Алюминий и сплавы алюминия. Презентация к уроку "алюминий и его соединения" Нахождение в природе

Введение. В периодической системе алюминий находится в третьем периоде, в главной подгруппе третьей группы, его атомный номер13, заряд ядра +13,атомная масса 26,9815.Обозначается латинскими буквами AL (Aluminium).Электронное строение атома 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1, наиболее характерная степени окисления +3 и и 0. Отрицательные степени окисления проявляются очень редко. По электроотрицательности (1,47) одинаков с бериллием(Be), проявляет амфотерные (кислотные и основные) свойства. В соединениях может находиться в составе катионов и анионов. В природе- четвертый по химической распространенности элемент (первый среди металлов), находится в химически связанном состоянии. Входит в состав многих алюмосиликатных минералов, горных пород (граниты, порфиры, базальты, сланцы), различных глин (белая глина называется каолин), бокситов и глинозёма Аl 2 О 3. Около 100 лет назад Николай Гаврилович Чернышевский, сказал об алюминии, что этому металлу суждено великое будущее, что алюминий – металл социализма. Он оказался провидцем, в XX в. алюминий стал основой многих конструкционных материалов


Историческая справка. В 1827впервые был получен алюминий, немецким химиком Вёлером, при нагревании хлорида алюминия AlCl 3 со щелочными металлами калием (K) и натрием (Na) без доступа воздуха. AlCl 3 +3K = 3KCl + Al В 1855 алюминий впервые был выставлен на Всемирной выставке в Париже. В 1855 г. французский химик Анри Этьенн Сент Клер Девиль разработал первый промышленный способ получения алюминия, основанный на вытеснении элемента 13 металлическим натрием из двойного хлорида натрия и алюминия NaCl · AlCl3. с 1855 по 1890 г., способом Сент-Клер Девиля было получено 200 т металлического алюминия. В 1865 г. известный русский химик Н.Н. Бекетов открыл методвосстановления металлов с помощьюалюминия. В 1930 г. Мировая выплавка этого металла составила 300 тыс. т. В 1975 получено около 10 млн. т алюминия В 1825 г. алюминий стоил в 1500 раз дороже железа, в наши дни – лишь втрое. Сегодня алюминий дороже простой углеродистой стали, но дешевле нержавеющей.


Нахождение в природе. В свободном виде алюминия в природе нет! Но алюминий находится практически везде на земном шаре, так как его оксид (Al 2 O 3) составляет основу глинозема. И хотя содержание его в земной коре 8,8% (для сравнения, например, железа в земной коре 4,65% - в два раза меньше), а по распространенности занимает третье место после кислорода (O) и кремния (Si). Алюминий в природе встречается в соединениях – его основные минералы: 1.боксит - смесь минералов диаспора, бемита AlOOH, гидраргиллита Al(OH) 3 и оксидов других металлов - алюминиевая руда 2. алунит - (Na,K) 2 SO 4 * Al 2 (SO 4) 3 * 4Al(OH) 3 ; 3. нефелин - (Na,K) 2 O * Al 2 O 3 * 2SiO 2 ; 4. корунд - Al 2 O 3 - прозрачные кристаллы; 5. полевой шпат (ортоклаз) - K 2 O * Al 2 O 3 * 6SiO 2 ; 6.каолинит - Al 2 O 3 * 2SiO 2 * 2H 2 O - важнейшая составляющая часть глины и другие алюмосиликаты, входящие в состав глин.


Физические свойства. ФизическимиСвойствами(явлениями)Называются такие, при которых могут измениться размеры, форма тел или агрегатноесостояние веществ, но состав их остаетсяпостоянным. Серебристо-белый, довольно твердый металл, блестящий, Серебристо-белый, довольно твердый металл, блестящий, пластичный, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы (фольгу, до 0,005мм). Электропроводность алюминия довольно высока и уступает только серебру (Ag) и меди (Cu) (в 2,3 раза больше чем у меди), так же алюминий теплопроводен. На воздухе покрывается тончайшей (0,00001мм), но очень На воздухе покрывается тончайшей (0,00001мм), но очень плотной матовой защитной пленкой оксида Аl 2 О 3, весьма устойчивой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления и придающий ему матовый вид. При обработке поверхности алюминия сильными окислителями (конц.HNO 3,K 2 Cr 2 O 7) или анодным окислением толщина защитной пленки возрастает. Устойчивость алюминия позволяет изготавливать из него химическую аппаратуру и емкости для хранения и транспортировки азотной кислоты. Физические константы: М, = 26,982 »27, р = 2,70 г/см3 М, = 26,982 »27, р = 2,70 г/см3 t пл. =660,37 °С, tкип=2500°С t пл. =660,37 °С, tкип=2500°С


Химические свойства I.Взаимодействие алюминия с простыми веществами. Явления, в результате которых из одного вещества образуются другие, называются химическими явлениями (свойствами) или химическими реакциями. 1. При комнатной температуре алюминий легко соединяется с кислородом, при этом на поверхности алюминия образуется оксидная пленка (слой Аl 2 O 3). 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 2. Взаимодействие с галогенами: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 Хлорид алюминия 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3 Бромид алюминия 3. Взаимодействие с серой: 2Al + 3S= t° 2Al 2 S 3 Сульфид алюминия 4. Взаимодействие с азотом: 2Al + N 2= t° 2AlN Нитрид алюминия 5. Взаимодействие с углеродом: 4Al + 3C = t° Al 4 C 3 Карбид алюминия


II.Взаимодействие алюминия со сложными веществами. 1.Если удалить оксидную пленку он активно взаимодействует с водой: 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 2. Алюминий реагирует с оксидами металлов: 2Al + Fe 2 O 3 = t° 2 Fe + Al 2 O 3 3. Взаимодействие с разбавленными кислотами (HCl, H 2 SO 4): б) 2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 +3H 2 4. Взаимодействует с концентратной серной кислотой: 8Al + 15 H 2 SO 4 = t° 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O 5. С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует. С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует: Al + 4HNO 3 = Al(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O 6. Взаимодействие алюминия со щелочами: Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O


Белый аморфный порошок или очень твердые белые кристаллы. Физические константы: Физические константы: Мr = 101,96~102, р = 3,97 г/см3 tпл=2053°С, tкип=3000°С Мr = 101,96~102, р = 3,97 г/см3 tпл=2053°С, tкип=3000°С Кристаллический Аl 2 О 3 химически пассивен, аморфный более активен. Медленно реагирует с кислотами и щелочами в растворе, проявляя амфотерные свойства: Al 2 O 3 + 6НСl(конц.) = 2АlСl 3 + ЗН 2 О Al 2 O 3 + 2NаОН(конц.) + ЗН 2 О = 2Na (в расплаве щелочи образуется NaAlO 2). Вторая реакция используется для «вскрытия» бокситов. Помимо сырья для производства алюминия, Аl 2 О 3 в виде порошка служит компонентом огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов. В виде кристаллов применяется для изготовления лазеров и синтетических драгоценных камней (рубины, сапфиры и др.), окрашенных примесями оксидов других металлов Сr 2 О 3 (красный цвет), Тi 2 О 3 и Fe 2 О 3 (голубой цвет). Оксиды- это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых -кислород со степенью окисления -2


170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв" title="Гидроксид алюминия. Физические константы: Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв" class="link_thumb"> 9 Гидроксид алюминия. Физические константы: Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Проявляет амфотерные, равно выраженные кислотные и основные свойства: 1.Взаимодействие гидроксида алюминия с кислотами: 1.Взаимодействие гидроксида алюминия с кислотами: Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O 2.Взаимодействие Al(OH) 3 со щелочами: 2.Взаимодействие Al(OH) 3 со щелочами: Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O Удобный способ получения Аl(ОН) 3 пропускание СО 2 через раствор гидроксокомплекса: [Аl(ОН) 4 ] - + СО 2 = Аl(ОН) 3 + НСО 3 - 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв"> 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Проявляет амфотерные, равно выраженные кислотные и основные свойства: 1.Взаимодействие гидроксида алюминия с кислотами: 1.Взаимодействие гидроксида алюминия с кислотами: Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O 2.Взаимодействие Al(OH) 3 со щелочами: 2.Взаимодействие Al(OH) 3 со щелочами: Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O Удобный способ получения Аl(ОН) 3 пропускание СО 2 через раствор гидроксокомплекса: [Аl(ОН) 4 ] - + СО 2 = Аl(ОН) 3 + НСО 3 -"> 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв" title="Гидроксид алюминия. Физические константы: Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв"> title="Гидроксид алюминия. Физические константы: Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С Мr=78,00 р= 3,97 г/см3, t разл > 170 °С При нагревании ступенчато разлагается, образуя промежуточный продукт метагидроксид AlO(OH): продукт метагидроксид AlO(OH): Прояв">


Сплавы алюминия. 1. Дуралюмины - от французского слова dur - твердый, трудный и aluminium - твердый алюминий. Дуралюмины - сплавы на основе алюминия, содержащие: 1,4-13% Cu, 0,4-2,8% Mg, 0,2-1,0% Mn, иногда 0,5-6,0% Si, 5-7% Zn, 0,8-1,8% Fe, 0,02-0,35% Ti и др. Дуралюмины - наиболее прочные и наименее коррозионно-стойкие из алюминиевых сплавов. Наибольшее применение нашли в авиастроении для изготовления некоторых деталей турбореактивных двигателей. Магналии - названы так из-за большого содержания в них магния (Mg), сплавы на основе алюминия, содержащие: 5-13% Mg, 0,2-1,6% Mn, иногда 3,5-4,5% Zn, 1,75-2,25% Ni, до 0,15% Be, до 0,2% Ti, до 0,2% Zr и др. Магналии отличаются высокой прочностью и устойчивостью к коррозии в пресной и даже морской воде. Магналии также хорошо устойчивы к воздействию азотной кислоты HNO 3, разбавленной серной кислоты H 2 SO 4, ортофосфорной кислоты H 3 PO 4, а также в средах, содержащих SO 2. Магналии применяются как конструкционный материал в: 1.авиастроении; 2.судостроении; 3. машиностроении (сварные баки, заклепки, бензопроводы, маслопроводы); 3. машиностроении (сварные баки, заклепки, бензопроводы, маслопроводы); 4. для изготовления арматуры строительных сооружений; 5. для изготовления деталей холодильных установок; 6. для изготовления декоративных бытовых предметов. Силумины - сплавы на основе алюминия с большим содержанием кремния (Si). В состав силуминов входят: 3-26% Si, 1-4% Cu, 0,2-1,3% Mg, 0,2-0,9% Mn, иногда 2-4% Zn, 0,8-2% Ni, 0,1-0,4% Cr, 0,05-0,3% Ti и др. Силумины обладают наилучшими из всех алюминиевых сплавов литейными свойствами. Они наиболее часто используются там, где необходимо изготовить тонкостенные или сложные по форме детали. Нашли свое основное применение в: 1.авиастроении; 2.вагоностроении; 3.автомобилестроении и строительстве сельскохозяйственных машин для изготовления картеров, деталей колес, корпусов и деталей приборов. САП - сплавы, состоящие из Al и 20-22% Al 2 O3. Получают спеканием окисленного алюминиевого Получают спеканием окисленного алюминиевого порошка. После спекания частицы Al 2 O 3 играют роль упрочнителя. Прочность данного соединения при комнатной температуре ниже, чем у дуралюминов и магналиев, но при температуре превышающей 200 °С превосходит их. Прочность данного соединения при комнатной температуре ниже, чем у дуралюминов и магналиев, но при температуре превышающей 200 °С превосходит их. При этом САП обладают повышенной стойкостью к окислению, При этом САП обладают повышенной стойкостью к окислению, поэтому они незаменимы там, где температура эксплуатации превышает 400 °С.


Применение. Алюминий обладает целым рядом свойств, которые выгодно отличают его Алюминий обладает целым рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Широкое применение получил так называемый термит - смесь оксида Широкое применение получил так называемый термит - смесь оксида железа Fe 3 O 4 с алюминием. железа Fe 3 O 4 с алюминием. 8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe Данный процесс используют при сварке. Иногда для получения некоторых чистых металлов в свободном виде. В технике алюминий используют для насыщения поверхности стальных и чугунных изделий с целью защиты этих изделий от коррозии. В технике алюминий используют для насыщения поверхности стальных и чугунных изделий с целью защиты этих изделий от коррозии. Гидрооксид алюминия Al(OH) 3 используется для крашения тканей, для изготовления керамики и как нейтрализующий агент. Алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада), более толстая - для изготовления банок для напитков. Алюминиевая фольга используется как упаковочный материал для продуктов питания (например шоколада), более толстая - для изготовления банок для напитков. Некоторые соли алюминия применяются в медицине для лечения кожных заболеваний: KAl(SO 4) 2 · 12 H 2 O- алюмокалиевые квасцы: (СН 3 СОО) 3 Al – ацетат алюминия. Хлорид алюминия AlCl 3 применяется в качестве катализатора в органической химии. Сульфат алюминия Al 2 (SO 4) 3 · 18 H 2 O используется для очистки воды. В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов: 1.авиационная и автомобильная отрасли 2.промышленности, 3.железнодорожный и водный транспорт, 4.электротехническая промышленность и приборостроение, 5.промышленное и гражданское строительство, 6.химическая промышленность, 7.производство предметов народного потребления. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиоконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали. Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы. Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы. Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока.


Тест Вариант I. Вариант I. 1.Какова электронная конфигурация атома алюминия? А. 1s 2 2s 2 2p 1 Б. 1s 2 2s 2 2p 3 А. 1s 2 2s 2 2p 1 Б. 1s 2 2s 2 2p 3 B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Г. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Г. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 2.С каким из указанных веществ реагирует алюминий? А.CaO Б.HCl А.CaO Б.HCl B.Cl 2 Г. NaOH B.Cl 2 Г. NaOH 3.С каким из указанных веществ реагирует гидроксид алюминия? А.N 2 Б. NaOH А.N 2 Б. NaOH B.H 2 SO 4 Г. H 2 O B.H 2 SO 4 Г. H 2 O 4.Какие вещества образуются при взаимодействии Al(OH) 3 и NaOH? А.Na 2 O Б. Al 2 O 3 А.Na 2 O Б. Al 2 O 3 B.NaAlO 2 Г. H 2 O B.NaAlO 2 Г. H 2 O 5. Какие из указанных металлов являются более активными, чем алюминий? А.Na Б. Cu А.Na Б. Cu B.Сa Г. Fe B.Сa Г. Fe 6.Растворы каких веществ имеют щелочную реакцию среды (pH>7)? А.AlCl 3 Б. Al(NO 3) 3 А.AlCl 3 Б. Al(NO 3) 3 B.NaAlO 2 Г. Al 2 (SO 4) 3 B.NaAlO 2 Г. Al 2 (SO 4) 3 7.В чем растворяется Al 2 O 3 ? А. H 2 O Б. Раствор NaOH А. H 2 O Б. Раствор NaOH B. раствор HCl Г. Раствор NaCl B. раствор HCl Г. Раствор NaCl 7)? А.AlCl 3 Б. Al(NO 3) 3 А.AlCl 3 Б. Al(NO 3) 3 B.NaAlO 2 Г. Al 2 (SO 4) 3 B.NaAlO 2 Г. Al 2 (SO 4) 3 7.В чем растворяется Al 2 O 3 ? А. H 2 O Б. Раствор NaOH А. H 2 O Б. Раствор NaOH B. раствор HCl Г. Раствор NaCl B. раствор HCl Г. Раствор NaCl">


Вариант II. 1.Какова электронная конфигурация иона Al +3 ? А. 1s 2 Б. 1s 2 2s 2 2p 6 А. 1s 2 Б. 1s 2 2s 2 2p 6 B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Г. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Г. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 2.С каким из указанных веществ реагирует оксид алюминия? А. H 2 O Б.N 2 А. H 2 O Б.N 2 B. NaOH Г. H 2 SO 4 B. NaOH Г. H 2 SO 4 3.С каким из указанных веществ реагирует алюминий? 3.С каким из указанных веществ реагирует алюминий? А. SO 2 Б.Br 2 А. SO 2 Б.Br 2 B. NaCl Г. KOH B. NaCl Г. KOH 4. Какие вещества образуются при взаимодействии Al 2 O 3 с KOH ? 4. Какие вещества образуются при взаимодействии Al 2 O 3 с KOH ? А. Al(OH) 3 Б.K 2 O А. Al(OH) 3 Б.K 2 O B. H 2 O Г. KAlO 2 B. H 2 O Г. KAlO 2 5. Какие из указанных металлов являются менее активными, чем алюминий? 5. Какие из указанных металлов являются менее активными, чем алюминий? А. Ag Б.Ba А. Ag Б.Ba B. Hg Г. K B. Hg Г. K 6. Растворы каких веществ имеют кислую реакцию среды (pH

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Слайд 1
Алюминий

Слайд 2
13
Алюминий(лат. Aluminium)
3 8 2
26,9815
3s2 3p1
Порядковый номер. Химический элемент III группы главной подгруппы 3-го периода.

Слайд 3
Число
протонов p+=13 электронов ē=13 нейтронов n0=14

Слайд 4
Схема расположения электронов на энергетических подуровнях
+13Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
1s
2s
2p
3s
3p
в соединениях проявляет степень окисления +3

Слайд 5
Al – типичный металл
Восстановительные свойства Al 0- 3ē Al+3Тип химической связи -металлическаяТип кристаллической решетки – кубическая гранецентрированная

Слайд 6
Физические свойства вещества
Al – серебристо-белый металл, пластичный, легкий, хорошо проводит тепло и электрический ток, обладает хорошей ковкостью, легко поддаётся обработке, образует лёгкие и прочные сплавы. =2,7 г/см3 tпл.=6600С

Слайд 7
Особенности физических и химических свойств алюминия, его нахождения в природе и применения:
Алюминий – самый распространенный металл земной коры. Его ресурсы практически неисчерпаемы.Обладает высокой коррозионной стойкостью и практически не нуждается в специальной защите.Высокая химическая активность алюминия используется в алюминотермии.Малая плотность в сочетании с высокой прочностью и пластичностью его сплавов делает алюминий незаменимым конструкционным материалом в самолетостроении и способствует расширению его применения в наземном и водном транспорте, а также в строительстве.Относительно высокая электропроводность позволяет заменять им значительно более дорогую медь в электротехнике.

Слайд 8
Алюминий реагирует с простыми веществами - неметаллами
4Al+3O2 = 2Al2O3 Поверхность покрывается пленкой оксида, в мелкораздробленном виде горит с выделением большого количества теплоты.2. 2Al + 3Cl2 = 2 AlCl33. 2Al + 3S = Al2S3 - при нагревании4. 4Al + 3С = Al4С3 - при нагревании

Слайд 9
Алюминий растворяется в растворах кислот2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H22Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют алюминий.2. Алюминий реагирует с растворами солей менее активных металлов2Al + 3СuCl2 = 2AlCl3 + 3Cu

Слайд 10
Алюминий реагирует со сложными веществами:
3. Алюминий при высокой температуре реагирует с оксидами менее активных металлов (Алюминотермия – получение металлов: Fe, Cr, Mn, Ti, W и других, путем их восстановления алюминием) 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe

Слайд 11
Алюминий реагирует со сложными веществами:
4.Так как алюминий – амфотерный металл, он реагирует с растворами щелочей. При этом образуется тетрагидроксоалюминат натрия и выделяется водород: 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H25. При удалении оксидной пленки с поверхности алюминия, он реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 +3H2

Слайд 12
Получение алюминия
Алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите (Na3AIF6) иэлектролизом расплава AlCl3

Слайд 13
Применение Al

Слайд 14
Соединения алюминия В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов (после кислорода и кремния). Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8,8 % по массе.

Слайд 15
Оксид алюминия Al2О3:
Очень твердый (корунд, рубин)в кристаллическом состоянии, порошок белого цвета, тугоплавкий - 20500С. Не растворяется в воде.Амфотерный оксид, взаимодействует:а) с кислотами Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2Oб) со щелочами Al2O3 + 2OH- = 2AlO-2 + H2OОбразуется:а) при окислении или горении алюминия на воздухе 4Al + 3O2 = 2Al2O3б) в реакции алюминотермии 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Feв) при термическом разложении гидроксида алюминия 2Al (OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Слайд 16
Белый нерастворимый в воде порошок.Проявляет амфотерные свойства, взаимодействует:а) с кислотами Al (OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2Oб) со щелочами Al (OH)3 + Na OH = NaAlO2 + 2H2OРазлагается при нагревании 2Al (OH)3 = Al2O3 + 3H2OОбразуется:а) при взаимодействии растворов солей алюминия с растворами щелочей (без избытка)Al3+ + 3OH- = Al (OH)3 б) при взаимодействии алюминатов с кислотами (без избытка)AlO-2 + H+ + H2O = Al (OH)3
Гидроксид алюминия Al(ОН)3:

Слайд 17
Домашнее задание:
1) Пользуясь материалом презентации, и учебника, выучить свойства алюминия и его соединений.2) Выполнить интерактивные задания по теме «Алюминий» на сайте лицея, записать правильные ответы в тетрадь.3) Выполнить виртуальную практическую работу «Химические свойства алюминия», оформить ее в тетради.


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Данная статья применяется на уроках химии при изучении темы "Металлы", расширеят кругозор обучающихся, имеет профессиональную направленность....

3 А төркеме металларының үзлекләрен алюминий мисалында өйрәнү.Химик элементларның периодик системасында элементның урнашуы буенча аңа характеристика бирү.Атом төзелешенә нигезләнеп, ...

Данные материалы могут быть использованы учеником для самостоятельного изучения темы "Алюминий" и организации самоконтроля....

Cлайд 1

ГБПОУ СПТ им.Б.Г.Музрукова Алюминий и сплавы алюминия Подготовила Сунгатуллина Роза Мунировна, преподаватель специальных дисциплин Саров 2014

Cлайд 2

Из истории открытия алюминия… «Серебро из глины» В период открытия алюминия этот металл был дороже золота. Англичане хотели почтить богатым подарком великого русского химика Д.И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая - из алюминия. Чашка из алюминия стала дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции. Д.И.Менделеев

Cлайд 3

Интересные факты Немецкий учёный Ф.Велер (1827 г.) Памятник Дж. Вашингтону В лунном грунте обнаружен алюминий Самый большой телескоп в России

Cлайд 4

Cлайд 5

Авиастроение Применение алюминия и его сплавов во всех видах транспорта, а в особенности воздушного привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования.

Cлайд 6

Кораблестроение Алюминий и его сплавы применяют при отделке и изготовлении корпусов и дымовых труб судов, спасательных лодок, радарных мачт, трапов.

Cлайд 7

Машиностроение Моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.

Cлайд 8

Пищевая промышленность Алюминиевая фольга дешевле оловянной и полностью заменила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все больше и больше используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства.

Cлайд 9

Военная промышленность Алюминий, а также его сплавы является стратегическим металлом и широко используется в военной промышленности при строительстве военной техники и оружия: самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.

Cлайд 10

Строительство Алюминий и его сплавы применяются в промышленном и гражданском строительстве при изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. конструкций.

Cлайд 11

Электротехника Алюминий и его сплавы используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока.

Cлайд 12

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева Периоды 1 2 3 4 5 6 7 Ряды 1 2 3 4 10 9 8 7 5 6 Группы элементов I II VI V VII III IV VIII Al Характеристика 1. Впервые получен в 1825 году Гансом Эрстедом. 2. В Периодической системе расположен в 3 периоде, IIIА-группе. 3. В природе встречается только в виде соединений. 4. Серебристо-белый, легкий металл. Обладает высокой тепло- и электропроводностью. 5. Валентность: III. Степень окисления: +3.

Cлайд 13

Cлайд 14

Природные соединения алюминия Нефелины - KNa34 Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3) Корунд (сапфир, рубин, наждак) - Al2O3 Полевые шпаты - (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca Каолинит - Al2O3·2SiO2 · 2H2O Берилл (изумруд, аквамарин) - 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2

Cлайд 15

Получение алюминия в промышленности Алюминий получают электрохимическим методом из бокситов. 2Al2O3 ток> 4Al + 3O2

Cлайд 16

Свойства алюминия как проводникового материала Электропроводимость легкий металл серебристо-белого цвета (3.5 раза легче, чем медь, плотность - 2700 кг/м3). Низкий удельный вес; температура плавления алюминия зависит от его чистоты и колеблется в пределах 660-667 гр. поС. Нагрев алюминиевого провода требует больше энергетических затрат, чем нагрев и плавление такого же количества меди; высокая пластичность алюминия позволяет производить фольгу (толщиной до 0.004 мм), изделия глубокой вытяжкой, использовать его для заклепок; высокая окисляемость на воздухе - большие затраты на изоляцию; низкая механическая прочность; снижение проводимости, за счет содержания примесей (физико-химические, механические и технологические свойства алюминия очень сильно зависят от вида и количества примесей, ухудшая большинство свойств чистого металла. Основными естественными примесями в алюминии являются железо и кремний. Железо, например, присутствуя в виде самостоятельной фазы Fe-Al, снижает электропроводность и коррозионную стойкость, ухудшает пластичность, но несколько повышает прочность алюминия.); хорошая свариваемость; плохо поддается резанию.

Cлайд 17

Марки алюминия Марки Al Содержание алюминия(%) Содержание примесей(%) Применение Алюминий особой чистоты А999 99, 999 001% Изготовление анодной и катодной фольги электролитических конденсаторов и для получения тонкой пленки, применяемых в микроэлектронике) Алюминий высокой степени чистоты А995 99,995 003% Химическая аппаратура Фольга для обкладок конденсаторов экраны радиочастотных коаксиальных кабелей Алюминий технической чистоты А8 ;А7;А6 99,8; 99,7; 99,6 Не более 1% Катанка для производства кабельно-проводниковой продукции -Сырье для производства алюминиевых сплавов - Фольга - Прокат (прутки, ленты, листы, проволока, трубы)

ТИП УРОКА: комбинированный урок с демонстрационными и лабораторными опытами, направлен на объяснение нового материала. (Презентация. Приложение 4)

ЦЕЛЬ УРОКА:

  • 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:

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 культуру общения через работу в парах "ученик - ученик", "учитель - ученик".
  • Воспитать у учащихся наблюдательность, внимание, пытливость, инициативу и культуру эксперимента.

СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ:

  • компьютерная презентация, таблица растворимости,
  • электрохимический ряд напряжения металлов,
  • периодическая система Д. И. Менделеева,
  • коллекция "Алюминий",
  • химическое оборудование и химические реактивы;
  • рабочие листы.

ХОД УРОКА

Сами, трудясь, вы сделаете всеи для близких людей и для себя,
а если при труде успеха не будет, неудача - не беда, попробуйте ещё.
Д. И. Менделеев.

Организационный момент

I. Актуализация знаний.

Учитель. Сегодня нам предстоит познакомиться с металлом хорошо знакомым вам с детства. Послушайте легенду.

"Однажды к римскому императору Тиберию пришёл незнакомец. В дар императору он принёс изготовленную им чашу из блестящего, как серебро, но чрезвычайно лёгкого металла. Мастер поведал, что получил этот металл из "глинистой земли". Но император, боясь, что обесценятся его золото и серебро, велел отрубить мастеру голову, а его мастерскую разрушить".

О каком металле идёт речь? (Ответ: об алюминии) Слайд 1,2

Учитель: Давайте составим с вами план изучения металла алюминия. Что нам нужно включить в план урока?

Ученики: Нахождение в природе, получение и открытие металла,строение атома алюминия, физические и химические свойства, применение. (Слайд 3.)

План изучения нового материала.

  1. Открытие алюминия.
  2. Характеристика элемента алюминия по положению в периодической системе Д.И.Менделеева. Строение атома.
  3. Строение простого вещества. Физические свойства алюминия
  4. Химические свойства алюминия.
  5. Нахождение в природе. Способы получения.
  6. Применение алюминия.

Ребята, обратите внимание, у вас на партах рабочие листы (Приложение 1 ). В течение всего урока вы будете с ним работать, в нем также есть домашнее задание, которое вы выполните дома и на следующий урок сдадите мне на проверку.

II. Изучение нового материала

1. История открытия алюминия. (Сообщение учащегося. Приложение 2 ). (Слайд 5)

Для создания мотива изучения нового материала важно познакомить учащихся с историей открытия алюминия. Можно дать задание приготовить сообщение по этому вопросу ученику устно или в виде презентации.

2. Характеристика элемента алюминия по его положение в ПСХЭ Д.И.Менделеева. Строение атома.

Итак, рассмотрим строение атома алюминия. Предлагаю вам определить пропущенные слова в тексте, который имеется у вас в рабочих листах. (Слайд 7)

  • Порядковый номер алюминия - _______.
  • Алюминий - элемент __________группы, __________ подгруппы
  • Заряд ядра атома алюминия равен ______
  • В ядре атома алюминия __________протонов.
  • В ядре атома алюминия _________нейтронов.
  • В атоме алюминия ________ электронов.
  • Атом алюминия имеет _________энергетических уровня.
  • Электронная оболочка имеет строение __________.
  • На внешнем уровне в атоме алюминия _________ электронов.
  • Степень окисления атома алюминия в соединениях равна ________.
  • Простое вещество алюминий является ____________.
  • Оксид и гидроксид алюминия имеют ___________________ характер.

Учитель: Правильно ли составлена схема строения атома алюминия на следующем слайде? Свой ответ обоснуйте, опираясь на схему.(Слайд 8.)

Ученик: Схема составлена правильно. На внешнем уровне у атома алюминия 3 электрона (2s и 1p), следовательно, алюминий проявляет валентность III и степень окисления +3, 0.

3. Строение простого вещества.Физические свойства алюминия

Учитель: Какой тип химической связи имеет металл алюминий? Тип кристаллической решетки? (Слайд № 9)

Пользуясь коллекцией "Алюминий" и планом в рабочих листах, составьте характеристику физических свойств этого металла.

План характеристики физических свойств металла алюминия:

1. В каком агрегатном состоянии находится алюминий при данных условиях?

2. Какого цвета? Блеск?

3. Имеет ли алюминий запах?

4. Проявляет ли данный металл пластичность, хрупкость, эластичность?

5. Растворяется ли в воде при данных условиях?

6. Какова температура плавления?

7. Какова плотность вещества?

8. Обладает ли алюминий теплопроводностью и электропроводностью?

Проверьте свои результаты, посмотрев на слайд. (Слайд 10).

Физические свойства алюминия:

  • белый металл с серебристым блеском;
  • мягкий;
  • легкий (плотность = 2,7 г/см 3);
  • хороший проводник тепла и тока;
  • пластичный;
  • характерна относительно высокая упругость (не становится хрупким при низких температурах); устойчив к коррозии на воздухе, а также в химических средах;
  • плавится при температуре 660 0 С.

Физ. минутка.

В работах профессора М. М. Кольцевой доказано, что тренировки тонких дифференцированных движений пальцев является стимулом для развития речи, мышления, и мощным тонизирующим фактором для коры головного мозга в целом.

Растирание рук, массаж всех пальцев. Надавливаем на суставы пальцев с боков, а также сверху - снизу.

Потирание рук. Способствует приливу крови и эмоциональной усталости.

Колечко. Поочередно и как можно быстрее учащиеся перебирают пальцы рук, соединяя в кольцо с большим пальцем последовательно указательный, средний, и т д в прямом и обратном порядке.

4. Химические свойства алюминия.

Учитель: Какими химическими свойствами должен обладать алюминий исходя из его положения в периодической системе Д.И. Менделеева и сравнивая строение атомов элементов III периода?

Свойства атома (слайд № 11,12)

Ответы: в периоде с увеличением заряда ядра атома уменьшается радиус атома и способность элемента отдавать электроны тоже уменьшается, поэтому алюминий проявляет более слабые восстановительные (металлические) свойства, чем натрий и магний, он относится к переходным металлам и занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами, его соединения являются амфотерными.

Задание 1: определите место алюминия в электрохимическом ряду напряжений и сделайте вывод об его активности. (Учащиеся смотрят на электрохимический ряд напряжений).

Ответ: алюминий находится в начале ряда напряжений сразу после щелочных и щелочноземельных металлов. Поэтому он должен проявлять высокую химическую активность .

Учитель: алюминий применяется в быту, из него изготавливают бытовые изделия. Известно, что ни кислород, ни вода на него не действуют (учитель опускает алюминиевую пластину в стакан с водой). В результате противоречий между знаниями и жизненными наблюдениями создается такая ситуация:

  • Почему алюминий, стоящий в начале ряда напряжений проявляет пассивность?
  • Почему в алюминиевой кастрюле можно сварить суп?
  • Потому что поверхность алюминия покрывается очень прочной тонкой оксидной пленкой, которая защищает металл от воздействия воздуха и воды.

Ребята, в начале урока мы сказали, что алюминий - это переходный металл. Следовательно, с какими веществами будет взаимодействовать алюминий?

Ученик: С неметаллами (галогенами, серой, углеродом и т.д.). (Слайд 13.) (видеофрагмент "Взаимодействие алюминия с иодом, серой, кислородом")

Задание 2. Написать уравнение реакции взаимодействия алюминия с кислородом. Ученики пишут уравнение реакции: 4Al + 3O 2 ->2Al 2 O 3

По аналогии ученики пишут уравнения реакций взаимодействия алюминия с другими простыми веществами: серой, галогенами (хлором), азотом:

2Al +3Cl 2 -> 2AlCl 3

2Al + 3S -> Al 2 S 3

2Al + N 2 -> 2AlN

В уравнениях реакций ученики отмечают степени окисления алюминия до и после реакции и делают вывод, что алюминий в реакциях является восстановителем как и другие металлы.

Задание 3. Взаимодействие алюминия со сложными веществами.

1). Учитель : если с алюминия удалить оксидную пленку, то алюминий должен проявлять свойства аналогичные щелочно-земельным металлам. Ученики пишут уравнение реакции взаимодействия алюминия с водой по аналогии со щелочными и щелочно-земельными металлами и отмечают условия реакции (удалить с поверхности металла оксидную пленку(слайд 13, видеофрагмент)

2Al + 6H 2 O -> 2Al(OH) 3 + 3H 2

Учитель: Запомните, что в обычных условиях оксидная пленка защищает алюминий от разрушения (коррозии).

Вспомните, 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.

Запишите уравнение реакции взаимодействия алюминия с соляной кислотой в рабочих листах. Один ученик пишет уравнение реакции у доски.

Проверьте себя. (Слайд 13.)

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

Ученик: С растворами щелочей.

Учитель: Давайте вместе запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с раствором гидроксида натрия. Что образуется в результате реакции? (Слайд 13.)

Ученик: Данная реакция протекает с образованием алюмината натрия и выделением газообразного водорода.

А сейчас осуществите эти две реакции на практике. При выполнении опыта соблюдайте правила по технике безопасности. (Инструкция в рабочих листах)

Инструкция по выполнению лабораторной работы

Цель: Изучить отношение алюминия к кислотам и щелочам.

Правила работы с кислотами и щелочами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами и щелочами! В случае попадания на кожу - промой водой! При нагревании, прогрей сначала всю пробирку.

Опыт 1. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3-4 мл раствора соляной кислоты. Пробирку слегка нагрейте.

Опыт 2. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3-4 мл раствора гидроксида натрия. Пробирку слегка прогрейте.

Учитель: Что такое алюминотермия?

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

Учитель: Как вы думаете, будет ли протекать следующая реакция?

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 уравнение данной реакции в рабочих листах. (Слайд 13.)

Обобщение по химическим свойствам. (Делают учащиеся):

Алюминий является активным металлом, реагирует с простыми веществами- неметаллами, восстанавливает металлы до свободного состояния, стоящие в электрохимическом ряду напряжения справа от него. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, так как покрыт защитной оксидной пленкой.

5. Нахождение в природе. Получение.

Задание I. Рассмотрите диаграмму "Распространение элементов в природе". (Слайд 14)

Вопрос: определите, какое место занимает алюминий среди других элементов.

Задание II. Рассмотрите образцы природных соединений. (Слайд 15). Сравните их по твердости. прочности, цвету.

Ответы: алюминий - самый распространенный металл в природе. Его содержание в земной коре составляет 8,8 %. Он занимает 3 место по распространенности среди других элементов (после кислорода и кремния).

Получение. (слайд 16)

Учитель: Алюминий очень прочно связан в природных соединениях с кислородом и другими элементами, и выделить его из этих соединений химическими методами очень трудно. Алюминий можно получить электролизом - разложением расплава его оксида Al 2 O 3 с помощью электрического тока. Но температура плавления оксида алюминия около 2050 о С.

Технически доступным алюминий стал после того, как был найден способ понизить температуру плавления Al 2 O 3 хотя бы до 1000 о С. Этот способ открыли в 1886 году американец Ч.Холл и француз П.Эру, которые установили, что Al 2 O 3 хорошо растворяется в расплавленном криолите, формула которого Na 3 AlF 6 .

Мировое производство алюминия постоянно растет и занимает по объему второе место среди металлов.

6. Применение

Учитель: В течение всего урока звучали отрасли применения алюминия. Как вы уже поняли, масштабы применения этого металла широки. И с каждым годом отрасли применения данного металла расширяются. Как вы думаете, с чем связано столь широкое применение алюминия?

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.

Учитель: Давайте рассмотрим основные области применения алюминия и его сплавов.

(Слайд 17).

Ответы: основные области применения алюминия связаны с легкостью, прочностью и устойчивостью. В таком сочетании полезных свойств нуждается в первую очередь транспорт. Главные потребители алюминиевых сплавов - самолетостроение и автомобилестроение.

Учащиеся смотрят учебник, стр.60 рисунок 15, и продолжают отвечать с добавлением учителя: указанные свойства алюминиевых сплавов, а также их красивый внешний вид обусловили широкое применение их в строительстве. Алюминий и его сплавы используют при отделке станций метрополитена, фасадов зданий. Гофрированными листами сплавов покрывают крыши.

Высокая электрическая проводимость чистого алюминия используется в электротехнике. Из алюминия изготавливают электропровода. При одинаковом электрическом сопротивлении масса алюминиевого провода значительно меньше массы медного. Это облегчает сооружение опорных мачт, на которые подвешиваются провода.

Широко применяется "серебряная краска" на основе алюминиевого порошка. Она не только придает красивый внешний вид изделиям, но и защищает их от химического разрушения. Для защиты от солнечных лучей покрывают цистерны, предназначенные для перевозки нефтепродуктов.

В быту алюминий используют в виде кухонной посуды. Здесь используются такие свойства как высокая теплопроводность, способность противостоять действию не только холодной, но и кипящей воды и неядовитость его соединений, которые в небольшом количестве могут образоваться при действии на алюминий слабых органических кислот, содержащихся в пище.

III. Закрепление изученного материала.

  1. Ученый, впервые получивший алюминий. (Эрстед ).
  2. Минерал состава Al 2 O 3 , обладающий очень высокой прочностью и твердостью. (Корунд ).
  3. Способ получения металлов из оксидов с помощью алюминия. (Алюминотермия ).
  4. Латинское слово, от которого образовано название химического элемента Al. (Алюмен ).
  5. Процесс разложения веществ с участием электрического тока. (Электролиз ).
  6. Чем является алюминий в химических реакциях? (Восстановитель) .

Проверка теста (слайд 15)

V. Подведение итогов урока. Объявляются оценки за устные ответы и работу у доски.

  1. Над какой темой мы сегодня работали?
  2. Что нового вы узнали об алюминии?
  3. Решили ли мы проблему об активности алюминия?
  4. Какими путями решали эту проблему?
  5. К каким выводам пришли?
  6. Оцените свою работу на уроке:
  • материал усвоен (на всех этапах урока "4", "5")
  • материал усвоен недостаточно (оценки "3", "4")

V. Домашнее задание.

  • 1 группа: параграф 13 до стр.60.
  • 2 группа: параграф 13 до стр.60; Вопросы 1,2,3 на стр. 62.
  • 3 группа: параграф 13 до стр.60; используя материал сегодняшнего урока, составьте цепочку превращений алюминия и его соединений.

Заключение.

Я металл, серебристый и лёгкий,
И зовусь самолётный металл,
И покрыт я оксидною плёнкой
Чтоб меня кислород не достал

Алюминий

Учитель химии и биологии Егорова Ю.В.

МКОУ «СОШ №4»


Алюминий (лат. Aluminium)

Порядковый номер. Химический элемент III группы главной подгруппы 3-го периода.


Число

протонов p + =1 3

электронов ē=1 3

нейтронов n 0 = 14


Схема расположения электронов на энергетических подуровнях

+ 13 Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

При высокой температуре очень редко образует соединения со степенью окисления +1, +2.

в соединениях проявляет степень окисления +3


Al – типичный металл

  • Восстановительные свойства

Al 0 - 3ē Al +3

  • Тип химической связи - металлическая
  • Тип кристаллической решетки – кубическая гранецентрированная

Физические свойства вещества

Al – серебристо-белый металл, пластичный, легкий, хорошо проводит тепло и электрический ток, обладает хорошей ковкостью, легко поддаётся обработке, образует лёгкие и прочные сплавы.

=2 ,7 г/см 3

t пл. =660 0 С

Легко вытягивается в проволоку и прокатывается в фольгу толщиной до 0,01 мм.


Особенности физических и химических свойств алюминия, его нахождения в природе и применения:

  • Алюминий – самый распространенный металл земной коры. Его ресурсы практически неисчерпаемы.
  • Обладает высокой коррозионной стойкостью и практически не нуждается в специальной защите.
  • Высокая химическая активность алюминия используется в алюминотермии.
  • Малая плотность в сочетании с высокой прочностью и пластичностью его сплавов делает алюминий незаменимым конструкционным материалом в самолетостроении и способствует расширению его применения в наземном и водном транспорте, а также в строительстве.
  • Относительно высокая электропроводность позволяет заменять им значительно более дорогую медь в электротехнике.

Алюминий реагирует с простыми веществами - неметаллами

  • 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

Поверхность покрывается пленкой оксида, в мелкораздробленном виде горит с выделением большого количества теплоты.

2. 2Al + 3Cl 2 = 2 AlCl 3

3. 2Al + 3S = Al 2 S 3 - при нагревании

4. 4 Al + 3 С = Al 4 С 3 - при нагревании

Алюминий при нагревании сгорает на воздухе. Вследствие образования защитной пленки не реагирует с HNO 3 , не растворяется в H 3 PO 4 . С трудом взаимодействует с H 2 SO 4 , медленно – с растворами HNO 3 и H 3 PO 4 , быстрее – с раствором HCl, растворяется в растворах щелочей: Al + 4HNO 3 = Al(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O/

При обычной температуре реагирует с Cl 2 , Br 2 , при нагревании – с F 2, I 2 , S, C, N 2 ; с H 2 непосредственно не реагирует.


  • Алюминий растворяется в растворах кислот

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2

Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют алюминий.

2 . Алюминий реагирует с растворами солей менее активных металлов

2Al + 3СuCl 2 = 2AlCl 3 + 3Cu


Алюминий реагирует со сложными веществами:

  • 3. Алюминий при высокой температуре реагирует с оксидами менее активных металлов (Алюминотермия – получение металлов: Fe, Cr, Mn, Ti, W и других, путем их восстановления алюминием)

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe


Алюминий реагирует со сложными веществами:

4.Так как алюминий – амфотерный металл, он реагирует с растворами щелочей.

При этом образуется тетрагидроксоалюминат натрия и выделяется водород:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

5. При у далении оксидной пленки с поверхности алюминия, он реагирует с водой с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 +3H 2


Получение алюминия

Алюминий получают электролизом раствора глинозема в расплавленном криолите (Na 3 AIF 6 ) и

электролизом расплава AlCl 3

Алюминий получают разложением электрическим током раствора его оксида в расплавленном криолите (Na 3 AIF 6):

2Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 – 3352 кДж

Из – за высокой энергии химической связи в оксиде процесс его разложения чрезвычайно энергоемок, что ограничивает использование алюминия.


Применение Al

Основные свойства применения алюминия и его сплавов:

  • Судостроение;
  • Строительство;
  • Самолетостроение;
  • В химической технике;
  • Автомобильная промышленность;
  • Производство посуды;
  • Производство алюминированных тканей;
  • Изготовление аппаратуры для пищевой промышленности;
  • Провода для линий электропередач;
  • Получение металлов из их оксидов «алюминотермией»;
  • Ракетостроение;
  • Химическое машиностроение;
  • Упаковочный материал;
  • Производство пеноалюминия ρ = 0,19 г/ см 3

Соединения алюминия В природе алюминий встречается только в виде соединений и по распространенности в земной коре занимает первое место среди металлов и третье – среди всех элементов (после кислорода и кремния). Общее содержание алюминия в земной коре составляет 8,8 % по массе.


Оксид алюминия Al 2 О 3 :

Очень твердый (корунд, рубин)в кристаллическом состоянии, порошок белого цвета, тугоплавкий - 2050 0 С.

Не растворяется в воде.

Амфотерный оксид , взаимодействует :

а) с кислотами Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O

б) со щелочами Al 2 O 3 + 2OH - = 2AlO - 2 + H 2 O

Образуется:

а) при окислении или горении алюминия на воздухе

4 Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

б) в реакции алюминотермии

2 Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe

в) при термическом разложении гидроксида алюминия 2 Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O


Гидроксид алюминия Al(ОН) 3 :

Белый нерастворимый в воде порошок.

Проявляет амфотерные свойства , взаимодействует :

а) с кислотами Al (OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O

б) со щелочами Al (OH) 3 + Na OH = NaAlO 2 + 2H 2 O

Разлагается при нагревании 2Al (OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Образуется:

а) при взаимодействии растворов солей алюминия с растворами щелочей (без избытка)

Al 3+ + 3OH - = Al (OH) 3

б) при взаимодействии алюминатов с кислотами (без избытка)

AlO - 2 + H + + H 2 O = Al (OH) 3


Домашнее задание:

  • 1) Пользуясь материалом презентации, и учебника, выучить свойства алюминия и его соединений.
  • 2) Выполнить интерактивные задания по теме «Алюминий» на сайте лицея, записать правильные ответы в тетрадь.
  • 3) Выполнить виртуальную практическую работу «Химические свойства алюминия», оформить ее в тетради.