Конспект урока по химии на тему 'Алюминий және оның қосылыстары'

Сабақтың тақырыбы: р - элементтердің периодтық жүйедегі орны, атом құрылысының ерекшеліктері. Алюминий және оның қосылыстары.

Мақсаты: А) Білімдік: Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесіндегі р - элементтердің орны мен атом құрылысының ерекшеліктерін, алюминийдің атом құрылысы мен қасиеттерін, алюминийдің маңызды қосылыстары, олардың қасиеттері мен маңызы және қолданылуы жайлы теориялық түсініктер беру.

Ә) Дамытушылық: Химиялық элементтердің периодтық жүйедегі орны, атом құрылысы, қасиеттері, қосылыстары, алюминийдің ерекшелігі, жер бетінде таралуы, қосылыстары, қолданылуы, құймалары, биологиялық маңызы жайлы білімдерін тереңдетіп дамыту.

Б) Тәрбиелік: Экологиялық, эстетикалық, патриоттық, адамгершілік тәрбиелерін беру, ұқыптылыққа, жауапкершілікке, тиянақтылыққа, сабырлылыққа үйрету.

Құрал-жабдықтар: Д.И.Менделеев жасаған химиялық элементтердің периодтық жүйесі, металдардың электрохимиялық кернеу қатары, АІ - металы, тұз қышқылы, натрий гидроксиді, күкірт ұнтағы, фенолфталеин ертіндісі, сынауықтар, т.б, слайд-презентация, ғаламтор деректері, алюминий қосылыстары - коллекция.

Сабақтың түрі: Жаңа материалды түсіндіру сабағы.

Оқыту әдісі: Сұрақ-жауап, ой қозғау, баяндау, сұхбат, түсіндірмелі-көрнекілік, демонстрациялық тәжірибе көрсету.

Оқыту формасы: Жалпы сыныптық, жеке.

Пәнаралық байланыс: Әдебиет, биология, тарих, математика, география, т.б.

Сабақтың барысы.

1.Ұйымдастыру кезеңі.

2.Жаңа сабақты түсіндіру.

р- элементтер - 30 элемент. Тотықсыздандырғыш қасиеті әлсіз, тотықтырғыш қасиеті бейтарап атомдарда артады, иондану энергиясы кемиді және электрондарды беру қасиеті топ бойынша жоғарыдан төмен қарай артады. Жоғары тотығу дәрежесі топ нөміріне сәйкес келеді.

3 топтың негізгі топшасы кең таралған -бор, алюминий; сирек кездесетін - галлий, индий, таллий элементтерінен тұрады. Бор-бейметалл, ковалентті байланыспен байланысқан, көміртек пен кремнийге жақын. Алюминий екідайлы, жоғарыдан төмен қарай топ бойынша атом радиусы өседі.

Алюминий табиғатта тек қосылыстар күйінде кездеседі, ал бос күйінде ешқашан кездеспейді. Академик А.Е.Ферсман алюминийді ХХ ғасыр элементі, сондықтан бұл ғасырды алюминий дәуірі деуге де болады деген. Күнделікті пайдаланылып жүрген ыдыс-аяқтан бастап, космосты шарлап жүрген ракеталар осы алюминийден жасалады. Қоғамдық шаруашылықтың барлық салаларында алюминий қолданылмайтын сала жоқ. Алюминийдің осылай қысқа мерзім ішінде жоғары бағаға ие болуы оның химиялық және физикалық қасиеттерінде болып отыр. Аңыз бойынша Тиберия патшасына зергер күмістей жылтыраған металдан жасаған ыдыс алып келіп, жаңадан саз балшықтан күміс алғанын баяндайды. Ол патша өзіне сый береді деп ойлаған. Ал патша болса, қазынасындағы барлдық алтыны мен күмісі мына бағалы металдың қасында құнын жоғалтады деген қауіппен зергерді де оның зертханасында құртуды тапсырады. Бұл аңыз болғанмен алюминийді алудан 200 жыл бұрын Үлкен Плинийдің жазбаларынан табылған. Дегенмен алюминий алғаш өндірілген кезде ІІІ Наполеон оны алтыннан да жоғары бағалаған. Ол баласына алюминийден шылдырмақ ойыншық жасатқан. Үлкен банкет жасап өзінің қадірлі, құрметті деген қонақтарына алюминий ыдыспен тамақ таратып, оларға өзінің құрметі мен сыйын көрсеткен, бағалайтынын дәлелдеуге тырысқан, онша беделі жоқ қонақтарына алтын мен күмістен жасалған ыдыстан тамақ берген. Менделеев оқуды үздік аяқтаған кезде оған құрметті оқушы ретінде алюминий ыдыс сыйға тартылған (алтынмен қоса). Сөйтіп, алюминий алтыннан да жоғары бағаланған.
Алғаш рет дат ғалымы Х.К.Эрстед 1825 жылы таза алюминий алды, ал 1854 жылы француз химигі А.С.Сентклер Дэвиль оны өндірісте өндіру тәсілін ашты. Сол кезде алюминий өте жоғары бағаланып, оның бір фунты алтын есебімен 40 сом болатын, алюминий алу өте қымбатқа түскен, онан жүзік, сақина және басқадай заттар жасалып сыйлықтар орнына жүрген.
Алюминий созылмалы, жұмсақ, жеңіл металл, оттегімен жақсы қосылыстар түзе алады, сондықтан ол басқа металдарды оттегімен босатып таза металға айналдырады. Темір тотығын алюминий үгіндісімен араластырып магниймен жандырған кезде көп қызу (3000°С) бөлінеді. Осы қасиеті баяу балқитын металдарды (титан, ванадий, хром) алуға пайдаланылады. Алюминий, магний және литий қосындылары самолет құрылысында, ракета жасауда жиі қолданылады. Самолеттің 65-66% (моторсыз салмағы) және мотордың төрттен бір бөлігі алюминий қоспаларынан істеледі. Вагон жасау, машина құрылыстары, электр өндірістері және басқа толып жатқан шаруашылық салаларында алюминий және оның қоспалары маңызды орын алады.
Бояу өндірісінде, үй жабдықтарын даярлауға, прожектордың айнасы ретінде қолданылатын алюминийді басқа металмен алмастыру қиынға соққан болар еді. Бұл күндері ғалымдар алюминийдің тағы басқа да қосындыларын алу мәселесімен шұғылдануда. Бұған мысал ретінде «Салют-6» космос станциясында В.Коваленок пен А.Иванченковтың жасаған тәжірибелерін айтуға болады.
Алюминий тотығы асыл тас түрінде (жақұт, гауһар) адам баласына ертеден белгілі болатын. Корундты қайрақтар ретінде техникада ХІХ ғасырдың орта кезінен, ал «тасмұрт» түрінде 1950 жылдардан бері пайдалана бастаған. Бұл «жақұтмұрттың» текше милиметрі 1500 килограмм салмақ көтереді, ондай алып күшке ешбір төзімді металл шыдамайды. Осыған орай «жақұтмұрт» техниканың көптеген салаларынан орын алады. Гауһар болмаса қолдағы сағаттың дұрыс жүруі де екі талай. Сағаттағы тас көп болған сайын ол уақытты дәл көрсетіп отырады, өйткені сағат механизмдерінің жүрісі біркелкі болып реттеледі.
Жер қыртысына таралуы жағынан алюминий үшінші орында, орта есеппен оның мөлшері 8,8%, табиғатта жүздеген минералы бар, олардың көпшілігі алюмосиликаттар. Олардың ішіндегі өндірістік маңызы бар минералдары каолинит, алунит және нефелин. Геохимиялық жағынан алюминий оттегіне жақын, тұрақты валенттілігі үш. Алюминийдің минералдары баяу ериді, ал эндогенді процесстерде ол дала шпаттарының, слюдалардың және басқадай алюмосиликаттардың кристалдық торына орналасады. Алюминий су құрамында және организмде өте аз, ол биологиялық жер қабаттарында шамалы ғана.
Табиғи жағдайда алюминий жер бетінде болған мүжілу процестерінің қалдығы болып саналады, сондықтан да эплювиальды бокситттер жиналады, бұлар негізгі алюминий рудалары болып есептеледі. Пайда болу жағынан алып қарағанда алюминий үш түрлі боксит кендерін түседі.
Қазақстанда революцияға дейін алюминий рудалары өндірілмеген. Тек Кеңес өкіметі тұсында ғана Павлодарда алюминий өндірісінің үлкен ошағы салынды, оның шикізат қоры Аманкелді (Арқалық) және Краснооктябрь кен орнынан әкелінді.
Руда іздеу және оны барлау жұмыстарының дұрыс жолға қойылуы және геологтардың (Е.Д.Шлыгин, Г.Е.Быков, И.С.Быкова, П.Л.Безруков) жемісті еңбектерінің нәтижесінде Аманкелді, Шығыс және Батыс Торғай, Мұғалжар секілді бокситті аудандар ашылды. Олар сырт көрінісі жағынан біркелкі болғанымен, зерттей келгенде бірнеше морфогенетикалық түрлерге бөлінеді. Торғай облысындағы Арқалық, Жоғарғы және Төменгі Ашутас және Үштөбе кен орындары астауға ұқсас ойпаңдағы алюмосиликатты және карбонатты жыныстар аралығында ұзыннан-ұзақ созылған руда қабаттары болып кездеседі.
Бұлардан басқа республика территориясында Батыс Торғайда, Софьевка және Майбалық, Талды-Ащысайда көп тараған карсты кен орындары кездеседі. Бұл кен орындары әр дәуірлерде пайда болған карбонатты жыныстардың қалың қабаты арасына орналасқан.
Республикамызда алюминий өндірісіне бокситтен басқа да жарамды шикізат қорлары бар. Олар: алунит, андалузит, диаспор, нефелинді сиениттер, корунд, кианит және басқалар. Олардың көпшілігі Орталық Қазақстандағы қайталамалы кварцит алқаптарында қалыптасқан, алуниттің қоры және құнарлылығы Одақтағы басқа аудандарда кездесетін алуниттен анағұрлым мол.
Корунд кені Семізбұғыда кездеседі.

Ақ саз Al₂O₃*2SiO₂*2H₂O;

ортоклаз (дала шпаты) K₂O*3Al₂O₃*6SiO₂*2H₂O;

нефелин Na₂O* K₂O*Al₂O₃;

боксит Al₂O₃*2H₂O.

Бұл жер қыртысында оттек пен кремнийден кейін үшінші орынды алатын, табиғатта өте кең таралған элемент.

Алюминийді криолиттегі алюминий оксидінің балқымасын электролиздеу арқылы алады.

950 С, Na3AlF6

2 Al₂O₃ --------------------------------------------------4A l + 3O₂

Эл.тогы Металл алюминийдің қандай физикалық қасиеттері бар?

Алюминийдің химиялық қасиеттері:

1.активті металл, кәдімгі жағдайда жұқа оксидтік қабықша түзіледі ;

2.жоғары температурада ұнтақталған күйде оттекепен, күкіртпен әрекеттеседі;

қатты қыздырғанда - азотпен, көміртекпен әрекеттеседі;

3.қалыпты жағдайда- хлор және броммен, катализатор қатысында (су) йодпен;

4.алюминий металдарды олардың оксидтерінен тотықсыздандырады;

5. ерітіндіден бөліп алған алюминий ауада өте жылдам тотығады;

6. сұйылтылған қышқылдармен әрекеттеседі;

7.тұздар ерітіндісімен әрекеттеседі;

4Al + 3O₂ == 2Al₂O₃

2Al +3S == Al₂S₃

2Al +3Cl₂ == 2AlCl₃

4Al +3C == Al₄C₃

2Al +3I₂ == 2AlI₃

Cr₂O₃ + 2Al ==2Cr + Al₂O₃

2Al + 6H₂O== 2Al(OH)₃ + 3H₂

2Al +6HCl == 2Al Cl₃ +3H₂

2Al + 3CuCl₂ ==2AlCl₃ + 3Cu

Демонстрация: алюминийдің күкіртпен, тұз қышқылымен, натрий гидроксидімен әрекеттесу реакцияларын жасап көрсету..

«Алюминий және оның құймаларының үлгілерімен таныстыру»

Дюралюмин

(аз мөлшерде мыс, марганец, магний,темір )

магналий

(11% магний)

силумин

кремний

Алюминийге қарағанда құймалары иілгіштігі нашарлау,бірақ берік.

Алюминий оксиді.

Кітаппен өз бетінше жұмыс .Сұрақтарға жауап беріңдер:

Алюминий оксидінің молекулалық, графиктік формулаларын жазыңдар.

Оны қалай алады?

Алюминий оксидінің химиялық қасиеттері қандай ? Мұнан соң слайд арқылы алюминий оксиді мен гидроксидінің екідайлы (амфотерлі) қасиет көрсететіндігінің реакция теңдеулерін жаздырып, демонстрациялық тәжірибе арқылы көрсету.

Демонстрация: Алюминий сульфатына натрий гидроксиді ерітіндісін құйып, түзілген тұнбаны көрсетіп, мұнан соң тұнбаны екіге бөліп біреуіне тұз қышқылын, біреуіне натрий гидроксиді ерітіндісін тамшылатып құйып, жүрген реакция теңдеуін тақтаға жаздырту.

Al(OH)₃ +3НСІ = AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + NaOH = Na [Al(OH)₄] натрийдің тетрагидроксоалюминаты.

2АІ(ОН)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

Мұнан соң маңызды құймалары, олардың құрамы мен қасиеттері, қолданылуы, биологиялық маңызы жайлы тоқталамын.

3.Бекіту сұрақтарын беру.

Реакцияға қатысуша реагенттер мен өнім арасындағы сәйкестікті табыңдар: (ҰБТ - сұрағы)

1 AL + O₂ A ALCL₃ + H₂

2 AL + H₂O Б AL (OH)₃ + H₂

3 AL + CL₂ B ALCL₃

4 Al + NaOH Г Al₂O₃

5 AL+ HCL Д NaALO₂ + H₂

Жауап

1

2

3

4

5

Г

Б

В

Д

А

Графиктік диктант (+ -) Дұрыс жауабын айтыңдар:

Сұрақ

Жауап

1

Табиғатта бос күйінде кездеспейді.

+

2

Жеңіл металл

+

3

Қышқылдармен де, сілтілермен де әрекеттеседі

+

4

Жемірілуге ұшырайды

_

5

Металдарды оксидтерінен тотықсыздандырады

+

Жалпы ҰБТ сұрақтарының арасында да алюминий мен оның қосылыстарына байланысты бірнеше сұрақтар бар. Солардың арасынан бірнешеуін қарап көрейік.

1.Егер шығымы 85 % болса, 20 г алюминийді оттекте жаққанда алынған алюминий оксидінің массасы қанша?

2. Таза алюминийді алу әдісі-
A) электролиттік диссоциация B) гидролиз C) электролиз
D) металлотермия E) пиролиз

3. Массасы 200 г тұз қышқылының ерітіндісінде 2,7 г алюминий ерітілген. Ерітіндідегі хлорсутектің массалық үлесі
A) 3,7 B) 4,82 C) 7,62 D) 5,47 E) 6,72

4. Алюминий хлоридімен әрекеттесетін металл:
A) Мыс. B) Мырыш. C) Күміс. D) Темір. E) Кальций.

5. Диссоциацияланғанда көп анион түзілетін зат
A) алюминий хлориді B) кальций хлориді C) мыс (ІІ) хлориді
D) калий хлориді E) темір (ІІ) хлориді

6. Амфотерлі гидроксидтер формуласы көрсетілген қатар:
A) Zn(OH)2, KOH, Ca(OH)2 B) LiOH, Ba(OH)2,KOH, Al(OH)3
C) Be(OH)2, Fe(OH)2, Mn(OH)2 D) Al(OH)3, Cr(OH)3,Pb(OH)2
E) NaOH, Sn(OH)2, Ba(OH)2
7. Мына ретпен: s; p; d - элементтер көрсетілген металдар қатары
A) Na; K; Be B) Mg; Al; Fe C) Ca; Pu; Тe D) Be; Al; K E) K; Se; U

8. Құрамында 3,011023 оттек атомдары бар алюминий гидроксидінің массасы
A) 54 г B) 13 г C) 117 г D) 78 г E) 39 г

9. Алюминиймен барлығы әрекеттесетін заттар тобы
A) HNO3, NaCl, KOH B) H2O, CuCl2, NaOH C) HCl, SO2, KOH
D) HBr, Fe2O3, Lі2SO4 E) H2O, Na2O, NaOH

10. Алюминий хлориді мен күйдіргіш калий әрекеттескен реакция нәтижесінде 2,50 г калий хлориді түзілді. Жұмсалған алюминий хлоридінің массасын анықтаңыз:
A) 1,49 г B) 2,04 г C) 1,02 г D) 3,06 г E) 1,77 г

11. Алюминийдің қосылыстардағы тотығу дәрежесі:

A) +6 B) +2 C) +3 D) +1 E) +4

12. 5,4 г алюмиймен 5,76 г күкіртті қыздырғанда қанша масса алюминий сульфиді түзіледі Al₂S₃?

А) 5,76 г В) 7,50 г С) 11,6 г D) 9 г E) 11,2 г

13. Алюминий сульфатының 2 молекуласы диссоциацияға ұшыраса, неше анион пайда болады?

А) 6 В)2 С)4 Д)5 Е)7

Дұрыс жауаптарын оқушылар өздері тауып, түсіндіреді.

4.Пысықтап қортындылау.

Алюминий болашақтың металы, әрі оны қанатты металл деп те айтамыз, себебі оның кең қолданысқа ие болуы, жемірілуге төзімділігі, жеңілдігі, әрі созылғыштық қасиеттеріне негізделген.

5.Үйге тапсырма беру.

§8.1, 8.2. р - элементтердің жалпы сипаттамасы. ІІІА- топша элементтерінің жалпы сипаттамасы. Алюминий және оның қосылыстары. №5,6,7,8 - жаттығулар (204 бет).