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:
Благородные металлы — Аи, Pt, встречаются в природе только в свободном виде.
в самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово;
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
Форма, в которой металлы встречаются в природе | В свободном виде | В самородном виде, и в форме соединений | В виде соединений |
Примеры металлов | Золото Au | Серебро Ag | Литий Li |
Платина Pt | Медь Cu | Натрий Na |
| Ртуть Hg | Кальций Ca |
| Олово Sn | Алюминий Al |
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