешнем
электронном слое и заключается в следующем:
‒ наиболее характерная валентность III; степень окисления + 3;
‒ все элементы, за исключением бора являются типичными металлами.
6) Осуществить цепочку превращений:
а
Al  Al2(SO4)3
б

в
Al(OH)3 
г
Al2O3  NaAlO2
Ответ:
а) 2Al + 3H2SO4 (p)  Al2(SO4)3 + 3H2↑
б) Al2(SO4)3 + 6KOH  2Al(OH)3 + 3K2SO4
в) 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O
г) Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O
7) Запишите уравнения реакций взаимодействия:
а) магния с хлором;
б) лития с кислородом;
в) железа с серой;
г) алюминия с гидроксидом калия;
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Тест
Какова электронная конфигурация атома алюминия?
а) 1s22s22p1
б) 1s22s22p3
в) 1s22s22p63s23p1
г) 1s22s22p63s23p63d14s2
С какими из указанных веществ реагирует алюминий?
а) CaO
в) Cl2
б) HCl
г) NaOH
Какие из указанных металлов являются более активными, чем
алюминий?
а) Na
в) Ca
б) Cu
г) Fe
Наиболее характерная степень окисления алюминия:
а) +1
в) +3
б) +2
г) +4
Алюминий в химических реакциях проявляет свойства:
а) окислителя;
б) инертного соединения;
в) восстановителя;
г) окислителя и восстановителя.
В промышленности алюминий получают:
а) используя в качестве восстановителя металлический натрий;
б) электролизом расплава оксида алюминия;
в) используя в качестве восстановителя оксид углерода (II);
г) электролизом раствора солей алюминия.
Ответ:
1
2
3
4
5
6
в
б; в; г
а; в
в
в
б
Домашнее задание: Подобрать интересную и важную информацию
о металлах.
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Закрепление новой темы:
I – вариант
Какой металл является самым распространенным в земной коре?
а) Cu
в) Al
б) Fe
г) Na
Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки металлов?
а) только катионы металлов
б) нейтральные атомы
в) катионы и нейтральные атомы
г) анионы и катионы
Какой металл наименее электропроводен?
а) W
б) Zn
в) Cr
г) Ag
У какого металла наибольшая плотность?
а) Pt
б) W
в) Fe
г) Pb
Назовите жидкий металл.
а) Na
б) Cs
в) Hg
г) Sn
Какой металл никогда не вытесняет водород из воды?
а) Al
б) Zn
в) Ca
г) Hg
Какой металл самый легкий?
а) K
б) Sn
в) Al
г) Cu
С какими растворами солей будут взаимодействовать металлы?
а) Al + Hg(NO3)2
в) Cu + FeCl3
б) Zn + Na2SO4
г) Mg + KNO3
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1)
2)
3)
4)
5)
6)
2 – вариант
Какие металлы встречаются в природе только в виде соединений?
а) Ca; Mg
в) Hg; Cu
б) Na; K
г) Al; Sc
Что обеспечивает металлам высокую электропроводность?
а) атомы металлов
б) катионы металлов
в) свободные электроны
г) катионы металлов и свободные электроны
Какой из перечисленных металлов наиболее электропроводный?
а) Al
в) Cu
б) Fe
г) Ag
Чем обусловлена ковкость металлов?
а) мягкостью металлов
б) наличием электронного газа
в) несвязанностью ионов между собой
г) наличием в кристаллической решетке катионов металлов
Какой из металлов наиболее твердый?
а) Ti
в) Ni
б) Zn
г) Cr
Какой металл не вытесняет водород из кислот?
а) Fe
в) Pb
б) Pt
г) Zn
7) Какой легкоплавкий металл используется в физических приборах?
а) Na
в) Hg
б) K
г) Pb
8) Между раствором какой соли и металлом произойдет химическая
реакция?
а) Al + KNO3 →
в) Zn + NaNO3 →
б) Fe + CuCl2 →
г) Au + AgNO3 →
9) Какой металл растворяется в «царской водке»?
а) Zn
Методическая разработка
б) Fe
в) Au
г) Mg
Южно-Казахстанский политехнический колледж
вариант – III
1) Какова электронная конфигурация атома калия?
а) 1s22s22p63s23p63do4s2
б) 1s22s22p63s23p63d14s2
в) 1s22s22p63s23p63do4s1
г) 1s22s22p63s23p63d34s2
2) С какими веществами будет реагировать натрий?
а) H2O
в) Cl2
б) KOH
г) CaO
3) С какими из веществ взаимодействует гидроксид калия?
а) Al(OH)3
в) CaO
б) NaCl
г) H2SO4
4) Какие из следующих солей подвергаются гидролизу?
а) KCl
в) KOH
б) K2CO3
г) K2SO4
5) Какой образуется осадок при взаимодействии солей Na2CO3 и CaCl2?
а) CaCO3
в) Са(НСО3)2
б) Са(ОН)2
г) NaHCO3
6) Какие из приведенных металлов являются щелочноземельными?
а) Rb
в) Fe
б) Ba
г) Sr
7) Растворы каких соединений имеют щелочную среду?
а) Mg(OH)2
в) FeCl3
б) CaS
г) NaCl
8) Какие ионы обусловливают жесткость воды?
а) K
в) Ba
б) Ca
г) Mg
9) При взаимодействии каких веществ получится соль и вода?
а) NaOH + HCl →
в) Ca(OH)2 + H2SO4 →
б) CaSO4 + HNO3 →
г) MgCl2 + H2CO3 →
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Вариант – IV
Какие степени окисления проявляет железо в своих соединениях?
а) + 1
в) + 3
б) + 2
г) + 7
Какова электронная конфигурация иона железа Fe3+?
а) 1s22s22p63s23p63d44s2
б) 1s22s22p63s23p63d64s2
в) 1s22s22p63s23p63d5
г) 1s22s22p63s23p63d4
Какие реакции можно использовать для получения FeS?
а) FeCl3 + H2S
в) Fe + S
б) FeCl2 + S
г) FeCl3 + H2SO4
С какими из указанных веществ реагирует Fе(ОН)3?
а) Н2SО4 (раствор)
в) раствор K2SO4
б) раствор NаОН
г) Н2О
В чем растворяется Fе(ОН)2?
а) раствор HCl
в) раствор NaCl
б) H2O
г) раствор H2SO4
Какие из указанных металлов являются менее активными, чем
железо?
а) Na
в) Ni
б) Sn
г) Ca
Какие из перечисленных оксидов обладают амфотерными
свойствами?
а) FeO
в) ZnO
б) Fe2O3
г) Al2O3
В каком случае коррозия сплава железа будет протекать наиболее
медленно?
а) в морской воде;
в) во влажном воздухе
б) в растворе HCl
г) в растворе NaOH
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
VIII.
Игра «Кто внимательнее?»
Действия студента-мима:
8) Берет вещество руками и проверяет их на вкус
9) При выяснении запаха подносит сосуд близко к лицу
10)
Разбавляет кислоту водой: «наливает воду быстро в кислоту»
11)
Остатки веществи растворов высыпает и выливает обратно в
склянку с чистыми реактивами
12)
Зажигает спиртовку с помощью второй спиртовки
13)
Тушит спиртовку дуя на пламя
14)
Имитирует насыпание вещества из склянки с этикеткой. Жестами
и мимикой показывает, что взял больше вещества и поэтому отсыпает
избыток из пробирки в склянку;
Аккуратно складывает посуду, убирает рабочее место.
После завершения демонстрации студентам предлагается записать на
листках допущенные ошибки. Показать их и демонстрировать
правильные действия с химическим оборудованием. Студент
исправляет ошибки, демонстрируя их зрителям.
Методическая разработка
Южно-Казахстанский политехнический колледж
Методическая разработка