9 класс. Химия. Тема урока: Общие способы получения металлов. Сплавы. Вычисления по уравнениям химических реакций, если один из реагентов содержит примеси

9 класс. Химия.

Тема урока: Общие способы получения металлов. Сплавы. Вычисления по уравнениям химических реакций, если один из реагентов содержит примеси

Здравствуйте!

Запишите прописью дату и тему урока.

Изучите:

Понятие о металлургии: общие способы получения металлов

Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. Различают черную и цветную металлургию.

Черная металлургия — это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.).

Цветная металлургия — производство  остальных металлов и их сплавов.

Широкое применение находят сплавы металлов. Наиболее распространенные сплавы железа — чугун и сталь.

Чугун — это сплав железа, в котором содержится 2-4 масс. % углерода, а также кремний, марганец и небольшие количества серы и фосфора. 

Сталь — это сплав железа, в котором содержится 0,3-2 масс. % углерода и небольшие примеси других элементов.

Легированные стали — это сплавы железа с хромом, никелем, марганцем, кобальтом, ванадием, титаном и другими металлами. Добавление металлов придает стали дополнительные свойства. Так, добавление хрома придает сплаву прочность, а добавление никеля придает стали пластичность.

Основные стадии металлургических процессов:

1. Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей)

2. Получение металла или его сплава.

3. Механическая обработка металла

2. Получение активных металлов

 Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) классическими «химическими» методами получить из соединений нельзя. Такие металлы в виде ионов — очень слабые окислители, а в простом виде — очень сильные восстановители, поэтому их очень сложно восстановить из катионов в простые вещества. Чем активнее металл, тем сложнее его получить в чистом виде — ведь он стремится прореагировать с другими веществами.

Получить такие металлы можно, как правило, электролизом расплавов солей, либо вытеснением из солей другими металлами в жестких условиях.

Натрий в промышленности получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl = 2Na + Cl₂

Калий получают пропусканием паров натрия через расплав хлорида калия при 800°С:

KCl + Na = K↑ + NaCl

Литий можно получить электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl = 2Cs + CaCl₂

Магний получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

MgCl₂  →  Mg + Cl₂

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

CaCl₂ → Ca + Cl₂

Барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200 °C:

4BaO+ 2Al = 3Ba + Ba(AlO₂)₂

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al₂O₃ в криолите Na₃AlF₆:

2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

Алгоритм решения задач с использованием веществ, содержащих примеси

. Что такое примеси? (Вещество, которое содержит посторонние компоненты, является смесью, а сами компоненты называются примесями)

2. Что такое технический образец? (Вещество, содержащее примеси, называется техническим образцом, или просто образцом)

Запишите:

3. Как определить массовую долю примесей? (Массовая доля примесей – это отношение массы примесей к массе образца). Запишите формулу:

Если нужно выразить массовую долю основного вещества в образце, то следует массу основного вещества разделить на массу всего образца. Запишите формулу:

Определение массы (объема) вещества по известной массе другого вещества, содержащего определенную долю примесей.

Помните:

1.Особенность данного типа задач в том, что сначала необходимо вычислить массу чистого вещества в смеси.

2.В условии задачи в роли смеси может выступать руда, технический образец вещества, раствор.

Порядок решения задачи:

1) Прочитайте задачу, запишите краткое условие.

2) Определите массу чистого вещества по формуле: mв-ва= mсмеси * ωв-ва.

3) Напишите уравнение реакции.

4) Найдите количества веществ, данных в задаче, по уравнению и по условию.

5) Произведите необходимые расчёты и запишите ответ.

Запишите:

Задача №1 Рассчитайте объем водорода, выделившегося при взаимодействии с соляной кислотой 325 г цинка, содержащего 20% примесей.

Д а н о: Р е ш е н и е:

mтехнич.(Zn)= 325 г 1) ω (Zn)= 100%-20%=80% (0,8);

ωприм.= 20% (0,2) m (Zn)= 325 * 0,8 = 260 г

V(Н2)= ? n (Zn) = 260г : 65 г/моль = 4 моль.

по условию: 4 моль Х моль

2) Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

по уравнению: 1 моль 1 моль

Х= 4 моль

V(Н2) = Vm * n(Н2); V(Н2) = 22,4 л/моль * 4 моль = 89,6 л.

Ответ: V(Н2) =89,6 л.

Письменно решите задачу:

При действии на смесь меди и железа массой 20 г избытком соляной кислоты, выделилось 5,6 г газа (н.у). Определите массовые доли металлов в смеси.