Алюминий и его соединения Методическая разработка учебного занятия по химии для студентов 1-го курса всех специальностей

ГБПОУ «Самарский медицинский колледж им. Н. Ляпиной»

Алюминий и его соединения

Методическая разработка учебного занятия по химии

для студентов 1-го курса всех специальностей

Самара – 2016

Рассмотрено и утверждено на Заседании ЦМК естественно-математических дисциплин "____"_________________  2016 г. Председатель ЦМК ___________________

Рассмотрено и утверждено на заседании методического совета колледжа "____"____________________ 2016 г.

Рецензент: к. п.н.

Составитель: , преподаватель ГБПОУ "Самарский медицинский колледж им. Н. Ляпиной"

Алюминий и его соединения. Методическая разработка учебного занятия по химии для студентов 1-го курса медицинских колледжей - Самара, 2016 г.

Методическая разработка учебного занятия рассматривает одну из самых важных тем курса химии «Алюминий и его соединения» и предназначена для систематизации и углубления знаний студентов медицинских колледжей по специальностям: 34.00.00 «Сестринское дело», 33.00.00 «Фармация», 31.02.03 «Лабораторная диагностика», 31.02.02 «Акушерское дело». Материал занятия сочетает в себе использование разнообразных технологий обучения: ИКТ, технология развития критического мышления, технология интерактивного обучения. В ходе занятия предусмотрена групповая работа.

Цель занятия: систематизация и расширение на межпредметном уровне знаний студентов об алюминии и его соединениях.

Задачи занятия:

Образовательные:

обобщить и систематизировать знания о: строении атома, построении электронных и графических формул химического элемента алюминия по положению в ПСХЭ ; систематизировать знания о физических и химических свойствах алюминия и его соединений; сформировать понятие «амфотерность».

Развивающие:

развивать у студентов критическое мышление через чтение информационного текста, логическое мышление, умение работать в группе; учить выделять главное, делать выводы; развивать речь, внимание, память, эрудицию; обучать процедуре поисковой деятельности с использованием ИТ.

Воспитательные:

воспитывать умение внимательно слушать и слышать, уважать другое мнение; формировать чувство ответственности за выполненную работу, самостоятельность, общительность, коммуникабельность; поддерживать дух толерантности; формировать чувство ответственности у студентов за бережное отношение к окружающей среде.

Программное содержание: Тема 1.25. Алюминий и его соединения.

Тип занятия: обобщение и систематизация знаний и умений студентов.

Форма занятия: теоретическое нетрадиционное.

Технологии обучения: ИКТ, технология развития критического мышления, технология интерактивного обучения.

Основные методы: .групповая работа.

Планируемые результаты.

Предметные. Умение объяснять, делать выводы и заключения о свойствах алюминия и его соединений. Межпредметные:

познавательные – умение устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы; смысловое чтение; формирование навыков самостоятельного приобретения, пополнения, переноса и интеграции знаний;

регулятивные – умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности; умение соотносить свои действия с планируемыми результатами; умение оценивать правильность выполнения учебной задачи,

Оснащение: интерактивная доска, ноутбук, проектор, ПСХЭ , нетбуки.

Подготовка к занятию. За 2 недели студенты получили задание: разделились на группы по 5-6 человек. Каждая группа получила задание: 1) выбрать название команды, отражающее свойства алюминия; 2) сделать бейджи для членов своей группы; 3) подготовить специальное задание для группы.

Ход занятия

Стадия вызова

Цели этапа: актуализировать и обобщить имеющиеся знания; пробудить интерес к изучаемой теме, мотивировать студента к активной учебной деятельности на занятии.

Деятельность преподавателя: зачитывает информацию для осмысления; организует повторение изученного материала и прогнозирование задач учебного занятия.

Деятельность студентов: осмысливают информацию; предлагают свои варианты.

Преподаватель (у доски):

- Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем работать в группах. Для этого необходимо распределить обязанности и во время учебного занятия соблюдать правила работы в группе (см. приложение). (Слайд 1).

На обсуждение каждого задания отводится определенное время, после окончания которого спикеры дают ответ.

- Наше занятие я хочу начать с информации (слайд 2).

1. Это вещество – металл.

2. Применяется в самолето и судостроении.

3. Соединения этого элемента

4. Этот химический элемент возглавляет семейство металлов 3 группы главной подгруппы?

- Как вы думаете, о каком веществе идет речь? (Ответ: алюминий).

Чтобы проверить свою догадку, выполните задание 1.

Задание 1. (5 мин.)

- Установите с помощью стрелочек соответствие между веществом и его свойствами. Ответ объясните.

(Слайд 3)

Вещество  Свойство

Алюминий  На внешней орбитали 1 электрон. 

Кальций  На внешней орбитали 3 электрона.

Натрий  На внешней орбитали 2 электрона.

(Слайд 4)

Вещество  Свойство

Алюминий  Серебристо-белый металл, мягкий, легко режется ножом.

Кальций  Серебристо-белый металл, хорошо прессуется, режется.

Натрий  Серебристо-белый металл, легкий, прочный.

(Слайд 5)

Вещество  Свойство

Алюминий  При взаимодействии с водой образуется щелочь.

Кальций  При взаимодействии с водой образуется нерастворимое основание.

Натрий  При взаимодействии с кислородом образует негашеную известь.

Преподаватель:

- Какую информацию вы вспомнили, выполняя это задание? (Ответ: вещества делятся на металлы и неметаллы.)

- Какие вещества мы называем металлами? (Ответ: вещества, на внешнем уровне которых от 1 до 3 электронов называются металлами.)

- Какие вещества мы называем неметаллами? (Ответ: вещества, на внешнем уровне которых от 4 до 7 электронов называются неметаллами.)

Задание 2. (5 мин.)

(Слайд 6)

- Что лишнее и почему? Объясните свое решение.

1. Al; N; H; Cl. (Ответ: Аl – единственный металл.)

2. Аl; Hg; Au; Ag. (Ответ: Al – единственный активный металл.)

3. Al2O3; CuO; Na2O; BaO. (Ответ: Al2O3 – оксид, проявляющий амфотерные свойства.)

Планируемые результаты.

Познавательные: умения устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и делать выводы; навык смыслового чтения.

Коммуникативные: формирование навыков сотрудничества.

Личностные: формирование личного смысла учения и начальных форм рефлексии.

Регулятивные: умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности.

Стадия осмысления

Цель этапа: получение новой информации, ее осмысление и соотнесение с собственными знаниями.

Содержание педагогического взаимодействия.

Деятельность преподавателя: организует работу с текстом учебника и другими источниками информации. Предлагает выполнить упражнения и ответить на вопросы.

Деятельность студентов: читают текст и решают проблему урока. Проводят самопроверку по образцу.

Преподаватель:

- Как вы думаете, что мы сегодня будем изучать на нашем занятии? (Ответ: алюминий и его соединения.)

- Какое свойство про соединения алюминия мы должны сегодня вспомнить? (Ответ: амфотерность как особое свойство некоторых соединений.)

- Сформулируйте и запишите тему сегодняшнего занятия. (Тема: алюминий и его соединения.) (Слайд 7)

- Определите для себя цель занятия. (Цель: познакомиться со свойствами алюминия и его соединений.) (Слайд 8)

Преподаватель: (Слайд 9,10,11)

- Историческая справка.

Название Алюминий происходит от латинского alumen - так ещё за 500 лет до н. э. назывались алюминиевые квасцы, которые применялись как протрава при крашении тканей и для дубления кожи. Датский учёный в 1825, действуя амальгамой калия на безводный AlCl3 и затем, отгоняя ртуть, получил относительно чистый алюминий. Первый промышленный способ производства алюминия предложил в 1854 французский химик -Клер Девиль: способ заключался в восстановлении двойного хлорида алюминий и натрия Na3AICI6 металлическим натрием. Похожий по цвету на серебро, алюминий на первых порах ценился очень дорого, его использовали для изготовления украшений при Наполеоне. С 1855 по 1890 было получено всего 200 т алюминия. Современный способ получения алюминия электролизом криолито-глинозёмного расплава разработан в 1886году.

Задание 3. (5 мин)

- Используя текст документа на компьютере выпишите в тетрадь природные соединения алюминия

Природные соединения алюминия (минералы):
• Корунд — Al2O3 (рубин, сапфир)
• Берилл — 3ВеО • Al2О3 • 6SiO2 (аквамарин, изумруд)
• Бокситы — Al2O3 • H2O
• Каолинит — Al2O3•2SiO2 • 2H2O (важнейшая составная часть глины)
• Глинозёмы — Аl2О3
• Нефелин Na2O •Al2O3 •2 SiO2
• Полевой шпат (ортоклаз) — K2O•Al2O3 •6SiO2
• Криолит — Na3AlF6
• Алуниты — KAl(SO4)2 • 2Al(OH)3

(Слайд 12)
Минерал корунд – очень твердая кристаллическая форма оксида алюминия, уступающая по твердости только алмазу. У него 40 разновидностей – красный, синий, зеленый, розовый, желтый и т. д. Ценные виды корунда– рубины и сапфиры. Чистый корунд бесцветен, драгоценные природные корунды содержат небольшие примеси d-металлов. Рубин окрашен в красный цвет ионами Au3+, сапфир окрашен в синий цвет ионами Со2+ , Ti 4+ ,Fe2+ , а фиолетовый аметист – ионами Mn2+,

зеленый цвет изумруду придают примеси хрома.
Промышленное значение имеют боксит, алунит и нефелины.
Месторождения алюминиевого сырья имеются на Урале, в Казахстане, Сибири и Башкирии.

Задание 4. (5 мин.)

- Составьте схему строения атома алюминия, запишите его электронную формулу.

(Слайд 13)

Ответы:

       1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

       

  2е 

  8е

  3е

Задание 5 (15  мин.)

(Слайд 14)

Студентам для исследования были предложены следующие реактивы и оборудование: алюминий, сера, вода, соляная кислота, оксид меди (+2), пробирки, пробиркодержатель, горелка, спички.

Коля и петя распределили реактивы и оборудование следующим образом:

Коля	Петя
Пробирки, алюминий, соляная кислота, вода, сера.	Алюминий, сера, вода, соляная кислота, оксид меди (+2), пробирки, пробиркодержатель, горелка, спички.

Какие опыты смогут провести мальчики? Составьте план решения задачи, используя слова-подсказки: реакция соединения, реакция замещения, взаимодействие с… . Составьте схемы реакций. Назовите продукты реакции и типы реакций.

Ответы: (Слайд 15) Самопроверка по слайду.

  Алюминий будет взаимодействовать со всеми этими веществами:

2Al + 3S → Al2S3- реакция соединения

  сульфид алюминия

2Al + 6H2O →2Al(OH)3 +3H2 – реакция замещения

  гидроксид алюминия  водород

2Al + 6HCI → 2AlCI3 +  3H2 – реакция замещения

  хлорид алюминия  водород

2Al + 3CuО → Al2О3 + 3Cu – реакция замещения

  оксид алюминия  медь

Преподаватель:

- Какое свойство алюминия записано в последней схеме? (Способность вытеснять из растворов солей менее активные металлы.)

(Слайд 16) Данное свойство называют алюмотермия – это процесс восстановления металлов из их оксидов алюминием. (Записывают в тетради.)

Задание 6. (5 мин.)

Преподаватель:

- Откройте учебник на стр.218. Выпишите в тетрадь особое свойство алюминия – взаимодействие со щелочами.

Ответ: (Слайд 17)

2Al + 6 KOH + 6 H2O → 2K3[Al(OH)6] + 3H2

Преподаватель:

- Какое соединение образуется в качестве основного продукта реакции? (Ответ: комплексное соединение.)

- Дайте название этому соединению.  Можете воспользоваться нашими записями  в тетрадях. (Ответ: гексагидроксоалюминат калия.)

-  В организме животных и человека алюминий содержится в виде микроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности, выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей – костной, соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления и регенерации; влияет на активность ферментов и пищеварительных желез. В тканях организма алюминий содержится в разных количествах – это зависит от того, где мы живём: как правило, в печени, костях и головном мозге его накапливается больше всего.

Алюминий называют иммунотоксичным элементом, но он входит в состав наших клеток – обычно в виде троекратно положительно заряженных ионов Al3+, и влияет на деятельность околощитовидных желез.

(Слайд 18)

Преподаватель:

- Алюминий образует два соединения Al2O3 и Al(OH)3, которые проявляют амфотерные свойства.

Задание 7 (10 мин.)

Преподаватель:

- Внимательно посмотрите видеосюжеты, демонстрирующие взаимодействие гидроксида алюминия с кислотой и щелочью. Каковы признаки химических реакций? Используя учебник на стр. 222, выпишите схемы реакций в тетрадь.

(Cлайд 19)

Ответ:

Al(OH)3 + 3HCI → AlCl3 + 3H2O – осадок растворился

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Задание 8. (15 мин.)

Преподаватель:

-Используя предложенный текст, составьте схему  «Применение алюминия»

В чистом виде алюминий используется в электротехнике.
• Изготовление проводов (лёгкость, электропроводность).
Электропроводность алюминия всего в 1,7 раза меньше, чем у меди, но он приблизительно в 3 раза легче, поэтому провода из алюминия с электросопротивлением, как у медных, имеют массу в 2 раза меньшую, при этом алюминий приблизительно в 2 раза дешевле. Правда, у алюминия как электротехнического материала есть неприятное свойство — из-за прочной оксидной плёнки его тяжело паять;
• Производство кухонной посуды, столов, стульев, алюминиевой фольги (нетоксичен, высокая теплопроводность);
! если вы готовите пищу в такой посуде, то должны знать, что она делится на легкую с толщиной дна 1,5мм, среднюю -2мм, тяжелую – 2,5мм и изготавливается из чистого алюминия или дюралюминия. В такой посуде нельзя хранить кислую капусту, кислое молоко блюда из картофеля. Длительное воздействие кислот и щелочей разрушает оксидную пленку на алюминии, и металл проникает в пищу. Не стоит увлекаться блюдами, запеченными в фольге, не рекомендуется хранить в ней продукты.
Гораздо чаще используются сплавы алюминия, в которых сохраняются его легкость и пластичность, но значительно повышаются прочность и жаростойкость. Сплавы алюминия легко поддаются обработке, сварке, поэтому являются основными конструкционными материалами в авто-, судо-, и авиастроении, при сооружении промышленных и жилых зданий. При изготовлении различной аппаратуры и посуды.
• Конструкционный материал (лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость);
• Цистерны для перевозки азотной кислоты.
• Изготовления зеркал (высокий коэффициент отражения в сочетании с дешевизной и лёгкостью напыления);
• Ювелирные изделия (когда алюминий был очень дорог, из него делали разнообразные ювелирные изделия. Мода на них сразу прошла, когда появились новые технологии его получения, во много раз снизившие себестоимость. Сейчас алюминий иногда используют в производстве бижутерии);
• Алюминий зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е173 (группа красителей), используется для подкрашивания тортов и различных видов драже, придают кондитерским изделиям серебристый цвет. Он не безопасен, разрешен в странах ЕС. Вещество хорошо сохраняет продукты от порчи и плесени;
• Высокоэффективное ракетное горючее;
• В составе бенгальских огней (современный искристый бенгальский огонь содержит азотнокислый барий в качестве окислителя, порошок алюминия или магния как горючее, декстрин или крахмал в качестве клея, а также оксидированные железные или стальные опилки для образования искр).
• Краска «серебрянка» (блеск в порошке);
• Восстанавливает металлы ( хром, никель, кобальт, ванадий, титан, марганец) из их оксидов (алюминотермия);
• Оксид алюминия (корунд) используется как абразивный материал для шлифовки и полировки металлов, искусственно выращенные монокристаллы рубина используются в лазерах, часовой и ювелирной промышленности. Из крупнокристаллического Аl2О3 делают опоры и подшипники в точных приборах;
• Хлорид алюминия AlCl3 применяют в качестве катализатора (?) в производстве очень многих органических веществ.
• Сульфат алюминия Al2(SO4)3 применяется для очистки воды, производства бумаги, а его кристаллогидрат Al2(SO4)3• 18 Н2О используется при протравном крашении хлопчатобумажным тканей.
• Алюмокалиевые квасцы КAl(SO4)2• 12 Н2О применяются для дубления кож в кожевенно-обувной промышленности.

Задание 9. (10 мин.)

(Слайд 20)

Преподаватель:

-  Вам было предложено в качестве домашнего задания найти в дополнительных источниках информацию на тему «Биологическая роль алюминия» . Каждая группа сейчас представит нам свою работу.
Группа 1. Содержание алюминия в организме человека массой 70 кг составляет 61 мг. Он находится во всех органах и тканях. Но больше всего его в печени, легких, костях и головном мозге. Алюминий принимает участие в построении эпителиальной и соединительной тканей и участвует в процессе регенерации костной ткани. Он активизирует действие пищеварительных ферментов и участвует в обмене фосфора.
Группа 2. Алюминий поступает в организм за счет продуктов питания, в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг алюминия. Из всего алюминия, поступающего в организм, с продуктами питания в ЖКТ всасывается от 2-4%, но он может поступать и через легкие. С возрастом в легких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями с потом, выдыхаемым воздухом, мочой, калом. Алюминий практически содержится во всех продуктах питания. Но в основном источниками содержания алюминия являются продукты растительного происхождения, в них алюминия в 50-100 раз больше чем в продуктах животного происхождения. Больше всего алюминия содержится в овсянке, горохе, пшенице, рисе, картофеле, авокадо. А в хлебе его много, потому что при выпечке используется алюминиевая посуда
Группа 3. Алюминий влияет на здоровье человека. При приготовлении пищи в такой посуде содержание алюминия в пищевых продуктах увеличивается вдвое, т. к. частички алюминия «соскребаются» со стенок кастрюли и постепенно в организм поступает немалое количество алюминия.
Внимание! Опасность!
Избыток алюминия приводит к нарушению минерального обмена. В больших концентрациях алюминий отрицательно действует на нервную систему и может вызвать судороги, снижение или потерю памяти, способствует развитию старческого атеросклероза, у детей замедляется развитие, поражается желудок, кишечник. В этом случае помогут крапива, хвощ полевой, препараты, содержащие янтарную кислоту.
Группа 4. При производстве алюминия негативное влияние на окружающую среду оказывают выделяющиеся вредные газы и отходы, так как алюминий относится к токсичным элементам. Безопасность природной среды может быть обеспечена, если будут разработаны новые технологии производства алюминия, очищаться сточные воды, строго контролироваться выбросы соединений алюминия.

  Рефлексия

  Цели этапа: целостное осмысление, присвоение и обобщение полученной

  информации. Выработка собственного отношения к изучаемому материалу. Анализ

  всего процесса изучения материала.

  Содержание педагогического взаимодействия.

  Деятельность преподавателя. Предлагает систематизировать знания с помощью

  составления синквейна. Предлагает оценить работу группы.

  Деятельность студентов. По-новому осмысливают информацию. Оценивают свою

  работу на занятии.

  Преподаватель:

  - А сейчас попробуйте обобщить всю имеющуюся у вас информацию об алюминии

  и его свойствах. Выполните задания.

  Задание 10. (5-7 мин.)

  Составить синквейн.

  Правила составления синквейна:

Первая строка — тема синквейна, заключает в себе одно слово (обычно

существительное или местоимение), которое обозначает объект или предмет, о

котором пойдет речь.

Вторая строка — два слова (чаще всего прилагательные или причастия), они дают

описание признаков и свойств выбранного в синквейне предмета или объекта.

Третья строка — образована тремя глаголами или

деепричастиями, описывающими характерные действия объекта.

Четвертая строка — фраза из четырёх слов, выражающая личное отношение

автора синквейна к описываемому предмету или объекту.

Пятая строка — одно слово-резюме, характеризующее суть предмета или объекта.

  Пример:

  Алюминий.

  Легкий, пластичный, активный.

  Плавится, блестит, восстанавливает.

  Используется в самолето и судостроении.

  Очень важный металл.

  Задание 11. (3 мин.)

  Оцените свою работу в группе.

Все ли члены группы работали активно? Комфортно ли работать в этой группе? Вернитесь к теме занятия. Все ли вы выполнили? Что было на занятии самым неожиданным? Осталось ли что-то непонятным?

  Преподаватель:

  - Запишите домашнее задание: по учебнику стр. 216 – 223, №№ 10, 11 на стр. 224.

  Спасибо за работу на занятии. До свидания.