«Металлы в природе, способы получения металлов»
Урок химии в 9 классе
Учитель химии Бабатова А.Н.
Цели урока: Познакомить с природными соединениями металлов; сформулировать понятие о самородных металлах, минералах и рудах; ознакомить с металлургией и ее видами: пиро-, гидро-, электрометаллургией.
Образовательная: дать определения понятий самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пиро-, гидро- и электрометаллургия; важнейшие минералы металлов.
Развивающая: научить характеризовать основные этапы различных видов металлургического производства.
Воспитывающая: сформировать ЗУН для экологически грамотного поведения в окружающей среде и в быту.
Планируемые результаты:
Предметные: Знать определения понятий самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пиро-, гидро- и электрометаллургия; важнейшие минералы металлов.
Метапредметные: Уметь характеризовать основные этапы различных видов металлургического производства.
Личностные: Использовать ЗУН для экологически грамотного поведения в окружающей среде и в быту.
Термины: самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия.
Оборудование: Коллекция руд металлов, природные соединения различных металлов из числа имеющихся в лаборатории веществ.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: комбинированный урок.
Ход урока
1.Организационный момент: Приветствие учащихся, проверка отсутствующих.
2.Актуализация знаний: проводится опрос по ранее изученной теме.
Фронтальный опрос
-Какими металлами можно восстановить водород из раствора соляной кислоты?
-Можно ли хранить в железной посуде растворы солей металлов? Если можно, то соли каких металлов?
-Какие ионы являются окислителями в молекулах азотной кислоты и концентрированной серной кислоты? Какие газообразные продукты при этом могут выделится?
-Какие химические реакции могут произойти, если кусочек магния поместить в водный раствор хлорида алюминия?
Составьте уравнения реакций.
Какие из предложенных реакций возможны?
a)Mg + FeCl2→
б)Mg + H3PO4 → (образуется нерастворимая соль Mg3(PO4)2)
в)К + MgCl2 → (ЩМ будет взаимодействовать с водой)
г)Ag + CuSO4 → (Ag менее активный металл, чем Сu)
д)Сu + AgNO3 →
3.Работа по теме урока
Природные соединения металлов
В природе металлы встречаются чаще всего в виде соединений (металлических руд). Объясняется это высокой химической активностью металлов.
-Могут ли металлы находится в природе в свободном (или самородном) состоянии, то есть в виде М0? Если могут, то какие это металлы?
(Ответ: это металлы низкой химической активности)
Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества (самородки), или в виде сложного вещества.
Записать в тетрадь.
1)Благородные металлы-Au ,Pt-встречаются в природе в свободном состоянии (в виде простого вещества).
2)Активные металлы (до Sn ) встречаются только в виде соединений (сложных веществ –оксидов, солей).
3)Некоторые металлы встречаются и в свободном виде, и в виде соединений( Sn, Cu, Hg, Ag).
Чаще всего металлы в природе встречаются и в виде солей неорганических кислот: сульфидов, хлоридов, нитратов, сульфатов, карбонатов, а также оксидов.
хлоридов - сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;
нитратов – чилийская селитра NaNO3;
сульфатов – глауберова соль Na2SO4 ? 10 H2O, гипс CaSO4 • 2Н2О;
карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3 • MgCO3;
Записать в тетрадь.
Химические формулы важнейших минералов.
Какие химические формулы важнейших минералов: железа, свинца, цинка, ртути? (работа с учебником)
(Ответ: красный железняк-Fe2O3, бурый железняк-2Fe2O3*3H2O, магнитный железняк Fe3O4.)
-Что называют минералами?
(Ответ: различные природные химические соединения металлов.)
-Что называют рудами?
(Ответ: природные соединения содержащие минералы.)
Получение металлов
Как вы думаете, какой химический процесс лежит в основе получения металлов?
(Ответ: в природе большинство металлов встречается в составе соединений, и их С.О. положительная (М+n). Значит, для того чтобы их получить в виде М0, необходимо произвести процесс восстановления.)
Получением металлов из их соединений занимается важнейшая отрасль промышленности, называемая металлургией.
Металлургия ( от греч. metallurgio – обрабатывать металлы) – это область науки, техники и производства, связанная с промышленным получением металлов из природного сырья.
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 или растворение нерастворимых соединений ( обработка кислотами,содой и др.).Катионы металлов М+n в металлургических процессах являются окислителями. Восстановителями выступают следующие вещества: С (уголь), Н2, СО, Аl, Mg, активные металлы- ЩМ, ЩЗМ, электрический ток.
Познакомимся с общими способами получения металлов.
Пирометаллургия- это восстановление металлов из их руд, происходящее при высоких температурах:
2 PbS+3O2=t2PbO+2SO2
PbO+H2=tPb+H2O
WO3+3H2=tW+3H2O
Гидрометаллургия- это восстановление металлов из растворов их солей другими, более активными металлами:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O, затем проводят реакцию замещения
CuSO4+Fe=Fe SO4+Cu.
Этим способом получают следующие металлы: Ag, Au, Zn, Mo.
Электрометаллургия- это восстановление металлов с помощью электрического тока. Данный метод основан на электролизе растворов или расплавов соединений металлов. Наиболее активные металлы получают электролизом расплавов их соединений:
2 КCl(расплав) эл.ток 2К+ Сl2
Этим способом получают ЩМ, ЩЗМ,Al.
Микробиологический метод получения металлов, в котором используется жизнедеятельность некоторых видов бактерий.
Таким образом, мы познакомились с природными соединениями металлов и способами выделения из них металла, как простого вещества.
4. Закрепление:
1.Перечислите способы получения металлов из природного сырья.
2.Назовите черты сходства и различия в разных видах металлургии.
На (3) и (4) вопросы ответьте письменно (время на выполнение работы 5 минут)
3.Определите способ получения металла и разновидность этого способа:
А) восстановление меди из медной руды куприта (Cu2O)
Cu2O + C = 2Cu + CO (при t)
Б) восстановление хрома из оксида хрома (III)
Cr2O3 + 2Al = 2 Cr + Al2O3 (при t)
В) восстановление вольфрама из оксида вольфрама (VI)
WO3 + 3H2 = W + 3 H2O (при t)
Г) получение натрия из расплава хлорида натрия:
2NaCl = 2Na + Cl2 (ток)
4. Какой из железосодержащих минералов экономически предпочтительнее использовать для получения железа с точки зрения содержания в руде нужного элемента: пирит FeS2, лимонит Fe2O3 2H2O, магнетит Fe3O4, гематит Fe2O3. Ответ обоснуйте, рассчитав массовую долю железа в соединениях.
Учащиеся оценивают свою работу на уроке по результатам своих ответов. Учитель корректирует оценки и выставляет их в журнал.
5. Домашнее задание: § 9 Упр. № 1-6 (для всех). Наиболее активным учащимся предлагается работа по составлению кроссворда на тему: «Металлы. Способы получения металлов».