☰ Содержание · Химия

Алюминий

Уроки 27–28 · 2 урока · И.Р. Аскаров, К. Гопиров, Н.Х. Тухтабоев. Химия, 9 класс, переработанное 4-е издание. НМИУ «O‘zbekiston», Ташкент, 2019
27

Алюминий

Учебник: с. 121–123
ЦельЗнать, где алюминий встречается в природе, как его получают (электролиз расплава глинозёма в криолите) и как его применяют.
Новые слова
алюминий · aluminiyбоксит · boksitкриолит · kriolitглинозём · aluminiy oksid (glinozyom)
Объяснение

Алюминий находится в главной подгруппе III группы, 3-м периоде, имеет 3 электрона на внешнем слое и проявляет в соединениях степень окисления +3 (Al³⁺). Это самый распространённый металл в земной коре, и в природе он встречается только в виде соединений: боксит, алунит, каолин (глина), полевой шпат. В промышленности из боксита выделяют чистый Al₂O₃ (глинозём) и подвергают электролизу в растворе в расплавленном криолите Na₃AlF₆ при температуре около 950 °C, так как криолит резко понижает температуру плавления. На катоде Al³⁺ + 3e⁻ → Al; на аноде выделяется кислород и сжигает угольный анод до CO₂; суммарное уравнение 2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂ (электролиз). Процесс требует очень много электроэнергии, поэтому его проводят там, где электроэнергия дешёвая. Алюминий лёгкий (плотность около 2,7 г/см³) и хорошо проводит электрический ток и тепло, поэтому из него делают провода, детали самолётов и автомобилей, посуду и фольгу.

Примеры
2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂: 204 г (2 моль) Al₂O₃ дают 108 г (4 моль) Al, значит, 102 г Al₂O₃ дают 54 г Al.
Для получения 1 моль Al на катоде нужно 3 моль электронов (Al³⁺ + 3e⁻ → Al); для 2 моль Al нужно 6 моль электронов.
Работа в классе

Найдите алюминиевые предметы (провод, фольга, посуда, оконная рама) и составьте таблицу: «Предмет» и «Свойство, делающее его пригодным» (лёгкость, теплопроводность, устойчивость к коррозии). Не проверяйте алюминий кислотами или щелочами дома.

Упражнения
1
Встречается ли алюминий в природе в свободном виде? Какие его минералы вы знаете?
2
Сколько граммов Al получается при электролизе 306 г Al₂O₃? (M(Al₂O₃) = 102, A(Al) = 27)
3
Что происходит на катоде и на аноде?
4
Почему Al₂O₃ растворяют в криолите?