Урок по теме "Металл будущего – 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.

Давайте определим о каком химическом элементе идет речь.

2. Решите анаграммы и исключите лишнее

• Ддрооов (водород)
• Леруогд (углерод)
• Нмийекр (кремний)
• Иксолодр (кислород)
• Лйминиаю (алюминий)

Дать время детям самим решить, заслушать ответы и только потом проверочный слайд

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)

1. Химический элемент алюминий находится в третьей группе главной подгруппе периодической системы химических элементов, в третьем периоде, атомная масса - 27
2. е =13, р=13, n=14
3. Электроны будут распределены по трем энергетическим уровням 2е 8е 3е
4. Количество валентных электронов 3
5. Алюминий восстановитель Al^о - 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, Hl₂O);
• Криолит Na3AlF6 - гексафторалюминат натрия - природный фторид, используют в процессе электролитического получения алюминия, нагревая до 1010^оС в расплаве криолита растворяют оксид алюминия для последующего электролиза.
• Каолинит (Al₂O₃, 2SiOl₂, 2Hl₂O - 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: Аl - по распространенности в природе среди всех элементов занимает 3-е место, а в земной коре - 1-е.

Аl 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 алюминиевых 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)

• Агрегатное состояние - машиностроение
• Цвет, обладает ли металлическим блеском - лакокрасочные покрытия
• Пластичный или нет - вытягивается в проволоку, изготовление фольги
• 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
• Обладает ли теплопроводностью - изготовление посуды
• 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
• Тугоплавкий или легкоплавкий - (темп. плавл. = 660^оС) - 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

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 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃. Запишите 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 = 2AlCl₃ + 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 уравнено, 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?

• Устойчивость к проникновению патогенных микроорганизмов и воды благодаря оксидной пленке
• Прочность материала
• Устойчивость к высоким температурам
• Непрозрачность
• Малый вес
• Теплопроводность
• Сохраняет любую форму благодаря пластичности алюминия
• Полная экологическая безопасность

Где в жизни мы используем алюминиевую фольгу?

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.

Домашнее задание

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