Нахождение металлов в природе и общие способы их получения.

Урок 47. Нахождение металлов в природе и общие способы их получения.

Цель урока. Познакомить учащихся с природными соединениями металлов и с самородными металлами. Сформировать понятие о минералах, рудах и металлургии и ее разновидностях – пиро-, гидро- и электрометаллургии.

Образовательные задачи:

• применение обобщения знаний, умений и навыков в новых условиях – создание проблемной ситуации;

• контроль и самоконтроль знаний, умений и навыков с помощью домашней работы;

• уметь устанавливать существенные признаки, являющиеся основой различных классификаций;

• уметь устанавливать причинно-следственные связи между «составом», «химическими свойствами», «получением металла».

Развивающие задачи:

• развитие умений сравнивать, обобщать, правильно формулировать задачи и излагать мысли;

• развитие логического мышления, внимания и умения работать в проблемной ситуации.

Воспитательные задачи:

• формирование у учащихся познавательного интереса к химии;

• воспитание таких качеств характера, как настойчивость в достижении цели;

• воспитание интереса и любви к предмету через содержание учебного материала, умение работать в коллективе, взаимопомощи, культуры общения.

Оборудование: коллекция руд железа, алюминия, мел, железо, раствор сульфата меди, таблицы «Доменный процесс», « Доменная печь», «Процессы выплавки стали в конвертере, в дуговой печи», «Электрохимическое получение алюминия», фарфоровая ступка, компас.

Ход урок

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Фронтальный опрос

1. Расскажите, как располагаются в ПС металлы и неметаллы.

2. Сколько электронов обычно имеют металлы на внешнем энергетическом уровне?

3. Как изменяются металлические свойства в периоде и группе?

4. Опишите физические свойства металлов.

III. Изучение новой темы:

Природные соединения металлов

В природе металлы встречаются чаще всего в виде соединений (метал­лических руд). Объясняется это высокой химической активностью метал­лов. Вопрос обучающимся: «Могут ли металлы находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии, т. е. в виде М°? Если могут, то, какие это металлы?» Ответ очевиден, что это металлы низкой химической активности. Обобщаем, что металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества (самородки) или в виде слож­ного вещества. Запись в тетрадях:

1. Благородные металлы — Аи, Pt, встречаются в природе только в сво­бодном виде.

2. в самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово;

3. Некоторые металлы встречаются и в свободном виде и в виде соеди­нений (Sn, Cu, Hg, Ag).

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганичес­ких кислот: хлоридов, нитратов, сульфатов, сульфидов, карбонатов, а так­же оксидов.

Природные соединения алюминия

Природные химические соединения металлов называют минералами. минералы, содержащие  в количествах. пригодных для получения в промышленности, называют рудами.
На основании вышесказанного можно составить следующий логический ряд, указывая ключевые слова. Один ученик работает у доски с помощью учителя, класс записывает в тетради

Формы существования металлов в природе

Металл   –– минерал   ––    руды
                        Природное        Природное химическое соединение, содержащее
                        химическое       металл в количествах, пригодных
                        соединение      

Получение металлов

Вопрос обучающимся: Как вы думаете, ребята, какой основной химический процесс ле­жит в основе получения металлов?

• Большинство металлов встречаются в природе в составе соеди­нений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления М^+п, значит для того чтобы их получить в виде М°, необходимо про­вести процесс восстановления.

Сообщаем, что получением металлов из их соединений занима­ется важнейшая отрасль промышленности, называемая металлургией. Но прежде чем восстановить природное соединение металла необходимо пе­ревести его в форму доступную для обработки. Это может быть обжиг руд для перевода металла в оксид его или растворение нерастворимых соедине­ний: обработка кислотами, содой и др. Катионы металлов М^+п в металлур­гических процессах являются окислителями. Восстановителями выступают следующие вещества: С (уголь), Н₂, СО, Al, Mg, активные ме­таллы — ЩМ, ЩЗМ, электрический ток.

Знакомим ребят с общими способами получения металлов:

Пирометаллургия — это восстановление металлов из их руд, происходя­щее при высоких температурах. Примеры:

Обжиг (окисление): 2PbS + ЗО₂ = 2РЬО + 3SO₂↑

Плавка (восстановление): РЬО + Н₂ = Pb + Н₂О

Восстановление металлов из их оксидов более активным металлом – алюминием (алюмотерапия).

3MnO₂ + 4Al = 2Al₂O₃ + 3Mn

Гидрометаллургия — это методы восстановления металлов из растворов

их солей другими более активными металлами:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + Н₂О

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Сu

Этим способом получают следующие металлы: Ag, Au, Zn, Zn, Mo.

Электрометаллургия — это методы восстановления металлов с по­мощью электрического тока. Данный метод основан на электролизе растворов или расплавов соединений металлов. Наиболее активные металлы получают электролизом расплавов их соединений:

2КС1(расплав) →2K° + С12↑

Таким способом получают активные металлы (ЩМ, ЩЗМ, алюминий).

IV. Закрепление темы

1. Назовите, в каком виде встречаются металлы в природе?  (Металлы встречаются в природе как в чистом виде. так и виде соединений) 
2. Как это связано с химической активностью металлов? (Малоактивные металлы  встречаются в свободном виде: золото, платина; более активные металлы встречаются как в самородном виде, так и в соединениях – серебро – олово; активные металлы – от олова до лития  встречаются только в виде соединений)
3. Какая таблица отражает эти закономерности нахождения металлов в природе? (Электрохимический ряд напряжения  металлов.)

V. Домашнее задание.

§ 40, зад. 1,2

3