Датский физик Ганс Эрстед () Впервые алюминий был получен им в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути.
Современное получение алюминия Современные метод получения был разработан независимо друг от друга: американцем Чарльзом Холлом и французом Полем Эру в 1886 году. Он заключается в растворении оксида алюминия в расплаве криолита с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых электродов.
Будучи студентом Оберлинского колледжа, он узнал, что можно разбогатеть и получить благодарность человечества, если изобрести способ получения алюминия в промышленных масштабах. Как одержимый, Чарльз проводил эксперименты по выработке алюминия путем электролиза криолитно-глиноземного расплава. 23 февраля 1886 года спустя год после окончания колледжа Чарльз получил с помощью электролиза первый алюминий. Холл Чарльз (1863 – 1914) американский инженер-химик
Поль Эру () – французский инженер - химик В 1889 году открыл алюминиевый завод во Фроне (Франция), став его директором, он сконструировал электродуговую печь для выплавки стали, названную его именем; он разработал также электролитический способ получения алюминиевых сплавов
Нахождение в природе Важнейшим на сегодня минералом алюминия является боксит Основной химический компонент боксита - глинозем (Al 2 O 3) (%).
Физические свойства мягкий легкий (с малой плотностью – 2,7 г/см 3) с высокой тепло- и электропроводностью легкоплавкий (температура плавления 660°C) серебристо-белый с характерным металлическим блеском Занимает 1-е место в земной коре среди металлов Совокупность этих важных свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов Э Т О В А Ж Н О:
С серой, образуя сульфид алюминия: 2Al + 3S = Al 2 S 3 с азотом, образуя нитрид алюминия: 2Al + N 2 = 2AlN с углеродом, образуя карбид алюминия: 4Al + 3С = Al 4 С 3 с хлором, образуя хлорид алюминия: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 Химические свойства с кислородом, образуя оксид алюминия: 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 Взаимодействие с простыми веществами:
Химические свойства 1. с водой (после удаления защитной оксидной пленки) 2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 2. с растворами щелочей (с образованием тетрагидроксоалюмината) 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 3. c соляной и разбавленной серной кислотами: 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 2Al + 3H 2 SO 4 (разб) = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 4. с оксидами менее активных металлов (алюминотермия) 8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe 2Al + Cr 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Cr Взаимодействие со сложными веществами:
Вставьте пропущенные слова в текст: Проверьте себя: Алюминий – это металл, у которого в соединениях степень окисления равна. В природе он встречается в виде. +3 оксида алюминия Алюминий может вступать в реакцию с, образуя гидроксид алюминия, который обладает. водой амфотерностью Алюминий вступает в реакцию для восстановления менее активных металлов из их оксидов алюминотермии
Ссылки на источники информации и изображений: Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман - Химия 9 класс
Продолжить формирование представлений о химическом элементе и простом веществе алюминии, нахождении его в природе; строении атома, физических и химических свойствах, применении алюминия и его сплавов. Совершенствовать умение записывать уравнения хи- мических реакций, характеризующих химические свойства алюминия, особенности его вза- имодействия со щелочами.Продолжить формирование представлений об амфотерности на примере оксида и гидроксида алюминия, применении соединений алюминия. Развивать и совершенствовать умения составлять уравнения в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Совершенствовать экспериментальные умения на примере доказательства амфотерного характера гидроксида алюминия.
Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку "Алюминий и его соединения"»
Алюминий и его соединения
Положение в Периодической системе
- Алюминий располагается в 3 периоде, в IIIА - группе.
- Порядковый номер элемента – 13
- Относительная атомная масса – 27
- Алюминий – металл, соединения которого обладают амфотерными свойствами.
Строение атома алюминия
- Заряд ядра атома алюминия +13
- В атоме 3 энергетических уровня
- Электронная оболочка атома алюминия содержит
s- и p-электроны
- На внешнем электронном уровне 3 электрона (2 – спаренных s-электрона и 1 – неспаренный p-электрон)
Нахождение в природе
- По распространенности в земной коре алюминий занимает 3-е место после кислорода и кремния среди всех атомов и 1-е место - среди металлов. Встречается только в составе соединений.
Получение алюминия
- Впервые алюминий был получен датским физиком Гансом Эрстедом в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути. Название элемента образовано от лат. aluminis - квасцы .
AlCl 3 + 3K = 3KCl + Al
- В настоящее время алюминий получают электролизом оксида:
2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2 – 3352 кДж
Физические свойства
- плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м3;
- t пл 660,24°С;
- t кип около 2500°С;
Алюминий сочетает весьма ценный комплекс свойств: малую плотность, высокие теплопроводность и электрическую проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость, обладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до 90% падающей световой энергии).
Химические свойства
- Окисляется на воздухе :
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
3 O 2 0 + 4ē → 2O -2 восстановление, окислитель
- Вытесняет водород из воды
2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2
4 Al 0 - 3 ē → Al +3 окисление, восстановитель
3 2H +1 + 2ē → H 2 0 восстановление, окислитель
Химические свойства
- Взаимодействует с кислотами:
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
2Al + 6H + + 6Cl - = 2Al 3+ + 6Cl - + 3H 2
2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2
- Взаимодействует со щелочами:
2Al + 2H 2 O + 2NaOH = 2NaAlO 2 + 3H 2
2Al + 2H 2 O + 2Na + + 2OH - = 2Na + + 2AlO 2 - + 3H 2
2Al + 2H 2 O + 2OH - = 2AlO 2 - + 3H 2
Химические свойства
- Вытесняет металлы из их оксидов
(алюминотермия):
8Al + 3Fe 3 O 4 = 9Fe + 4Al 2 O 3
8 Al 0 - 3 ē → Al +3 – окисление, восстановитель
3 24 Fe +2 + 2ē → Fe 0 – восстановление, ок-ль
3 2Fe +3 + 6ē → 2Fe 0 – восстановление, ок-ль
Соединения алюминия. Оксид
- Очень твердый порошок белого цвета.
- Образуется:
а) при окислении или горении алюминия:
4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3
б) в реакции алюминотермии:
2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3
в) при термическом разложении гидроксида:
2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + H 2 O
Химические свойства оксида алюминия
Al 2 O 3 по характеру амфотерный оксид.
Взаимодействует:
а) с кислотами:
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6H + + 3SO 4 2- = 2Al 3+ + 3SO 4 2- + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2 O
б) со щелочами:
Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6Na + + 6OH - = 6Na + + 2AlO 3 3- + 3H 2 O
Al 2 O 3 + 6OH - = 2AlO 3 3- + 3H 2 O
Гидроксид алюминия
- Белый нерастворимый в воде порошок
- Проявляет амфотерные свойства.
- Взаимодействует:
а) с кислотами:
Al(OH) 3 + 3HNO 3 = Al(NO 3) 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3H + + 3NO 3 - = Al 3+ + 3NO 3 - + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3H + = Al 3+ + 3H 2 O
б) со щелочами:
Al(OH) 3 + 3KOH = K 3 AlO 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3K + + 3OH - = 3K + + AlO 3 3- + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3OH - = AlO 3 3- + 3H 2 O
Используя схему, напишите уравнения реакций 1 - 9
Al 2 (SO 4 ) 3
Al 2 O 3
Al(OH) 3
H 3 AlO 3
Алюминий и его соединения
Я - металл незаменимый, Очень летчиком любимый, Легкий, электропроводный, А характер - переходный
Пли́ний Ста́рший - древнеримский писатель – эрудит.
Существует легенда о том, как 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.
- В XIX веке на императорских приёмах -------- посуда была самой престижной. Наполеон III устроил однажды банкет, на котором особо почётным гостям выдали ____ ложки и вилки. Гости попроще удостоились обычными для императорского двора золотыми и серебряными приборами. К тому же, только у сына Наполеона III была дорогая по тем временам ______________погремушка».
Д.И Менделеев
В период открытия этого металла он был дороже золота . Англичане, решив почтить богатым подарком великого русского химика Д. И Менделеева, подарили ему химические весы, в которых одна чаша была изготовлена из золота, а другая из ... Чаша из этого металла стала дороже золотой. Полученное «серебро» из глины заинтересовало не только ученых, но и промышленников и даже императора Франции
Из глины я обыкновенной,
Но я на редкость современный. Я не боюсь электротока, Бесстрашно в воздухе лечу; Служу на кухне я без срока - Мне все задачи по плечу. Горжусь своим я именем: Зовусь я...........
В 1860-е годы каждая парижская модница непременно должна была иметь в своем наряде хотя бы одно украшение из алюминия - металла, ценившегося выше серебра и золота
«Этому металлу суждено великое будущее».
Чернышевский Н. Г.
Он важен, это - несомненно.
Он нужен нам всенепременно.
Красавец серебристый, легкий,
Проводит ток, пластичный, ковкий.
Не зря его крылатым называют,
О нем все люди на планете знают.
Металл сей вызывает восхищенье,
И уникальность свойств находит примененье.
Простое вещество
Химический элемент
Физические свойства
Положение в ПТХЭ
История открытия
Простое вещество
Химический элемент
Строение атома
Химические свойства
Нахождение в природе
Применение
Получение
2. Атомная масса (Аr)
а) порядковый номер;
б) номер периода;
в) четный или нечетный ряд;
г) номер группы;
д) подгруппа.
4. Строение атома:
а) заряд ядра;
б) состав ядра;
в) число электронных слоев;
г) общее число электронов (ē);
д) электронная конфигурация атома;
е) число электронов в наружном слое;
ж) графическое изображение наружного слоя; валентность; степень окисления;
з) является ли этот слой завершенным или нет.
Алюминий - химический элемент положение в периодической системе и строение атома
1. Химический знак (металл или неметалл)
2. Атомная масса (Аr)
3. Положение элемента в периодической системе:
- порядковый номер;
- номер периода;
- четный или нечетный ряд;
- номер группы;
- подгруппа.
Al (металл)
Нечётный
А (главная)
Алюминий - строение атома
3 p
3 p
3 s
3 s
2 p
2 p
2 s
2 s
1 s
1 s
Краткая электронная запись:
Алюминий
Степень окисления
Группы элементов
Восстановительные
Электрохимический ряд напряжений металлов
Li, K, Ca, Na, Mg, Al , Cr, Zn, Fe, Co, Pb,H 2 ,Cu,Hg,Ag
Ослабление восстановительных свойств
Al" width="640"
4. Строение атома:
- заряд ядра;
- состав ядра;
- число электронных слоев;
- общее число электронов (ē);
- электронная конфигурация атома;
- число электронов в наружном слое;
- графическое изображение наружного слоя; валентность; степень окисления;
- Является ли этот слой завершенным или нет.
5. Формулы высшего оксида, его гидроксида, и их химическая характеристика.
6. Формулы газообразных водородных соединений, если элемент их образует.
7. Металлические или неметаллические свойства у элемента наиболее ярко выражены.
8. Сравнение свойств данного элемента со свойствами элементов-соседей по периоду и подгруппе.
13p + , 14n 0
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
Al 2 O 3 - амфотерный, Al (OH) 3 - амфотерный
Металлические
Строительство
Алюминий и его сплавы применяются в промышленном и гражданском строительстве при изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. конструкций.
АЛЮМИНИЙ В РАКЕТНОМ ТОПЛИВЕ.
При сгорании алюминия в кислороде и фторе выделяется много тепла. Поэтому его используют как присадку к ракетному топливу. Ракета "Сатурн" сжигает за время полёта 36 тонн алюминиевого порошка. Идея использования металлов в качестве компонента ракетного топлива впервые высказал Ф. А. Цандер.
Осторожно!!! Алюминий
Алюминиевая посуда и под воздействием кипящего молока и вареных овощей в микроскопических дозах отщепляется от емкости и благополучным образом проникает в наш желудок. Так что лучше воздержаться от хранения каких-либо продуктов в алюминиевых приборах.
Если приготовление пищи в такой посуде происходит на протяжении многих лет, то, по мнению специалистов в организме на протяжении всего этого времени накапливается достаточное количество алюминия, которое способно вызвать заболевание анемии, почек, печени, а также спровоцировать неврологические расстройства.
По некоторым исследованиям поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии болезни Альцгеймера
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Cr Zn Fe Co Sn Pb H2 Cu Hg Au
- Рассмотрите электрохимический ряд металлов.
- В каком виде (в свободном или в соединении)
находится алюминий в природе?
Нахождение в природе
Алюминий – самый распространенный в природе элемент, по содержанию в земной коре (8%) находится на третьем месте после кислорода и кремния.
Бокситы – Al 2 O 3 H 2 O
Нефелины – KNa 3 4
Глиноземы - Al 2 O 3
Ca 3 Al 2 (SiO 4) 3
Be 3 Al 2 Si 6 O 18
сапфир
рубин
AL 2 O 3
Глинозём
Корунд
Боксит
Применение сапфиров и рубинов
знаменитые сапфиры английской королевской семьи
Д.И Менделеев
« алюминий есть самый распространенный в природе; достаточно указать на то, что он входит в состав глины , чтоб ясно было всеобщее распространение алюминия в коре земной. Алюминий, или металл квасцов (alumen ), потому и называется иначе глинием, что находится в глине».
физические свойства
Алюминий является рекордсменом по многим параметрам. Перечислите их
- Возьмите алюминиевую проволоку, рассмотрите ее, попробуйте изменить ее форму. На основании наблюдения и вашего жизненного опыта охарактеризуйте физические свойства алюминия и запишите их. В случае затруднения поставьте знак вопроса напротив соответствующего свойства.
Общие физические свойства:
- 1. агрегатное состояние;
- 2. цвет;
- 3. металлический блеск;
- 4. запах;
- 5. пластичность;
- 6. электропроводность;
- 7. теплопроводность;
- 8. растворимость в воде.
Индивидуальные физические свойства:
- 9. плотность 2,698 г/см 3
- 10. температура плавления 660,4 °С
- 11. температура кипения 2466,9 °С
- 12. легко поддается обработке
- 13. образует легкие и прочные сплавы
Э Т О В А Ж Н О
Совокупность этих свойств позволяет отнести алюминий к числу важнейших технических материалов
Алюминий как простое вещество химические свойства
Если поверхность алюминия потереть солью ртути, то происходит реакция:
2Al + 3HgCl2 = 2AlCl3 + 3Hg
Выделившаяся ртуть растворяет алюминий, образуя амальгаму.
Химические свойства
взаимодействие с простыми веществами
рыхлый порошок
лишенный защитной пленки
+3O 2
оксид алюминия
+3Cl 2
хлорид алюминия
t 200 +3S
сульфид алюминия
t 500 + P
фосфид алюминия
t 800 +N 2
нитрид алюминия
+Н 2
взаимодействие с водой
Если в отсутствии воздуха удалить с поверхности алюминия оксидную пленку, то он активно реагирует с водой.
2Al + 6H 2 O=2H 2 + 2Al(OH) 3
Химические свойства
взаимодействие со сложными веществами
2. Легко взаимодействует с разбавленными кислотами
2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2
2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2
8Al + 30HNO 3 = 8Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O
(в качестве продукта восстановления азотной кислоты
также может быть азот и нитрат аммония)
3. Концентрированная серная и азотная кислоты пассивируют алюминий (образуется плотная оксидная пленка), реакция протекает при нагревании.
2Al + 6H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Al + 6HNO 3 = Al(NO 3 ) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
взаимодействие со щелочами
2Al + 2NaOH + 6H 2 O=2Na + 3H 2
1. 2NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O=2Na
2. 2Al + 6H 2 O=3H 2 +2Al(OH) 3
3. NaOH + Al(OH) 3 =Na
ХИМИЧЕСКИЙ ХАМЕЛЕОН
AlCl 3 +3NaOH= Al(OH) 3 +3NaCl
Осадок исчезает
Осадок исчезает
Реагирует как кислота
Реагирует как основание
Амфотерный гидроксид
Как основание:
Al(OH) 3 + 3HCl ® AlCl 3 + 3H 2 O
Как кислота
Al(OH) 3 + NaOH ® Na
Как нерастворимый гидроксид
2Al(OH) 3 – t° ® Al 2 O 3 + 3H 2 O
Гель из гидроксида алюминия входит в состав лекарст для лечения болезней желудка.
Гидроксид алюминия используется для очистки воды, т. к. обладает способностью поглощать различные вещества.
Оксид алюминия в виде корунда используется как образивный материал для обработки металлических изделий.
Оксид алюминия в виде рубина широко используется в лазерной технике.
Оксид алюминия применяется в качестве катализатора, для разделения веществ в хроматографии.
Хлорид алюминия AlCl3 – катализатор в производстве органических веществ.
Соли алюминия
Нерастворимые в воде:
Растворимы в воде
фосфаты
Разлагаются водой: сульфиты, сульфиды
Al 2 S 3 + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Соли неустойчивых алюминиевых кислот- ортоалюминиевой Н 3 AlO 3 и метаалюминиевой НAlO 2 называют алюминатами
Природные алюминаты : благородная шпинель и драгоценный хризоберилл
Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O
Алюминий
«Он яркой звездой загорится, Белый и легкий металл, В 13-й клетке таблицы Почетное место занял. Для легкости в сплавы дается, Мощь самолетов создал. Тягуч и пластичен, отлично куется Серебряный этот металл. В составе багровых рубинов, В сапфировой сине огней, В серой обыденной глине В виде наждачных камней, Всюду металл тот я вижу, В отчетливой клетке из линий. К веку легчайших металлов идет Наш чудесный металл».
Э Т О И Н Т Е Р Е С Н О:
- Алюминий найдет свое место и в производстве новой так называемой «умной» одежды . Уже сейчас производители создали ткань, покрытую тонким слоем этого металла, которая получила название алюминированная ткань.
Обладая интересными свойствами, такими как последовательное согревание и охлаждение, она может
применяться в различных областях.
Например, если на окне висят занавески, выполненные из этой ткани, то они будут отражать тепловые лучи в жаркие дни, но пропустят свет. Таким образом, в комнате будет прохладно и светло. Зимой занавески можно перевернуть металлической стороной в комнату, это позволит вернуть тепло в помещение. Такую ткань можно считать универсальной - обладатель плаща из нее может не опасаться ни зноя, ни холода. При этом в зависимости от погоды плащ нужно перевернуть той или иной стороной.
Какие из соединений вступят в реакцию с алюминием:
Cl 2
K 2 O
CuSO 4
H 2 O
S
BaSO 4
HCL
Fe 2 O 3
Cr
Используя схему, напишите уравнения реакций 1 - 9
Al 2 (SO 4 ) 3
Al 2 O 3
Al(OH) 3
H 3 AlO 3
Алюминий – положение в ПТХЭ
Характеристика
Впервые получен в 1825 году Гансом Эрстедом.
В Периодической системе расположен в 3 периоде,
В природе встречается только в виде соединений.
IIIА-группе .
Серебристо-белый, легкий металл. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.
1 слайд
2 слайд
Общая характеристика Алюминий - это легкий и пластичный белый металл. Относится к III группе периодической системы, обозначается символом Al, имеет атомный номер 13 и атомную массу 27. Температура его плавления составляет 660°. Алюминий чрезвычайно распространен в природе: по этому параметру он занимает 3 место среди всех элементов и первое - среди металлов (8,8% от массы земной коры), но не встречается в чистом виде.
3 слайд
Важнейшим на сегодня минералом алюминия является боксит Основной химический компонент боксита – глинозем(Al2O3) (28-80%) По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре по данным различных исследователей оценивается от 7,45 до 8,14 %
4 слайд
Физические свойства мягкий легкий (с малой плотностью – 2,7 г/см3) с высокой тепло- и электропроводностью легкоплавкий (температура плавления 660°C) серебристо-белый с характерным металлическим блеском
5 слайд
Алюминий восстанавливает все элементы, находящиеся справа от него в электрохимическом ряду напряжения металлов, простые вещества – неметаллы. Из сложных соединений алюминий восстанавливает ионы водорода и ионы менее активных металлов. Однако при комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется, поскольку его поверхность покрыта защитной оксидной плёнкой.
6 слайд
с серой, образуя сульфид алюминия: 2Al + 3S = Al2S3 с азотом, образуя нитрид алюминия: 2Al + N2 = 2AlN с углеродом, образуя карбид алюминия: 4Al + 3С = Al4С3 с хлором, образуя хлорид алюминия: 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 Химические свойства с кислородом, образуя оксид алюминия: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 Взаимодействие с простыми веществами:
7 слайд
8 слайд
Впервые алюминий был получен им в 1825 году действием амальгамы калия на хлорид алюминия с последующей отгонкой ртути Датский физик Ганс Эрстед (1777-1851) Из истории открытия: В период открытия алюминия - 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.
9 слайд
Современный метод получения Современный метод получения заключается в растворении оксида алюминия в расплаве криолита с последующим электролизом с использованием расходуемых коксовых или графитовых электродов.
