Презентация к уроку "алюминий и его соединения". Оксид алюминия Презентация на тему алюминий в природе

Слайд 3

• По некоторым исследованиям поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии болезни Альцгеймера

Слайд 4

Впервые алюминий был получен Гансом Эрстедом в 1825 году

Слайд 5

• современный способ получения состоит в растворении оксида алюминия Al2O3 в расплаве криолита Na3AlF6

Слайд 6

Физические свойства:

• металл серебристо-белого цвета
• лёгкий, плотность 2,7 г/см³
• температура плавления у технического алюминия - 658 °C, у алюминия высокой чистоты - 660 °C
• температура кипения - 2500 °C
• обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью

Слайд 7

Нахождение в природе

В природе алюминий встречается только в соединениях:

• Бокситы - Al2O3 H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
• Нефелины - KNa34
• Алуниты - KAl(SO4)2 2Al(OH)3
• Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
• Корунд - Al2O3
• Полевой шпат (ортоклаз) - K2O×Al2O3×6SiO2
• Каолинит - Al2O3×2SiO2 × 2H2O
• Алунит - (Na,K)2SO4×Al2(SO4)3×4Al(OH)3
• Берилл - 3ВеО Al2О3 6SiO2

Слайд 8

• При нормальных условиях алюминий покрыт тонкой и прочной оксидной плёнкой и потому не реагирует с классическими окислителями

Слайд 9

Слайд 10

Применение:

• широко применяется как конструкционный материал
• производство кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки
• Широко применяется для изготовления монет

Слайд 11

Применение в промышленности:

• Благодаря комплексу свойств широко распространён в тепловом оборудовании.
• Алюминий и его сплавы сохраняют прочность при сверхнизких температурах. Благодаря этому он широко используется в криогенной технике.
• Высокий коэффициент отражения в сочетании с дешевизной и лёгкостью напыления делает алюминий идеальным материалом для изготовления зеркал.
• В производстве строительных материалов как газообразующий агент.
• Алитированием придают коррозионную и окалиностойкость стальным и другим сплавам, например клапанам поршневых ДВС, лопаткам турбин, нефтяным платформам, теплообменной аппаратуре, а также заменяют цинкование.
• Сульфид алюминия используется для производства сероводорода.
• Идут исследования по разработке пенистого алюминия как особо прочного и лёгкого материала.

Слайд 12

Применение в качестве восстановителя

• Как компонент термита, смесей для алюмотермии
• Алюминий применяют для восстановления редких металлов из их оксидов или галогенидов.
• Термитная смесь на основе оксида железа (III)

Слайд 13

Сплавы на основе алюминия

• Алюминиево-магниевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошо свариваются; из них делают, например, корпуса быстроходных судов.
• Алюминиево-марганцевые сплавы во многом аналогичны алюминиево-магниевым.
• Алюминиево-медные сплавы (в частности, дюралюминий) можно подвергать термообработке, что намного повышает их прочность. К сожалению, термообработанные материалы нельзя сваривать, поэтому детали самолётов до сих пор соединяют заклёпками. Сплав с бо́льшим содержанием меди по цвету внешне очень похож на золото, и его иногда применяют для имитации последнего.
• Алюминиево-кремниевые сплавы (силумины) лучше всего подходят для литья. Из них часто отливают корпуса разных механизмов.
• Комплексные сплавы на основе алюминия: авиаль.
• Алюминий переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 1,2 Кельвина

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Cлайд 13

Cлайд 14

Cлайд 15

Cлайд 16

Cлайд 17

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.

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

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.