Какие свойства алюминия определили его широкое применение в технике

Физические свойства алюминия

Алюминий — мягкий, легкий, серебристо-белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 660°C.

По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место — среди металлов.

К достоинствам алюминия и его сплавов следует отнести его малую плотность (2,7 г/см3), сравнительно высокие прочностные характеристики, хорошую тепло- и электропроводность, технологичность, высокую коррозионную стойкость. Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов.

Алюминий и его сплавы делятся по способу получения на деформируемые, подвергаемые обработке давлением и литейные, используемые в виде фасонного литья; по применению термической обработки — на термически не упрочняемые и термически упрочняемые, а также по системам легирования.

Получение

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году. Современный метод получения разработали независимо друг от друга американец Чарльз Холл и француз Поль Эру. Он заключается в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6 с последующим электролизом с использованием графитовых электродов. Такой метод получения требует больших затрат электроэнергии, и поэтому оказался востребован только в XX веке.

Применение

Алюминий широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — легкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной пленкой Al2O3, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).

Электропроводность алюминия сравнима с медью, при этом алюминий дешевле. Поэтому он широко применяется в электротехнике для изготовления проводов, их экранирования и даже в микроэлектронике при изготовлении проводников в чипах. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной пленки его тяжело паять.

Благодаря комплексу свойств широко распространен в тепловом оборудовании.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.).

Алюминий находит широкое применение в различных видах транспорта. На современном этапе развития авиации алюминиевые сплавы являются основными конструкционными материалами в самолетостроении. Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и легкого материала.

Драгоценный алюминий

В настоящее время алюминий является одним из самых популярных и нашедших широкое применение металлов. С самого момента открытия в середине XIX века его считали одним из ценнейших благодаря удивительным качествам: белый как серебро, легкий по весу и не подверженный воздействию окружающей среды. Стоимость его была выше цен на золото. Не удивительно, что в первую очередь алюминий нашел свое применение в создании ювелирных изделий и дорогих декоративных элементов.

В 1855 г. на Универсальной выставке в Париже алюминий был самой главной достопримечательностью. Изделия из алюминия располагались в витрине, соседствующей с бриллиантами французской короны. Постепенно зародилась определенная мода на алюминий. Его считали благородным малоизученным металлом, используемым исключительно для создания произведений искусства.

Наиболее часто алюминий использовали ювелиры. При помощи особой обработки поверхности ювелиры добивались наиболее светлого цвета металла, из-за чего его часто приравнивали к серебру. Но в сравнении с серебром, алюминий обладал более мягким блеском, чем обуславливалась еще большая любовь к нему ювелиров.

Так как химические и физические свойства алюминия сначала были слабо изучены, ювелиры сами изобретали новые техники его обработки. Алюминий технически легко обрабатывать, этот мягкий металл позволяет создавать отпечатки любых узоров, наносить рисунки и создавать желаемой формы изделия. Алюминий покрывался золотом, полировался и доводился до матовых оттенков.

Но со временем алюминий стал падать цене. Если в 1854-1856 годах стоимость одного килограмма алюминия составляла 3 тысячи старых франков, то в середине 1860-х годов за килограмм этого металла давали уже около ста старых франков. Впоследствии из-за низкой стоимости алюминий вышел из моды.

В настоящее время самые первые алюминиевые изделия представляют большую редкость. Большинство из них не пережило обесценивания металла и было заменено серебром, золотом и другими драгоценными металлами и сплавами. В последнее время вновь наблюдается повышенный интерес к алюминию у специалистов. Этот металл стал темой отдельной выставки , организованной в 2000 году Музеем Карнеги в Питсбурге. Во Франции расположен Институт истории алюминия, который в частности занимается исследованием первых ювелирных изделий из этого металла.

В Советском союзе из алюминия делали общепитовские приборы, чайники и т.д. И не только. Первый советский спутник был выполнен из алюминиевого сплава. Другой потребитель алюминия — электротехническая промышленность: из него делаются провода высоковольтных линий передач, обмотки моторов и трансформаторов, кабели, цоколи ламп, конденсаторы и многие другие изделия. Кроме того, порошок алюминия применяют во взрывчатых веществах и твердом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться: если бы алюминий не покрывался тончайшей оксидной пленкой, то мог бы вспыхивать на воздухе.

Последнее изобретение — пеноалюминий, т.н. «металлический поролон», которому предсказывают большое будущее.

Источник

Алюминий

Главную подгруппу III группы периодической системы составляют бор (В),
алюминий (Аl), галлий (Ga), индий (In) и таллий (Тl).

Как видно из приведенных данных, все эти
элементы были открыты в XIX столетии.

Открытие металлов главной подгруппы III группы

В	Al	Ga	In	Tl
1806 г.	1825 г.	1875 г.	1863 г.	1861 г.
Г.Люссак,	Г.Х.Эрстед	Л. де Буабодран	Ф.Рейх,	У.Крукс
Л. Тенар	(Дания)	(Франция)	И.Рихтер	(Англия)
(Франция)			(Германия)

Бор представляет собой неметалл.
Алюминий — переходный металл, а галлий, индий и таллий — полноценные металлы.
Таким образом, с ростом радиусов атомов элементов каждой группы периодической
системы металлические свойства простых веществ усиливаются.

В данной лекции мы подробнее рассмотрим
свойства алюминия.

1. Положение
алюминия в таблице Д. И. Менделеева. Строение атома, проявляемые степени
окисления.

Элемент алюминий расположен в III группе, главной «А» подгруппе, 3 периоде
периодической системы, порядковый номер №13, относительная атомная масса Ar(Al) = 27. Его соседом слева в таблице является магний –
типичный металл, а справа – кремний – уже неметалл. Следовательно, алюминий
должен проявлять свойства некоторого промежуточного характера и его соединения
являются амфотерными.

Al +13 )2)8)3 , p – элемент,

Основное состояние

1s22s22p63s23p1

Какие свойства алюминия определили его широкое применение в технике

Возбуждённое состояние

1s22s22p63s13p2

Какие свойства алюминия определили его широкое применение в технике

Алюминий проявляет в соединениях степень
окисления +3:

Al0 – 3 e- → Al+3

2. Физические свойства

Алюминий в свободном виде — серебристо-белый
металл, обладающий высокой тепло- и электропроводностью. Температура плавления 650 оС. Алюминий имеет невысокую
плотность (2,7 г/см3) — примерно втрое меньше, чем у железа или
меди, и одновременно — это прочный металл.

3. Нахождение в природе

По распространённости в природе занимает
1-е среди металлов и 3-е место среди
элементов, уступая только кислороду и кремнию. Процент содержания алюминия
в земной коре по данным различных исследователей составляет от 7,45 до
8,14 % от массы земной коры.

В
природе алюминий встречается только в соединениях (минералах).

Некоторые
из них:

·
Бокситы —
Al2O3 • H2O (с примесями SiO2, Fe2O3,
CaCO3)

·
Нефелины —
KNa3[AlSiO4]4

·
Алуниты — KAl(SO4)2 • 2Al(OH)3

·
Глинозёмы
(смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3,
магнезитом MgCO3)

·
Корунд —
Al2O3

·
Полевой
шпат (ортоклаз) — K2O×Al2O3×6SiO2

·
Каолинит —
Al2O3×2SiO2 × 2H2O

·
Алунит — (Na,K)2SO4×Al2(SO4)3×4Al(OH)3

·
Берилл —
3ВеО • Al2О3 • 6SiO2

Боксит
Al2O3	Корунд
	Рубин
	Сапфир

4.Химические
свойства алюминия и его соединений

Алюминий легко взаимодействует с
кислородом при обычных условиях и покрыт оксидной пленкой (она придает матовый
вид).

ДЕМОНСТРАЦИЯ ОКСИДНОЙ ПЛЁНКИ

Алюминий

Какие свойства алюминия определили его широкое применение в технике

Её толщина 0,00001 мм, но благодаря ней
алюминий не коррозирует. Для изучения
химических свойств алюминия оксидную пленку удаляют. (При помощи
наждачной бумаги, или химически: сначала опуская в раствор щелочи для удаления
оксидной пленки, а затем в раствор солей ртути для образования сплава алюминия
со ртутью – амальгамы).

I. Взаимодействие с простыми веществами

Алюминий уже при комнатной температуре
активно реагирует со всеми галогенами, образуя галогениды. При нагревании он
взаимодействует с серой (200 °С), азотом (800 °С), фосфором (500 °С) и
углеродом (2000 °С), с йодом в присутствии катализатора — воды:

2Аl
+ 3S = Аl2S3 (сульфид алюминия),

2Аl
+ N2 = 2АlN (нитрид
алюминия),

Аl
+ Р = АlР (фосфид алюминия),

4Аl
+ 3С = Аl4С3 (карбид алюминия).

2 Аl   +
3 I2   = 2 AlI3
(йодид алюминия)    ОПЫТ

Все эти соединения
полностью гидролизуются с образованием гидроксида алюминия и, соответственно,
сероводорода, аммиака, фосфина и метана:

Al2S3 + 6H2O
= 2Al(OH)3 + 3H2S

Al4C3 + 12H2O
= 4Al(OH)3+ 3CH4

В виде стружек или порошка он ярко горит
на воздухе, выделяя большое количество теплоты:

4Аl
+ 3O2 = 2Аl2О3 +
1676 кДж.

ГОРЕНИЕ АЛЮМИНИЯ НА ВОЗДУХЕ

ОПЫТ

II. Взаимодействие со сложными
веществами

Взаимодействие с водой:

2 Al + 6 H2O = 2 Al
(OH)3 + 3 H2

без оксидной пленки

ОПЫТ

Взаимодействие с оксидами металлов:

Алюминий –
хороший восстановитель, так как является одним из активных металлов. Стоит в
ряду активности сразу после щелочно-земельных металлов. Поэтому восстанавливает металлы из их оксидов.
Такая реакция – алюмотермия – используется для получения чистых редких
металлов, например таких, как вольфрам, ваннадий и др.

3 Fe3O4 + 8
Al = 4 Al2O3 + 9 Fe
+Q

Термитная смесь Fe3O4 и Al
(порошок) –используется ещё и в термитной сварке.

Сr2О3 +
2Аl = 2Сr + Аl2О3

Взаимодействие с кислотами:

С раствором
серной кислоты: 2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3
+ 3 H2

С холодными
концентрированными серной и азотной не реагирует (пассивирует). Поэтому азотную
кислоту перевозят в алюминиевых цистернах. При нагревании алюминий способен
восстанавливать эти кислоты без выделения водорода:

2Аl + 6Н2SО4(конц)
= Аl2(SО4)3
+ 3SО2 + 6Н2О,

Аl + 6НNO3(конц) = Аl(NO3)3 +
3NO2 + 3Н2О.

Взаимодействие со щелочами.

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na[Al(OH)4]
+ 3 H2

ОПЫТ

Na[Аl(ОН)4] – тетрагидроксоалюминат
натрия

По
предложению химика Горбова, в русско-японскую войну эту реакцию использовали
для получения водорода для аэростатов.

С растворами солей:

2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 +
3Cu

Если
поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:

2Al + 3HgCl2
= 2AlCl3
+ 3Hg

Выделившаяся
ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму.

Обнаружение ионов алюминия в растворах: ОПЫТ

5. Применение алюминия и
его соединений

РИСУНОК 1

РИСУНОК 2

Физические и химические свойства
алюминия обусловили его широкое применение в технике. Крупным потребителем алюминия
является авиационная промышленность: самолет на 2/3 состоит из
алюминия и его сплавов. Самолет из стали оказался бы слишком тяжелым и смог бы
нести гораздо меньше пассажиров. Поэтому
алюминий называют крылатым металлом. Из
алюминия изготовляют кабели и провода: при одинаковой электрической проводимости
их масса в 2 раза меньше, чем соответствующих изделий из меди.

Учитывая коррозионную устойчивость
алюминия, из него изготовляют детали
аппаратов и тару для азотной кислоты. Порошок алюминия является основой при
изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии, а
также для отражения тепловых лучей такой
краской покрывают нефтехранилища, костюмы пожарных.

Оксид алюминия используется для
получения алюминия, а также как огнеупорный материал.

Гидроксид алюминия – основной компонент
всем известных лекарств маалокса, альмагеля, которые понижают кислотность желудочного
сок.

Соли алюминия сильно гидролизуются. Данное свойство применяют в
процессе очистки воды. В очищаемую воду вводят сульфат алюминия и небольшое
количество гашеной извести для нейтрализации образующейся кислоты. В результате
выделяется объемный осадок гидроксида алюминия, который, оседая, уносит с собой
взвешенные частицы мути и бактерии.

Таким образом, сульфат алюминия является
коагулянтом.

6. Получение алюминия

1) Современный рентабельный способ
получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886
году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном
криолите. Расплавленный криолит Na3AlF6 растворяет Al2O3,
как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в
расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только
растворителем, а оксид алюминия — электролитом.

2Al2O3 эл.ток→ 4Al + 3O2

В
английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается
следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый
металлический век — век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик,
явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков
серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять
этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником
американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем,
как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.

2) 2Al2O3 + 3
C =
4 Al + 3 CO2

ЭТО ИНТЕРЕСНО:

Металлический
алюминий первым выделил в 1825 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед.
Пропустив газообразный хлор через слой раскаленного оксида алюминия, смешанного
с углем, Эрстед выделил хлорид алюминия без малейших следов влаги. Чтобы
восстановить металлический алюминий, Эрстеду понадобилось обработать хлорид
алюминия амальгамой калия. Через 2 года немецкий химик Фридрих Вёллер.
Усовершенствовал метод, заменив амальгаму калия чистым калием.
В 18-19 веках
алюминий был главным ювелирным металлом. В 1889 году Д.И.Менделеев в Лондоне за
заслуги в развитии химии был награжден ценным подарком – весами, сделанными из
золота и алюминия.
К 1855 году
французский ученый Сен- Клер Девиль
разработал способ получения металлического алюминия в технических масштабах. Но
способ был очень дорогостоящий. Девиль пользовался особым покровительством
Наполеона III, императора Франции. В знак своей преданности и благодарности Девиль изготовил
для сына Наполеона, новорожденного принца, изящно гравированную погремушку –
первое «изделие ширпотреба» из алюминия. Наполеон намеревался даже снарядить
своих гвардейцев алюминиевыми кирасами, но цена оказалась непомерно высокой. В
то время 1 кг алюминия стоил 1000 марок, т.е. в 5 раз дороже серебра. Только
после изобретения электролитического процесса алюминий по своей стоимости
сравнялся с обычными металлами.
А знаете ли вы, что алюминий, поступая в организм человека, вызывает
расстройство нервной системы. При его
избытке нарушается обмен веществ. А защитными средствами является витамин С,
соединения кальция, цинка.
При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется
много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу. Ракета
«Сатурн» сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея
использования металлов в качестве компонента ракетного топлива впервые высказал
Ф. А. Цандер.

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр
№1 — Характеристика алюминия по положению в Периодической системе элементов Д.
И. Менделеева

Тренажёр
№2 — Уравнения реакций алюминия с простыми и сложными веществами

Тренажёр
№3 — Химические свойства алюминия

ЗАДАНИЯ ДЛЯ
ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1.
Для получения алюминия из хлорида алюминия в качестве восстановителя можно
использовать металлический кальций. Составьте уравнение данной химической
реакции, охарактеризуйте этот процесс при помощи электронного баланса.
Подумайте! Почему эту реакцию нельзя проводить в водном растворе?

№2. Закончите уравнения химических реакций:
Al + H2SO4 (раствор) ->
Al + CuCl2 ->
Al + HNO3(конц) -t->

Al + NaOH + H2O ->

№3.
Осуществите превращения:
Al -> AlCl3 -> Al -> Al2S3 ->
Al(OH)3 -t->Al2O3 -> Al

№4.
Решите задачу:
На сплав алюминия и меди подействовали избытком концентрированного раствора
гидроксида натрия при нагревании. Выделилось 2,24 л газа (н.у.). Вычислите
процентный состав сплава, если его общая масса была 10 г?

Источник

МКОУ Лесковская ООШ

Открытый урок

«Алюминий, его физические и химические свойства.»

Учитель химии:

Крапивкина Татьяна Михайловна

ЦЕЛЬ УРОКА: (слайд 3)

Продолжить формирование системы знаний о строении и свойствах металлов.
Расширить знания учащихся об алюминии, как элементе и веществе.
Способствовать закреплению понимания взаимосвязи строения, свойств и применения веществ.

ЗАДАЧИ УРОКА: (слайд 4)

Обучающие:

Рассмотреть строение атома алюминия.
Изучить нахождение алюминия в природе, способы получения и открытие этого элемента, физические и химические свойства, а также применение.
Научить учащихся самостоятельно проводить химический эксперимент с использованием инструкций и соблюдать правила техники безопасности при работе в кабинете химии.

Развивающие:

Развить умения формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку.
Совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами.
Продолжить формирование умений обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, делать выводы о свойствах вещества.

Воспитывающие:

Формировать потребности в познавательной деятельности и ценностное отношение к знаниям.
Воспитать у учащихся наблюдательность, внимание, пытливость, инициативу и культуру эксперимента.

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ:

Презентация «Алюминий, его физические и химические свойства»
периодическая система Д. И. Менделеева,
таблица растворимости,
электрохимический ряд напряжения металлов,
коллекция “Алюминий”,
рабочие листы,
маршрутная карта урока.

ХОД УРОКА

Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Я очень рада видеть вас на уроке.

Давайте проверим готовность к уроку.

Сегодня на уроке мы познакомимся с металлом алюминий. Мировое производство алюминия постоянно растёт. Он стал вторым по значению металлом продолжающегося железного века. Алюминий часто называют «серебристый металл», «крылатый металл», «металл будущего» В течении урока нам надо выяснить

« Почему алюминий называют металлом будущего»

I. Актуализация знаний

Учитель: ребята, обратите внимание, на цель данного урока.

Учитель: Давайте с вами познакомимся с маршрутом урока. Какие пункты включены в наш маршрут? (слайд 6)

Ученики: ● Положение в Периодической таблице Д.И.Менделеева, строение атома алюминия

● нахождение в природе,

● получение и открытие металла,

● физические и химические свойства,

● применение.

А сейчас я хочу предложить вам необычное задание — найти ошибку в данных строчках.

Задание 1.(слайд 7)

Элемент третьей группы —
Прекрасный металл.
Он “крылатый”, серебристый, но не кристалл.
Образует оксид амфотерный и ток.
С ним галлий и индий не одинок.

Ученик: Алюминий проводит электрический ток, а не образует его.

Учитель: Предлагаю вам разгадать кроссворд, который у вас в рабочих листах

Задание 2.(слайд 8-10)

Вопросы кроссворда:

1. Каков порядковый номер алюминия?

2. Алюминий элемент III группы, какой подгруппы?

3. Какому элементу соответствует строение электронной оболочки 2е 8е 3е?

4. Чему равна валентность алюминия?

5. Чему равно число электронов в атоме алюминия?

6. Чему равно число протонов в ядре атома алюминия?

7. Какой характер имеют оксид и гидроксид алюминия?

8. Чему равно число нейтронов в ядре атома алюминия?

9. Каков характер простого вещества алюминия? (… металл)

10. Как называется сплав на основе алюминия?

11. Как называется соль алюминиевой кислоты?

12. Каково число электронов на внешнем уровне в атоме алюминия?

13. Соседом, какого элемента является алюминий?

Ребята справились с кроссвордом? Если вы ответили правильно, то у вас должно получиться ключевое слово. Какое оно?

Ученик: Алюминотермия.

Учитель: Совершенно верно. Позже мы вернемся к этому понятию. А сейчас проведем разбор строения атома алюминия. Для чего мы записываем схемы строения атомов химических элементов?

Ученик: Чтобы определить их валентности и возможные степени окисления.

Учитель:

Задание 3 ( слайд 11,12)

давайте составим схему строения атома алюминия и дадим характеристику места положения в ПС

Какие свойства проявляет алюминий? Какую степень окисления алюминий имеет в соединениях (степень окисления +3 ).

Учитель: Запишите выводы по строению атома алюминия в рабочие листы.

II. Изучение нового материала

Учитель: Далее двигаясь по маршруту урока, рассмотрим нахождение алюминия в природе.

Задание4 ( слайд 13) Рассмотрите диаграмму «Распространение элементов в природе»

Какое место по распространенности в природе занимает алюминий?

Ученик: По распространенности в природе среди всех элементов алюминий занимает 3 место, а среди металлов 1 (содержание его в земной коре 7%).

Задание 5. (слайд 14,15) Рассмотрите образцы природных соединений, сравните их по твердости, прочности, цвету, рассчитайте содержание Al в каждом из них. Заполните таблицу. Какие из перечисленных пород вы бы использовали для получения металла?

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Учитель: Какой можно сделать вывод о нахождении алюминия в природе?

Ученик: Алюминий в природе встречается только в виде соединений.

Учитель: Зафиксируйте этот вывод в рабочие листы.

Ребята, давайте обратимся к истории изучаемого нами металла.

«Какие ученые повлияли на историю открытия данного элемента?»

Задание 6. Прослушать сообщение: « Открытие алюминия».

Ученик: Впервые Al был получен датским физиком Эрстедом Х. в 1825 г. Название элемента происходит от лат. алюмен, так в древности называли квасцы, которые использовали для крашения тканей. Позже в 1827 г. немецкий химик Фридрих Велер получил алюминий следующим способом:

Учитель: Так же существует промышленный способ получения алюминия,

Сообщение «Промышленные способы получения алюминия».

Итак, мы узнали о способах получения алюминия. А каковы же его физические свойства?

Задание 7.(слайд 19) Пользуясь коллекцией “Алюминий” и планом в рабочих листах, составьте характеристику физических свойств этого металла.

План характеристики физических свойств металла алюминия:

Вывод запишите в рабочий лист

Ребята, мы проанализировали физические свойства алюминия.

А сейчас давайте рассмотрим его химические свойства

Задание 8.(слайд 20) Определите место Al в электрохимическом ряду напряжения, сделайте вывод об его активности.

Ученик: Алюминий — это активный металл. Т.к. в природе он содержится только в виде соединений и в свободном виде не встречается. В электрохимическом ряду напряжений он находится сразу же после щелочных и щелочноземельных металлов, что говорит о его высокой активности.

Учитель: Так почему же с предметами, изготовленными из алюминия, которые мы используем в быту, ничего не происходит? Например, алюминиевая посуда не взаимодействует ни с воздухом, ни с водой даже при температуре кипения.

Ученик :Потому что поверхность алюминия покрывается очень прочной тонкой оксидной пленкой, которая защищает металл от воздействия воздуха и воды. .

Учитель: Вспомните из курса 8 класса, с какими сложными веществами взаимодействуют металлы и алюминий в том числе?

Ученик: С растворами кислот. Алюминий будет вытеснять водород, т.к. в ряду напряжения металлов он стоит правее водорода.

Учитель: Действительно алюминий взаимодействует с растворами кислот с выделением водорода. А концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют поверхность алюминия, образуя на его поверхности прочную оксидную пленку, которая препятствует дальнейшему протеканию реакции. Поэтому эти кислоты перевозят в алюминиевых цистернах. .

Основываясь на том, что алюминий — переходный металл, подумайте, с какими еще сложными веществами может взаимодействовать алюминий?

Ученик: С растворами щелочей.

Задание 9. (слайд 22)Просмотрев видеозаписи. Запишите уравнения реакций алюминия с простыми и сложными веществами.

Учитель: Давайте вернемся к ключевому слову кроссворда, который вы разгадывали в начале урока. Что означает это понятие?

Ученик: Алюминотермия — это способ восстановления многих металлов из их оксидов с помощью алюминия, если в электрохимическом ряду напряжения металл расположен после алюминия.

Задание 10: (слайд24) Как вы думаете, будет ли протекать следующая реакция?

Al + Fe3O4 = ?

Ученик: Данная реакция будет протекать, так как алюминий в электрохимическом ряду напряжений стоит правее железа, то есть он будет вытеснять железо из его оксида.

Учитель: Составьте уравнения реакции в рабочих листах.

Задание 11:Просмотрите слайды 25-33. Назовите основные области применения алюминия и его сплавов.

Учитель: Масштабы применения этого металла широки. И с каждым годом отрасли применения данного металла расширяются. Алюминий широко применяется в технике. Крупным потребителем его является авиационная промышленность: самолет состоит на 2/3 из алюминия и его сплавов, а авиационный мотор — на 1/4 из сплавов алюминия. Поэтому его называют крылатым металлом. Из алюминия изготавливают кабели и провода. Учитывая коррозионную устойчивость алюминия, из него изготавливают детали аппаратов и тару для азотной кислоты. Корпуса автобусов, троллейбусов, цельнометаллических вагонов делают из алюминия и его сплавов. Из алюминия изготавливают упаковку для пищевых продуктов и посуду. Порошок алюминия является основой при изготовлении серебристой краски для защиты железных изделий от коррозии. В производстве металлов алюминий занимает второе место после железа.

Как вы думаете, с чем связано столь широкое применение алюминия?

Ученик:

1. Алюминий — самый распространенный металл в земной коре.

2. Обладает высокой коррозионной стойкостью.

3. Малая плотность.

4. Сплавы на основе алюминия обладают прочностью.

5. Высокая электропроводность и теплопроводность.

6. Высокая химическая активность используется в алюминотермии.

Обобщение.

Рассмотрев свойства алюминия, области применения металла и его сплавов, дайте ответ на главный вопрос урока: «Почему алюминий называют металлом будущего?»

Вывод: Обладая такими свойствами как лёгкость, прочность, коррозионноустойчивость, устойчивостью к действию сильных химических реагентов — алюминий нашёл применение во многих отраслях народного хозяйства. Большое значение алюминий имеет в авиационном и космическом транспорте Особое место алюминий и его сплавы, занимают в электротехнике, а за ними будущее нашей науки и техники.

III. Закрепление изученного материала.

Учитель: Сейчас вы будете решать цепочки превращения по вариантам. Эта работа позволит вам почувствовать, насколько вы были внимательны на уроке. Два ученика с каждого варианта выходят к доске.

Рефлексия: Ребята, давайте подведем итог урока изучения алюминия.

Что нового для себя вы узнали на уроке?
Какие практические навыки вы приобрели?

Учащиеся делают вывод о приобретенных знаниях и умениях.

Учитель подводит итоги, оценивает учащихся, заканчивает урок четверостишием:

« Я металл, серебристый и лёгкий,

И зовусь самолётный металл,

И покрыт я оксидною плёнкой,

Чтоб меня кислород не достал».

Домашнее задание: .§13 стр.57-60 упр 6

Рабочий лист

Ф.И. учащегося____________________________________

Задание 1. Найдите ошибку в данных строчках.

______________________________________

Задание 2. Разгадать кроссворд

Вопросы кроссворда:

1. Каков порядковый номер алюминия?

2. Алюминий элемент III группы, какой подгруппы?

3. Какому элементу соответствует строение электронной оболочки 2е 8е 3е?

4. Чему равна валентность алюминия?

5. Чему равно число электронов в атоме алюминия?

6. Чему равно число протонов в ядре атома алюминия?

7. Какой характер имеют оксид и гидроксид алюминия?

8. Чему равно число нейтронов в ядре атома алюминия?

9. Каков характер простого вещества алюминия? (… металл)

10. Как называется сплав на основе алюминия?

11. Как называется соль алюминиевой кислоты?

12. Каково число электронов на внешнем уровне в атоме алюминия?

13. Соседом, какого элемента является алюминий?

Задание 3. Составить схему строения атома алюминия. Дать характеристику места положения алюминия в ПС.

Задание4Рассмотрите диаграмму «Распространение элементов в природе» Какое место по распространенности в природе занимает алюминий?

Задание 5. Рассмотрите образцы природных соединений, сравните их по твердости, прочности, цвету, рассчитайте содержание Al в каждом из них. Заполните таблицу. Какие из перечисленных пород вы бы использовали для получения металла?

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

Задание 6.
прослушать сообщение «Открытие алюминия» и сделать вывод

____________________________________________________________________________________

Задание 7. Пользуясь коллекцией “Алюминий” составьте характеристику физических свойств этого металла.

План характеристики физических свойств металла алюминия:

Вывод ____________________________________________________________________________________ Задание 9.Просмотрев видеозаписи. Запишите уравнение реакции алюминия с простыми и сложными веществами

Задание 10. Будет ли протекать следующая реакция?

Al + Fe3O4 = ?

Вывод______________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 11. .Просмотрите слайды. Назовите области применения алюминия и свойства на которых они основаны. Как вы думаете, с чем связано столь широкое применение алюминия?

Обобщение.

Вывод__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 12. Составить цепочку превращений

Al → AlCl3 → Al(OH)3 → Al2O3

Рефлексия:

Что нового для себя вы узнали на уроке?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________