СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до 26.07.2025

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Презентация к уроку химии по теме "Общие способы получения металлов. Пирометаллургические методы"

Категория: Химия

Нажмите, чтобы узнать подробности

Цель урока: систематизировать и закрепить знания учащихся о различных способах получения металлов, включая электролиз, пирометаллургию, гидрометаллургию и металлотермию.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку химии по теме "Общие способы получения металлов. Пирометаллургические методы"»

Общие способы получения металлов

Общие способы

получения металлов

Общие способы получения металлов Значительная химическая активность металлов является причиной того, что в земной коре они существуют, как было отмечено ранее, преимущественно в виде соединений — минералов. Железная руда (Кусок гематитовой ( Fe2O3 ) руды) Горные породы (скопления минералов), из которых технологически возможно и экономически выгодно извлекать валовым способом металл, называют рудой Алюминие-вая руда. Боксит Хромовая руда. Хромит

Общие способы получения металлов

Значительная химическая активность металлов является причиной того, что в земной коре они существуют, как было отмечено ранее, преимущественно в виде соединений — минералов.

Железная руда (Кусок гематитовой ( Fe2O3 ) руды)

Горные породы (скопления минералов), из которых технологически возможно и экономически выгодно извлекать валовым способом металл, называют рудой

Алюминие-вая руда. Боксит

Хромовая руда. Хромит

Металлургия Область науки и техники, отрасль промышленности, связанную с извлечением металлов из руд и получением их в виде, пригодном для использования, называют металлургией. Чёрная металлургия Цветная металлургия  отрасль металлургии ; производство железа, чугуна, стали (черных металлов). Для выплавки чёрных металлов требуются железные руды, марганец, хром, коксующийся уголь и другие компоненты. Предприятия черной металлургии располагаются в районах залегания руд или угля либо в портах, куда это сырье ввозится дешевым морским транспортом (приморская металлургия). отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.

Металлургия

Область науки и техники, отрасль промышленности, связанную с извлечением металлов из руд и получением их в виде, пригодном для использования, называют металлургией.

Чёрная металлургия

Цветная металлургия

отрасль металлургии ; производство железа, чугуна, стали (черных металлов). Для выплавки чёрных металлов требуются железные руды, марганец, хром, коксующийся уголь и другие компоненты. Предприятия черной металлургии располагаются в районах залегания руд или угля либо в портах, куда это сырье ввозится дешевым морским транспортом (приморская металлургия).

отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.

Металлургия Область науки и техники, отрасль промышленности, связанную с извлечением металлов из руд и получением их в виде, пригодном для использования, называют металлургией. Второй этап Первый этап Третий этап  восстановление металлов из их соединений: оксидов или солей. проводят очистку металлов — рафинирование. предварительная обработка руды

Металлургия

Область науки и техники, отрасль промышленности, связанную с извлечением металлов из руд и получением их в виде, пригодном для использования, называют металлургией.

Второй этап

Первый этап

Третий этап

восстановление металлов из их соединений: оксидов или солей.

проводят очистку металлов — рафинирование.

предварительная обработка руды

Первый этап — предварительная обработка руды  На этом этапе производят обогащение руды — отделение всех ценных минералов от пустой породы. Если рудой являются сульфиды металла,карбонаты металла (CuFeS2, PbS, ZnS и др.), то такую руду предварительно обжигают в присутствии кислорода для перевода металлов в оксиды:

Первый этап — предварительная обработка руды

На этом этапе производят обогащение руды — отделение всех ценных минералов от пустой породы.

Если рудой являются сульфиды металла,карбонаты металла (CuFeS2, PbS, ZnS и др.), то такую руду предварительно обжигают в присутствии кислорода для перевода металлов в оксиды:

Второй этап — восстановление металлов из их соединений: оксидов или солей. Методы восстановления можно разделить на три большие группы: пирометаллургические, электрохимические и гидрометаллургические. пирометал-лургический гидрометал-лургический электрохи-мический получения металлов (электрометаллургия) предполагает выделение металлов из руд электролизом получения металлов основаны на восстановлении металлов из их руд при высокой температуре различными веществами с восстановительными свойствами. это выделение металлов из руд, концентратов и отходов производства с помощью водных растворов определённых веществ (химических реагентов).

Второй этап — восстановление металлов из их соединений: оксидов или солей.

Методы восстановления можно разделить на три большие группы: пирометаллургические, электрохимические и гидрометаллургические.

пирометал-лургический

гидрометал-лургический

электрохи-мический

получения металлов (электрометаллургия) предполагает выделение металлов из руд электролизом

получения металлов основаны на восстановлении металлов из их руд при высокой температуре различными веществами с восстановительными свойствами.

это выделение металлов из руд, концентратов и отходов производства с помощью водных растворов определённых веществ (химических реагентов).

На третьем этапе проводят очистку металлов — рафинирование. Рафинирование металлов — очистка первичных (черновых) металлов от примесей.

На третьем этапе проводят очистку металлов — рафинирование.

Рафинирование металлов — очистка первичных (черновых) металлов от примесей.

Пирометаллургические методы Пирометаллургические методы получения металлов основаны на восстановлении металлов из их руд при высокой температуре различными веществами с восстановительными свойствами. Металлотермия Водородотермия  Карботермия  Кремниетермия

Пирометаллургические методы

Пирометаллургические методы получения металлов основаны на восстановлении металлов из их руд при высокой температуре различными веществами с восстановительными свойствами.

Металлотермия

Водородотермия

Карботермия

Кремниетермия

Водородотермия в качестве восстановителя используется водород Водородотермия используется для получения малоактивных металлов (медь, вольфрам, молибден) С помощью водорода нельзя провести реакцию восстановления оксидов очень активных и активных металлов (щелочных, щелочноземельных, алюминия, магния), а также хрома, титана, бериллия

Водородотермия

в качестве восстановителя используется водород

Водородотермия используется для получения малоактивных металлов (медь, вольфрам, молибден)

С помощью водорода нельзя провести реакцию восстановления оксидов очень активных и активных металлов (щелочных, щелочноземельных, алюминия, магния), а также хрома, титана, бериллия

Металлотермия в качестве восстановителя используется металлы (конкретно алюмотермия, магниетермия и др.) Методом алюмотермии получают хром, железо, а методом кальциетермии - цезий: 2CsCl + Ca → (t)CaCl2 + 2Cs Последняя реакция возможна, потому что кальций более тугоплавкий, чем цезий (т. е. цезий более летуч). Магниетермия используется для получения титана и бе- риллия TiCl4 + 2 Mg →(t) Ti + 2 MgCl2 BeF2 + Mg →(t) Be + MgF2

Металлотермия

в качестве восстановителя используется металлы (конкретно алюмотермия, магниетермия и др.)

Методом алюмотермии получают хром, железо, а методом кальциетермии - цезий:

2CsCl + Ca → (t)CaCl2 + 2Cs

Последняя реакция возможна, потому что кальций более тугоплавкий, чем цезий (т. е. цезий более летуч).

Магниетермия используется для получения титана и бе- риллия

TiCl4 + 2 Mg →(t) Ti + 2 MgCl2

BeF2 + Mg →(t) Be + MgF2

Карботермия Карботермия используется также при производстве чугуна в доменном процессе посредством постепенного восстановления оксида железа (ІІІ). гематит (Fe2О3) Основной источник железа — это руды, содержащие такие минералы, как магнетит (Fe3O4) и гематит (Fe2О3). Полезными примесями, улучшающими качество выплавляемого из руды железа, являются соединения Mn, Ni, Co, Сг, В, V. Их называют легирующими добавками. Соединения As, P, S, Pb, Zn — вредные примеси, ухудшающие свойства железа. магнетит (Fe3O4)

Карботермия

Карботермия используется также при производстве чугуна в доменном процессе посредством постепенного восстановления оксида железа (ІІІ).

гематит (Fe2О3)

Основной источник железа — это руды, содержащие такие минералы, как магнетит (Fe3O4) и гематит (Fe2О3). Полезными примесями, улучшающими качество выплавляемого из руды железа, являются соединения Mn, Ni, Co, Сг, В, V. Их называют легирующими добавками. Соединения As, P, S, Pb, Zn — вредные примеси, ухудшающие свойства железа.

магнетит (Fe3O4)

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали. На первой стадии получают чугун, который на второй стадии перерабатывают в сталь. 1.1 Для этого сверху в доменную печь подается шихта- смесь железной руды, кокса и флюсов (CaCO3, MgCO3), а снизу вдувается воздух или кислород. Такую смесь вводят в доменную печь сверху, откуда она перемещается вниз в зону более высокотемпературного нагревания(1600 °С) и смесь расплавляется.

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали.

На первой стадии получают чугун, который на второй стадии перерабатывают в сталь.

1.1

Для этого сверху в доменную печь подается шихта- смесь железной руды, кокса и флюсов (CaCO3, MgCO3), а снизу вдувается воздух или кислород.

Такую смесь вводят в доменную печь сверху, откуда она перемещается вниз в зону более высокотемпературного нагревания(1600 °С) и смесь расплавляется.

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали. В нижней части печи кокс сгорает с образованием углекислого газа C + O2 →(t) CO2 в верхней ее части углекислый газ восстанавливается CO2 + C →(t) 2 CO Затем протекает процесс постепенного восстановления оксидов железа В данном процессе образуется также цементит Fe3C : 3 Fe + C → (t)Fe3C

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали.

В нижней части печи кокс сгорает с образованием углекислого газа

C + O2 →(t) CO2

в верхней ее части углекислый газ восстанавливается

CO2 + C →(t) 2 CO

Затем протекает процесс постепенного восстановления оксидов железа

В данном процессе образуется также цементит Fe3C :

3 Fe + C → (t)Fe3C

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали. При переработке чугуна в сталь на второй стадии процесса избыточный углерод, а нередко и другие примеси, например кремния, фосфора, серы, окисляют при высокой температуре кислородом воздуха. Флюсы взаимодействуют с примесями (соединения Si, P, Ѕ) и превращаются в легкоплавкие шлаки, которые всплывают на поверхность расплавленного железа: SiO2 + CaCO3 = (t)CaSiO3 + CO2↑, P₂O₃ + 3CaCO3 = (t)Ca3(PO4)2 + 3CO2↑ Полученный чугун перерабатывают в сталь, выжигая избыточный углерод кислородом в мартеновских печах, конвертерах или электропечах.

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали.

При переработке чугуна в сталь на второй стадии процесса избыточный углерод, а нередко и другие примеси, например кремния, фосфора, серы, окисляют при высокой температуре кислородом воздуха.

Флюсы взаимодействуют с примесями (соединения Si, P, Ѕ) и превращаются в легкоплавкие шлаки, которые всплывают на поверхность расплавленного железа:

SiO2 + CaCO3 = (t)CaSiO3 + CO2↑,

P₂O₃ + 3CaCO3 = (t)Ca3(PO4)2 + 3CO2↑

Полученный чугун перерабатывают в сталь, выжигая избыточный углерод кислородом в мартеновских печах, конвертерах или электропечах.

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали. 2 Второй способ производства стали одностадийный, его называют прямым . В нём стадия получения чугуна отсутствует, меньше выброс углекислого газа в атмосферу. Являясь более экономичным, он постепенно вытесняет первый способ. В качестве восстановителя используют смесь метана, оксида углерода(II) и водорода. Водород и оксид углерода(II) образуются из метана при его окислении кислородом в присутствии катализатора в специальных аппаратах по реакции:

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали.

2

Второй способ производства стали одностадийный, его называют прямым . В нём стадия получения чугуна отсутствует, меньше выброс углекислого газа в атмосферу. Являясь более экономичным, он постепенно вытесняет первый способ.

В качестве восстановителя используют смесь метана, оксида углерода(II) и водорода. Водород и оксид углерода(II) образуются из метана при его окислении кислородом в присутствии катализатора в специальных аппаратах по реакции:

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали. 2 Образование металлического железа можно представить уравнениями реакций: Полученное при восстановлении губчатое железо (окатыши) подвергают переплавлению в электродуговых печах. При этом, вводя необходимые добавки, железо легируют для получения того или иного сорта высококачественных сталей — коррозионностойких, инструментальных, конструкционных, электротехнических, жаропрочных и др.

процесс получения железа в составе его сплавов — чугуна и стали.

2

Образование металлического железа можно представить уравнениями реакций:

Полученное при восстановлении губчатое железо (окатыши) подвергают переплавлению в электродуговых печах. При этом, вводя необходимые добавки, железо легируют для получения того или иного сорта высококачественных сталей — коррозионностойких, инструментальных, конструкционных, электротехнических, жаропрочных и др.

Самоконтроль 1. Верными являются утверждения: а) металлургия — это и область науки, и отрасль промышленности; б) обогащение руды — это отделение определённых минералов от пустой породы; в) при обжиге руды образуются, как правило, соли; г) наиболее распространённые в металлургии восстановители — С, СО, Н2, электрический ток.

Самоконтроль

1. Верными являются утверждения:

а) металлургия — это и область науки, и отрасль промышленности;

б) обогащение руды — это отделение определённых минералов от пустой породы;

в) при обжиге руды образуются, как правило, соли;

г) наиболее распространённые в металлургии восстановители — С, СО, Н2, электрический ток.

Самоконтроль 1. Верными являются утверждения: а) металлургия — это и область науки, и отрасль промышленности; б) обогащение руды — это отделение определённых минералов от пустой породы; в) при обжиге руды образуются, как правило, соли; г) наиболее распространённые в металлургии восстановители — С, СО, Н2, электрический ток.

Самоконтроль

1. Верными являются утверждения:

а) металлургия — это и область науки, и отрасль промышленности;

б) обогащение руды — это отделение определённых минералов от пустой породы;

в) при обжиге руды образуются, как правило, соли;

г) наиболее распространённые в металлургии восстановители — С, СО, Н2, электрический ток.

Самоконтроль 2. Восстановление железа возможно в случае взаимодействия: а) Fe3O4 и HCl; б) Fe2O3 и C; в) FeO и H2; г) Fe2O3 и СаО.

Самоконтроль

2. Восстановление железа возможно в случае взаимодействия:

а) Fe3O4 и HCl;

б) Fe2O3 и C;

в) FeO и H2;

г) Fe2O3 и СаО.

Самоконтроль 2. Восстановление железа возможно в случае взаимодействия: а) Fe3O4 и HCl; б) Fe2O3 и C; в) FeO и H2; г) Fe2O3 и СаО.

Самоконтроль

2. Восстановление железа возможно в случае взаимодействия:

а) Fe3O4 и HCl;

б) Fe2O3 и C;

в) FeO и H2;

г) Fe2O3 и СаО.

Самоконтроль Задания с развёрнутым ответом. 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых  можно осуществить превращения:  Cu → Cu(NO 3 ) 2 → Cu(OH) 2 → Х → Сu → CuSO 4  Укажите условия протекания реакций. 2. Даны вещества: алюминий, оксид марганца (IV),  водный раствор сульфата меди и концентриро-  ванная соляная кислота.  Напишите уравнения четырёх возможных реакций  между этими веществами.

Самоконтроль

Задания с развёрнутым ответом.

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых

можно осуществить превращения:

Cu → Cu(NO 3 ) 2 → Cu(OH) 2 → Х → Сu → CuSO 4

Укажите условия протекания реакций.

2. Даны вещества: алюминий, оксид марганца (IV),

водный раствор сульфата меди и концентриро-

ванная соляная кислота.

Напишите уравнения четырёх возможных реакций

между этими веществами.

Самоконтроль Установите соответствие между формулой вещества и продуктом электролиза его водного раствора ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА  ВОДНОГО РАСТВОРА  А) AgF 1) Ag, F 2  Б) NaNO 3 2) Ag, O 2 , HF  B) Pb(NO 3 ) 2 3) H 2 , O 2  Г) NaF 4) Pb, O 2 , HNO 3  5) H 2 , NO 2 , O 2  6) NaOH, H 2 , F 2

Самоконтроль

Установите соответствие между формулой вещества и продуктом электролиза его водного раствора

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

ВОДНОГО РАСТВОРА

А) AgF 1) Ag, F 2

Б) NaNO 3 2) Ag, O 2 , HF

B) Pb(NO 3 ) 2 3) H 2 , O 2

Г) NaF 4) Pb, O 2 , HNO 3

5) H 2 , NO 2 , O 2

6) NaOH, H 2 , F 2


Скачать

Рекомендуем курсы ПК и ППК для учителей

29.06.2025 22:41
Евтушенко Антонина Геннадьевна @biochim
Добрый вечер, коллеги! Очень рада, что материал вам понравился!
20.06.2025 18:32
Мацепура Ольга Роальдовна @ekonomika_166
Спасибо за публикацию.
20.06.2025 18:31
Мацепура Ольга Роальдовна @ekonomika_166
Добрый день, Антонина Геннадьевна!
20.06.2025 10:25
Панарина Любовь Николаевна @yazyki
Спасибо за интересную презентацию!
20.06.2025 10:25
Панарина Любовь Николаевна @yazyki
Антонина Геннадьевна,здравствуйте!

Вебинар для учителей

Свидетельство об участии БЕСПЛАТНО!