Конспект на тему получение металлов

Обновлено: 30.06.2024

В данной разработке приведен подробный конспект урока химии в 9 классе по теме «Металлы в природе. Общие способы получения металлов». Содержание соответствует базовому курсу химии авт. О.С. Габриелян. К конспекту прилагается презентация (приложение1) и дополнительный материал(приложение 2).

Вложение	Размер
konspekt_uroka_po_metallurgii._himiya._9kl.docx	35.17 КБ
prilozhenie_1_k_uroku_po_metallurgii.him_.9kl.pptx	114.33 КБ
prilozhenie_2_k_uroku_po_metallurgii.him_.9_kl.docx	21.28 КБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Тема: «Металлы в природе. Общие способы получения металлов».

Цель: сформировать у учащихся представление о формах существования металлов в природе, познакомить с природными соединениями металлов; сформировать понятие о минералах и рудах. Познакомить учащихся с металлургией и ее разновидностями: пиро-, гидро- и электрометаллургией.

Оборудование: Учебник О.С. Габриелян. Химия. 9 класс; электронное приложение к учебнику, таблицы: «Производство чугуна», «Конвертор с кислородным дутьем», «Получение алюминия», коллекция руд железа и алюминия, компьютер, мультимедийный проектор.
Применяемые технологии:

Проверяет готовность учащихся

Подготовка к уроку

Актуализация знаний. Определение темы урока.

Беседа в формате вопрос-ответ:

-чем отличаются металлы натрий и золото?

-на какие группы можно разделить все металлы по их активности? К какой из них относится натрий? Золото?

-пользуясь какой таблицей мы можем судить об активности металлов?

- чем обусловлена активность металлов?

- вспомните, в каком виде золото можно найти в природе?

- а натрий в виде чистого металла мы сможем обнаружить в природе?

Сегодня и поговорим о природных соединениях металлов.

Диктует тему урока:

«Металлы в природе. Общие способы получения металлов»

Открывает презентацию к уроку

Слайд 1 Презентации (приложение 1)

-цветом, активностью, плотностью

- по своей активности металлы делятся на активные, средней активности и малоактивные. Натрий – активный металл, золото – малоактивный.

-электрохимический ряд напряжений металлов

- активность металлов обусловлена способностью к отдаче электронов: чем активнее металл, тем легче он отдает электроны

- в виде самородков

- нет. Натрий – активный металл: он очень активно взаимодействует с водой, кислородом и др. неметаллами, поэтому в природе он существует только в виде соединений

Записывают тему в тетрадь

Изучение нового материала.

Нахождение металлов в природе.

Способы получения металлов.

Слайд 2 Презентации (приложение 1):

Обратите внимание, что природные соединения металлов называются минералами. Металлы средней активности обычно существуют в природе в виде оксидов и сульфидов, активные металлы – в виде солей.

В быту мы окружены множеством изделий из различных металлов и сплавов. Узнаем как же из минералов можно получать металлы.

Минералы в природе обычно входят в состав руд.

Слайд 3 Презентации (приложение 1)

Откройте с. 75 учебника и прочитайте определение руды.

Дает определение металлургии.

Мы с вами уже обсудили как связана активность металлов с формами их существования в природе.

А как вы думаете: будет ли активность металлов влиять на выбор способа их получения?

Слайд 4 Презентации (приложение 1):

Просит переписать схему из слайда в тетрадь

Слайд 5 Презентации (приложение 1):

Дает определение пирометаллургии. Просит учащихся записать название способа, сырье и восстановители

Слайд 6 Презентации (приложение 1):

Просит записать подзаголовок со слайда и примеры реакций:

Оксид олова + углерод=

Оксид железа (III)+ оксид углерода (II)=

Показывает учащимся правильные уравнения, просит проверить.

Рассказывает учащимся о доменном производстве чугуна, о кислородном конвертере для производства стали. Демонстрирует таблицы «Производство чугуна», «Конвертор с кислородным дутьем». Далее рассказ учителя дополнительного материала (приложение 2).

Демонстрирует и комментирует видео «Кипящий слой» (ссылка на слайде 6 Презентации)

Слайд 7 Презентации (приложение 1):

Запишем пример восстановления металлов водородом, например, вольфрама из его оксида.

Демонстрирует уравнение реакции. Просит проверить.

Слайд 8 Презентации (приложение 1):

Просит записать подзаголовок слайда в тетрадь и составить в качестве примеров уравнения реакций восстановления алюминием оксида железа (III) и оксида марганца (IV).

Восстановление металлов алюминием – это экзотермический процесс. Демонстрирует видео «Алюминотермия» (ссылка на слайде 8 Презентации)

Слайд 9 Презентации (приложение 1):

Просит записать подзаголовок слайда в тетрадь и составить в качестве примера уравнения реакций получения цинка из его сульфида.

Слайд 10 Презентации (приложение 1):

Дает определение гидрометаллургии. Просит учащихся записать название способа и металлов, которые можно им получить.

Подчеркивает, что при таком способе получения нерастворимые соединения переводятся в растворимые, и уже растворы подвергаются переработке.

Слайд 11 Презентации (приложение 1):

Просит записать в тетрадь подпункт а) из слайда и в качестве примера составить уравнение реакции восстановления меди из ее сульфата железом.

Напоминает, что этот опыт ребята проводили, когда изучали химические свойства металлов.

Просит переписать в тетрадь текст пункта б) слайда и уравнение реакции.

Поясняет, что электролиз – это ОВР, проходящая под действием эл. тока. Более подробно этот процесс рассматривается в 11 классе.

Получение каких металлов мы с вами еще не обсудили?

Почему активные металлы нельзя получить пиро- и гидрометаллургией?

Учитель помогает ученикам наводящими вопросами сформулировать правильный ответ.

Итак, для получения активных (щелочных и щелочно-земельных) металлов нужен сильный восстановитель. И таким восстановителем является эл. ток. Его восстановительной способности хватит и для восстановления очень активных металлов (лития, натрия, калия и др.) Т.е. электролиз, о котором мы говорили выше, можно применять и для получения активных металлов.

Подумайте, можно ли получить активные металлы электролизом их водных растворов?

Поэтому для получения активных металлов эл. током действуют на расплавы их соединений.

Слайд 12 Презентации (приложение 1)

Дает определение электрометаллургии. Просит учащихся записать название способа и металлов, которые можно им получить.

Переписывают данные слайда в тетрадь. Рассматривают образцы минералов из коллекции.

- открывают учебник, читают определение.

Записывают в тетрадь формулу: руда = минерал + горная порода,

Обогащение руды – удаление из нее пустой породы.

-переписывают схему в тетрадь

- делают записи в тетрадь

- записывают текст слайда и составляют уравнения реакций

- проверяют правильность уравнений

- переписывают подзаголовок слайда в тетрадь, пишут уравнение реакции

-проверяют правильность составленного уравнения

- переписывают содержание слайда.

- делают запись в тетрадь, пишут уравнение реакции

- проверяют правильность уравнения

-делают записи в тетради

- активные металлы в природе находятся в виде солей. Чтобы их восстановить из солей, нужны сильные восстановители. Неметаллы такой силой не обладают, а очень активные металлы, например, нельзя применять как восстановители в гидрометаллургии, т.к. они взаимодействуют с водой.

- нет, потому что полученные металлы будут сразу же взаимодействовать с водой.

- делают записи в тетради

Осмысление и формулирование выводов по уроку.

В форме беседы помогает учащимся сформулировать выводы по теме урока:

1. Как вы думаете от чего зависит, в какой форме будет находиться металл в природе?

2. От чего зависит способ переработки руды для получения металла?

3. На чем основаны способы получения металлов из руд?

Таким образом, мы видим, что получение металлов зависит от химической активности металлов, то есть химических свойств, а также от количественного и качественного состава природных соединений металлов.

Записывают вывод в тетрадь

-форма нахождения металла в природе зависит от химической активности металла

-способ получения металла зависит от вида, в котором находится металл в природе, то есть от руды.

- в основе способов получения металлов лежат химические свойства самих металлов и их соединений, входящих в состав руд.

Предлагает выполнить упр.4 на с.80 учебника.

Предлагает проверить и обсудить решение.

Предлагает записать домашнее задание:

§12, записи в тетради – выучить.

Записывают домашнее задание.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Металлы в природе. Общие способы получения металлов. Химия 9 класс Урок 15 Автор: Ашмасова О.Е., учитель химии и биологии ОАНО КПГСПИК г. Балашиха, МО

Нахождение металлов в природе В самородном виде ( малоактивные металлы: Ag, Pt , Au, реже Cu, Hg ) В виде минералов (химические природные соединения): Оксиды металлов средней активности : красный железняк Fe 2 O 3 ; бурый железняк 2 Fe 2 O 3 . 3Н 2 O ; магнитный железняк Fe 3 O 4 Сульфиды металлов малой и средней активности : свинцовый блеск PbS , цинковая обманка ZnS , киноварь HgS Соли активных металлов: мел, мрамор, известняк CaCO 3 , галит NaCl , сильвинит KCl . NaCl , фтораппатит 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 , фосфорит Ca 3 (PO 4 ) 2

Руда → минерал → металл Руда= минерал + пустая порода Обогащение руды – удаление из нее пустой породы Концентрат – обогащенная руда – сырье для металлургического производства Металлургия – наука о производстве металлов, сплавов и их обработке, а так же и отрасль тяжелой промышленности по производству металлов и сплавов.

1. Пирометаллургия – получение металлов из руд по реакциям восстановления при высоких температурах. Сырье: оксиды и сульфиды металлов малой и средней активности Восстановители: С, СО, Н 2 , Al

б) Восстановление водородом. Метод дорогостоящий, используется для получения редкоземельных металлов.

г) Получение из сульфидов происходит в 2 стадии: обжиг сульфидов до оксидов восстановление металлов из оксидов

2 . Гидрометаллургия – получение металлов из растворов солей.(Медь, золото, серебро, магний, цинк, молибден, уран).

а) Восстановление более активным металлом . б ) Электролиз растворов солей.

3. Электрометаллургия – получение активных металлов из расплавов солей под действием электрического тока. Получают щелочные и щелочноземельные металлы (первая и вторая группа, главная подгруппа).

Приложение 2 (доп. материал к слайду 6)

Внедоменные способы получения железа

В ХIХ-ХХ веках большое количество чугуна и железа получали пиротехническим способом в специальных печах домнах, а потом уже из чугуна получали сталь в конверторах. Домны и конверторы – это металлургические печи довольно больших размеров см. таблица «Производство чугуна», «Конвертор с кислородным дутьем»». Выпуск чугуна и стали в них исчислялся миллионами тонн в год.

В настоящее время нет необходимости в таком количестве чугуна и стали, да и природные ресурсы металлических руд и коксующегося каменного угля значительно снизились. Все больше внимания уделяется методам прямого получения железа.

Под процессами прямого получения железа понимают такие процессы, которые дают возможность получать металлическое железо непосредственно из руды, минуя доменную печь.

Методы прямого получения железа из руд известны давно, но пока не нашли широкого применения.

Интересны они тем, что позволяют вести процесс не расходуя металлургический кокс, заменяя его другими видами топлива; получать чистый металл благодаря развитию способов глубокого обогащения руд, обеспечивающих высокое содержание железа в концентратах, но и полное освобождение от фосфора, серы и других примесей. Этого нельзя достичь при доменной плавке.

Большой интерес представляет собой прямое получение легированного железа (вспомните, что это такое) из комплексных руд, содержащих хром, никель, ванадий и другие полезные компоненты. Традиционная двух стадийная технология переработки таких руд на металлургических предприятиях ведется с большими потерями указанных элементов.

Немаловажным преимуществом прямых способов получения железа является возможность организации маломасштабного производства.

Опыт показал, что прямые способы целесообразно применять для получения губчатого железа, используемого при выплавке стали, а также производства железного порошка.

Наибольшее распространение получили способы восстановления с использованием различных агрегатов: шахтных печей и реторт, вращающихся печей, движущейся колосниковой решетки, реакторов кипящего слоя. Для процессов прямого получения железа применяют газообразные или твердые восстановители.

Некоторые полезные технологические принципы доменного производства перешли и сюда. Например, технология «кипящего слоя».

Демонстрируется видео «Кипящий слой» (ссылка на сл. № 6 в презентации к уроку)

В специальную печь на решетку помещают измельченную руду и твердый восстановитель (например, уголь), а снизу подают поток горячего воздуха. Твердые частички током воздуха поднимаются вверх, образуя движущийся слой. Если применяют газообразный восстановитель (СО или водород), то его нагревают подают снизу и частички руды «парят» в потоке восстановителя. Важно точно соблюдать температурный режим, чтобы частички не спекались, и процесс восстановления проходил более полно.

Конспект урока на тему «Способы получения металлов»

умений применять знания при составлении уравнений реакции.

воспитать: продолжить формирование научного мировоззрения, личностных качеств, обеспечивающих успешность учебной

деятельности, (дисциплинированности, ответственности, деловитости, трудолюбия). Содействовать идейно

политическому воспитанию (работы Казахстанского ученого Сатпаева К.И)

Оборудование: таблица ПСХЛ, таблица растворимости, ряд активности металлов, CD «Виртуальная лаборатория» - «Металлы»

компьютер, интерактивная доска.

Литература: Н.Н. Нурахметов. «Химия. 9 класс. Учебник», 2013г. Н.Н, Нурахметов «Сборник задач и упражнений по химии». Н.Н, Нурахметов «Химия 9 класс. Рабочая тетрадь» методическая литература, «Книга для чтения по неорганической химии», «Дидактический материал».

СУМ (содержание учебного материала)

МО (методы обучения)

ФОПД (формы организации познавательной деятельности учащихся)

Уровень усвоения программного материала

Задания по развитию функциональной грамотности

Подготовка к внешней оценке учебных достижений

Индивидуально – коррекционная работа

Настрой на учебу. Мотивация на получение положительного результата

2 Воспроизведение ЗУН, необходимых для заданий

Ученик – учитель – ученик

2 Виды коррозии

3 Способы защиты от коррозии

Репродуктивный. Частично поисковый

В теле человека содержится 4-5 г железа, 65% которого находится гемоглобине крови. Определить сколько граммов железа содержится в крови вашего организма

3 Изучение новой темы

Выполнение учащимися заданий и упражнений

2 Способы получения металлов

Физминутка Гимнастика для глаз

Для получения чистых металлов используют водород. Каким способом получают вольфрам из оксида вольфрама

( V |) Напишите уравнение реакции, вычислите массу водорода, необходимую для получения 2 моль вольфрама

Практическое применение полученных знаний

Ионные уравнения реакции

Инструктаж о выполнении д/з

1 параграф 41 №7,8 стр 182

2 Выделить главное

3 Сделать вывод, уметь составлять реакции в молекулярном и ионном виде, электронно-ионном виде

Выучить параграф 41 №8,9

Металлы в природе, получение металлов.

Металлы встречаются в природе в виде соединений. Наименее активные металлы могут образовывать природные кристаллы – самородки ( Cu , Ag . Au . Pt ). Самые активные металлы, стоящие в ряду напряжений от лития до магния, распространены в природе в виде солей – хлоридов, сульфатов, карбонатов, силикатов.

Металлы средней активности – от Mg до Hg , наиболее часто встречаются в земной коре в виде оксидов и сульфидов, сульфатов, фосфатов, силикатов.

Минералы, пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами

Если руды содержат соединения нескольких металлов, то они называются полиметаллическими (свинцово – цинковые руды).

Недра Казахстана богаты рудами металлов. Казахстанская земля содержит все элементы периодической системы, которые могут встречаться в природе. В горах Казахстанского Алтая обнаружено около 900 месторождений полиметаллических руд, поэтому его называют Рудным Алтаем. Уникальны месторождения Карагандинской области, где находится запасы руд меди, свинца, никеля, кобальта, алюминия, марганца и др. Горы Каратау хранят в своих недрах свинцовые, цинковые, ванадиевые, и железные руды.

Исследовали меторождения руд металлов в Казахстане известные ученые во главе с академиком К.И. Сатпаевым. Сатпаев Каныш Имантаевич (1899-1964) – первый президент Академии наук Казахстана, академик. Ученый составил металлогенетическую карту полезных ископаемых Казахстана.

Металлургия – это область науки, техники и производства, связанная с промышленным получением металлов из природного сырья.

Металлургия: черная и цветная.

Черная металлургия занимается производством железа и его сплавов, которые в промышленности называются черными металлами.

Производство всех остальных металлов, называемых цветными, является задачей цветной металлургии.

Крупные металлургические комбинаты: в Темиртау, и Актобе, Кокшетау. Соколовско – Сарбайский и Лисаковский горнообогатительные комбинаты . По запасам железной руды Казахстан занимает 8 место в мире.

Ведущая отрасль – цветная металлургия: в Усть – Каменогорске, Риддере, Шымкенте, Павлодаре, Балхаше и Жезказгане. Из извлекаемых руд производят медь, свинец, цинк, титан, магний и редко земельные металлы.

Казахстан является третьим среди государств СНГ производителем золота.

Способы получения

Основные способы получения металлов из руд, процессы обжига и плавки известны человечеству уже много веков. Сегодня в металлургической промышленности производят 75 видов металлов и десятки тысяч сплавов с различными свойствами.

Для авиационной и космической техники в больших количествах получают, магний, алюминий, титан. В современной технике применяют такие металлы как цирконий, бериллий, индий, гафний, ниобий и др.

Современная металлургия в зависимости от используемых методов выделения металлов подразделяется на пирометаллургию, гидрометаллургию, электрометаллургю.

1 Восстановление металлов при высокой температуре. Пирометаллургия

Восстановители: С, СО, Н₂.

Cu₂O + C = 2 Cu + CO Cu₂O + CO = 2Cu + CO₂

2 Восстановление металлов более активными металлами. Металлотермия.

TiO ₂ + 2 Mg = 2 MgO + Ti

3 Восстановление металлов из растворов их солей. Гидрометаллургия

4 Восстановление металлов электрическим током, получают металлы от лития до алюминия, из расплавов соединений, а остальные из растворов.

Металлургические процессы включают несколько стадий производства:

1 Измельчение руды

2 Обогащение руды (удаление пустой породы)

3 Агломерация (изготовление кусочков руды определенного размера)

4 Восстановление металла из руды

5 Очитка металла

6 Термическая обработка (закалка и отпуск металла)

7 Механическая обработка (прокатка, ковка, штамповка)

В основе всех металлургических процессов лежит восстановление металлов из руд с помощью различных восстановителей. Наиболее легко эти реакции протекают для неактивных металлов. Чем выше активность металла, тем труднее выделить его из руды.

Конспект урока по химии для 9 класса на тему: Получение металлов

Конспект урока будет удобен на уроке химии для 9 класса, здесь есть цель и задачи, все этапы урока соблюдены, организационный момент, приветствие, мотивация к учебной деятельности, приветствие, актуализация опорных знаний, открытие нового. Познакомить учащихся с получение металлов. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы. дать понятие о сплавах, их классификации и свойствах. Дать понятие о научных принципах производства металлов и сплавов. Рассмотреть такие разновидности металлургии, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, термическое разложение соединений металлов.

Углубить знания учащихся, полученные из курсов химии, географии и экологии о защите окружающей среды от отходов предприятий металлургической промышленности. Закрепить умение подбирать коэффициенты для ОВР методом электронного баланса.

Конспект урока по химии для 9 класса на тему: Получение металлов

Цель – Познакомить учащихся с получение металлов

Задачи урока: Познакомить учащихся с получение металлов. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы. дать понятие о сплавах, их классификации и свойствах. Дать понятие о научных принципах производства металлов и сплавов. Рассмотреть такие разновидности металлургии, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, термическое разложение соединений металлов.

I.Организационный этап. Мотивация к учебной деятельности .

Учитель: - Учебник на столе у вас?

А ручки и тетрадки?

Тогда урок начнём сейчас,

Раз всё у вас в порядке.

Чтобы литературные тайны познавать,

Нужно всё серьёзно изучать.

- проверка готовности класса к уроку:

Я рада новой встрече с вами,

Приятно ваше общество, друзья!

Ответы ваши вы готовьте сами,

Их с интересом буду слушать я.

Мы сегодня снова будем читать,

Выводы делать и рассуждать.

А чтобы урок пошёл каждому впрок

Активно включайся в работу, дружок!

Вот книжки на столе,

Не хочется играть

Сегодня в прятки

Сегодня в классе у ребят

Урок очень важный

А почему он важный –

Добрый день, мои друзья,

Встрече с вами рада я.

Сели ровно, все достали,

Вспоминаем все, что знали,

Оставляем все заботы

И включаемся в работу.

II. Актуализация знаний учащихся.

На этапе закрепления обучающимся предлагается выполнение лабораторной работы по изучению химических свойств металлов.

1. Взаимодействие меди с кислородом;
2. Взаимодействие цинка с соляной кислотой;
3. Взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II)

Работа выполняется в парах, результаты комментируются и оформляются в тетради.

III. Работа по новой теме.

Металлы в природе встречаются в трех формах:

1) В самородном виде встречаются золото и платина.

Слайд 5. Золото известно человечеству с древних времен. В земной коре его содержится примерно 100-150 млрд. тонн, в 1 куб. м морской воды его 5,5 кг.

Золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы – самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота массой 100 кг. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около 36 кг.

За всю историю человечества было добыто около 90 тысяч т золота. Древние племена майя, ацтеков, древние египтяне и многие другие народы изготавливали из золота украшения, предметы быта.

В 20 и 21 веке золото – это не только ювелирные украшения или валюта, но и очень нужный металл для космической аппаратуры и радиотехники, для медицинских приборов и атомных электростанций.

По запасам золота Россия занимает третье место в мире (по добыче Россия занимает шестое место в мире).

В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Хотя он и напоминал серебро (по-испански plata), но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку.

В России ещё в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале, был обнаружен «новый сибирский металл», который сначала называли белым золотом. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в России началась её добыча.

Сегодня основная часть месторождений платины (более 90 %) заключена в пяти странах: ЮАР, США, Россия, Зимбабве, Китае. Она применяется в качестве легирующей добавки для производства высокопрочных сталей, как катализатор, в ювелирном и зубоврачебном деле, в медицине, для покрытия элементов СВЧ-техники.

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

Слайд 6. Медь человек начал использовать тоже очень давно, еще с доисторических времен. 7000 лет назад в Древнем Египте были известны медные рудники. Сначала человек научился изготавливать орудия труда и оружие из медных самородков, а за несколько тысяч лет до нашей эры люди научились получать медь из медной руды.

В мире встречаются очень крупные самородки меди, но не часто. Так, в США был найден один из крупнейших самородков, массой 420 тонн, а в России, обнаруженный в районе Печеры, самородок, весил 6 тонн.

Слайд 7, 8. Железо. В жизни человека оно появилось гораздо позднее, чем золото и медь. Его называют «фундаментом цивилизации». С использованием железа начался железный век в истории человечества.

На шумерском языке слово «железо» обозначает «капнувший с неба, небесный», и первое железо, добытое человеком, было из метеоритов. Самый крупный железный метеорит весом 60 тонн был найден в Африке, а во льдах Гренландии нашли метеорит, весивший 33 тонны.

Поскольку потребность человечества в железе постоянно возрастала, а метеоритного железа было недостаточно, огромное значение имело открытие способа получения железа из железных руд. Сейчас мы не можем представить себе нашей жизни без железа и его сплавов, насколько прочно они вошли в нашу жизнь.

3) все металлы, которые в ряду напряжений находятся до олова, встречаются только в виде соединений.

Слайд 9, 10 Это, например, щелочные и щелочноземельные металлы.

Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганических кислот:

Слайд 12. Сульфидов.

Слайд 13. Хлоридов.

Слайд 14. Сульфатов, фосфатов, карбонатов, нитратов.

Слайд 11. И оксидов.

Слайд 15. Оксиды – магнитный железняк Fe ₃ O ₄ , красный железняк Fe ₂ O ₃ , бурый железняк 2Fe ₂ O ₃ •3H ₂ O.

Слайд 16. Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами, а отрасль промышленности, занимающаяся получением металлов из руд – металлургией.

Слайд 17. Металлургия включает два основных направления:

• Черная – это получение железа и его сплавов (сталь и чугун). Черная металлургия включает весь процесс производства металлов: добычу и подготовку руд, топлива, выпуск металла, производство вспомогательных материалов (огнеупоров, кислорода и т.п.). По выплавке черных металлов в докризисные времена наша страна занимала ведущие места в мире. Российская Федерация обладает значительными запасами железных руд: Центрально-черноземный, Северный, Восточно-Сибирский районы. Незначительное количество руды добывается в Западной Сибири. Общие запасы оцениваются в 55 млрд. тонн. Самый крупный производитель черных металлов Уральский экономический район, он дает 40% стали и проката страны. Важнейшие задачи дальнейшего развития черной металлургии в РФ – обновление производственных мощностей, освоение новых технологических процессов и оборудования для выплавки стали.
• Цветная металлургия – это производство всех остальных металлов и их сплавов.

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления. Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для переработки, например, оксидную форму с последующим восстановлением металла. На этом основан пирометаллургический способ.

Физкультминутка « Периодическая система»

Раз – два – руки в горизонтали,

Обе руки в горизонтальной плоскости одновременно вправо – влево;

Три – четыре – руки по вертикали.

Обе руки одновременно резким движением поднимаются вверх и опускаются вниз.

Помни, период – это горизонталь,

Руки на пояс, наклоны туловища вправо и влево;

Ну а группа – это вертикаль!

Руки на пояс, прыжки на месте.

IV. Закреплени е

Слайд 18. Пирометаллургия – это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей: кокса, оксида углерода (II), водорода, или активных металлов.

Если металл в природе встречается в виде солей кислородсодержащих кислот, то соль сначала подвергают термическому разложению:

А если в виде солей бескислородных кислот, то обжигу:

Слайд 19. Затем металлы восстанавливают из оксидов одним из способов:

1. Восстановление углем или угарным газом:
   CuO + C → Cu + CO
   CuO + CO → Cu + CO ₂
2. Водородотермия
   Cr ₂ O ₃ + H ₂ → Cr + H ₂ O
3. Металлотермия
   Fe ₂ O ₃ + Al → Fe + Al ₂ O ₃

Для каждого из этих уравнений подберите коэффициенты методом электронного баланса.

Слайд 20. Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла с последующим вытеснением данного металла более активным. Например:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O, затем проводят реакцию замещения

Этим способом получают в основном цветные металлы: медь, молибден, вольфрам.

Слайд 21. Еще один способ получения металлов – электрометаллургия. Это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). Этим способом получают в основном легкие металлы: Al, Na и др. щелочные металлы, Ca и т.д. При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:

В последнее время большого внимания заслуживают микробиологические методы получения металлов, в которых используется жизнедеятельность некоторых видов бактерий. Например, тионовые бактерии способны переводить нерастворимые сульфиды в растворимые сульфаты. А затем раствор, обогащенный этим сульфатом подают на гидрометаллургическую переработку.

Металлургия – крупный загрязнитель окружающей среды. На ее долю приходится 20% всех промышленных выбросов в атмосферу и сточных вод. Ежегодно металлургические предприятия выбрасывают в атмосферу более 10 млн. тонн вредных веществ, среди которых гигантское количество разнообразных металлов, только один медеплавильный завод, производящий в год 125 тыс. тонн меди, выбрасывает в атмосферу 2 млрд. м 3 газов и 43 тыс. тонн пыли. При этом теряются 6 тыс. тонн меди и сера, которой хватило бы для приготовления 650 тыс. тонн серной кислоты. При открытой добыче руд из хозяйственного оборота изымаются десятки тысяч гектаров земли. Суммарный ущерб, наносимый металлургическим комплексом природе, оценивается 500 млрд. рублей в год. Огромные средства расходуются на строительство очистных сооружений и рекультивацию нарушенных земель. Металлургические центры составляют 30% всех российских городов с загрязненной атмосферой. Можно добывать руду, не нарушая ландшафт, с помощью био- или геотехнологий. С помощью биометодов в США добывают в год 300 тыс. тонн меди, в России около 2,5 тыс. тонн.

Какой метод получения меди с помощью серной кислоты или бактериальный экологически более безопасен?

Бактериальный метод более безопасен с экологической точки зрения, чем если применять кислоты, так как при этом в процессе получения меди не используются агрессивные, вредные вещества и поэтому образуется меньше отходов, вредных для окружающей среды.

Урок "Получение металлов"

Данный урок разработан по учебнику Габриеляна. В урок включены основные сведения по металлургии, изложенные в лаконичной форме.

Содержимое разработки

Тема: Получение металлов

Цель: 1. Познакомить обучающихся с природными соединениями металлов.

2. Сформировать понятия о самородных металлах, минералах, рудах.

3. Ознакомить обучающихся с металлургией и её видами: пиро-, гидро-, электрометаллургией.

Методы, приемы, средства

Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Садитесь. Кто сегодня дежурный? Назовите отсутствующих.

Проверка домашнего задания

1.Какими металлами можно восстановить водород из раствора НС1? 2.Можно ли хранить в железной посуде растворы солей металлов?
Если можно, то соли каких металлов?

3.Какие ионы являются окислителями в молекулах азотной кисло­ты и концентрированной серной кислоты? Какие газообразные продукты при этом могут выделяться?

4.Какие химические реакции могут произойти, если кусочек Са поместить в водный раствор хлорида алюминия? Составить уравнения реакций.

5.Какие из предложенных реакций возможны?
a)Mg + FeCl₂→

в)К + MgCl₂ → (ЩМ будет взаимодействовать с водой)

г)Ag + CuSO₄ → (Ag менее активный металл, чем Сu)

Указать причины, по которым реакции не идут.

Актуализация знаний

Итак, мы продолжаем изучать металлы, поэтому необходимо изучить, откуда они берутся, как их получают и зачем они нужны. Тема сегодняшнего урока – получение металлов.

Изучение нового материала

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.

Активные металлы (до Sn) встречаются только в виде соединений.

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.

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

Гидрометаллургия — это методы восстановления металлов из растворов их солей другими более активными металлами:

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:

5. Закрепление

Предложите цепочку производства олова из SnS. Записать уравнения реакций.

Получение металлов
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Урок 5 (9). Получение металлов

Новое содержание. Самородные металлы, руды и минералы, металлургия, алюмотермия.

Планируемые результаты обучения. Знать важнейшие способы производства металлов.

Цель урока: рассказать о важнейших способах получения металлов.

Демонстрация. Алюмотермия, образцы минералов и руд.

Лабораторные опыты. Знакомство с коллекциями руд.

1. Нахождения металлов в природе. В самородном виде встречаются золото, серебро, платина, которые не реагируют с кислородом (в учебнике сказано — трудно реагируют, это неверно). Другие, более активные металлы (железо, медь) также могут быть найдены в виде самородков, но значительно реже. Их не используют в качестве сырья. Большинство металлов в природе встречаются в виде соединений — оксидов, сульфидов, солей.

Важно объяснить учащимся различие между терминами минерал, горная порода и руда. Природные образования, содержащие минералы металлов в количестве, пригодном для промышленного получения из них металлов, называют рудами. Руды некоторых редких металлов (платиновые металлы, рений, уран) могут содержат доли процента необходимого металла, такую руду первоначально обогащают, получая концентрат. Отметим, что автор в параграфе 12 ошибочно называет мрамор минералом. Это горная порода.

В зависимости от того, где расположен металл в ряду напряжений, можно судить о его нахождении в природе:

• металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия встречаются в природе в виде солей — хлоридов, сульфатов, нитратов, карбонатов;
• металлы от алюминия до ртути — в виде оксидов и сульфидов, реже — в виде карбонатов;
• металлы, располагающиеся в ряду напряжений после водорода, могут встречаться в самородном виде — золото, серебро, платина, реже — ртуть и медь.

Наука о получении металлов из руд называется металлургия. В зависимости от способа извлечения металла из руды выделяют следующие виды металлургических процессов:

2. Металлургия — наука о промышленных способах получения металлов из природного сырья, а также отрасль промышленности, занимающаяся добычей и производством металлов. Металлургическую промышленность делят на черную металлургию (производство железа и его сплавов) и цветную металлургию (производство всех других металлов, кроме железа). Различают несколько основных способов производства металлов.

Пирометаллургией называют процессы восстановления металлов из руд, проводимые при высоких температурах. Она включает восстановление оксидов активными металлами (алюминием — алюмотермия, магнием — магнийтермия), углем, водородом. Методами пирометаллургии получают цинк, олово, свинец, железо, хром, титан, молибден и многие другие металлы.

Сульфидные руды подвергают обжигу:

2CuS + ЗО 2 → 2СuО+2SO 2 .

Оксидные руды и оксиды восстанавливают углём, угарным газом, более активными металлами — алюминием (алюминотермия), магнием (магнийтермия), натрием (натрийтермия):

СuО + С→Сu + СО ; 2А1 + Сr 2 О 3 →2Cr + А1 2 О 3 .

Гидрометаллургия охватывает методы получения металлов из растворов их солей путем электролиза растворов или вытеснением более активным металлом. Так производят медь, кадмий, извлекают золото и серебро.

CuS + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 О

CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Сu

Электрометаллургия занимается получением металлов при помощи электролиза расплавов. Этим способом получают активные металлы — алюминий, натрий, кальций.

2А1 2 О 3 злектролиз →4Аl + ЗО 2 ;

2NaCl злектpолиз →2Na+Cl 2 .

Способ получения данного металла выбирают исходя из его химической активности, а также из типа соединений, в виде которых он встречается в природе.

Из оксидов и некоторых солей металлы выделяют восстановлением. В качестве восстановителя чаще всего используют уголь:

Некоторые металлы восстанавливают действием водорода. Так в промышленности получают тугоплавкие металлы — молибден и вольфрам:

МоО 3 + ЗН 2 = Мо + ЗН 2 О.

Иногда в качестве восстановителя используют другой, более активный металл, например кальций или алюминий (алюмотермия). Термин алюмотермия в настоящее время более распространен, чем алюминотермия, приведенный в учебнике.

Если металл встречается в природе в виде соединений с серой, первоначально его переводят в оксиды путем обжига—нагревания на воздухе или в кислороде:

2ZnS + ЗО 2 = 2ZnO + 2SО 2 ↑.

Карбонатные породы переводят в оксиды нагреванием:

ВаСО 3 = ВаО + CO 2 ↑.

Другим распространенным способом производства металлов является электролиз. Многие активные металлы (натрий, кальций, алюминий) получают электролизом расплавленных солей или оксидов. Малоактивные металлы, например медь, выделяют при пропускании электрического тока через водные растворы их солей:

2CuSO 4 + 2Н 2 О→ 2Cu↓ + 2H 2 SO 4 + О 2 ↑.

Электролиз используют также для очистки металлов (электролитическое рафинирование).

Порошковая металлургия — метод получения слитков тугоплавких металлов, которые вследствие очень высоких температур плавления сложно расплавить и отлить в формы. Позволяет избежать процесса литья. Порошковая металлургия основана на спекании предварительно спрессованного порош ка металла при температуре выше 1000 °С в атмосфере водорода. Затем через брусок из металла пропускают электричеcкий ток, за счет чего он разогревается до температуры плавления, и при этом отдельные его зерна свариваются друг с другом. Полученное изделие подвергают горячей ковке и прокатке. Методом порошковой металлургии получают компактные слитки тугоплавких металлов — молибдена, вольфрама. ниобия, тантала, осмия, платины и др. Используя текст учебника, учащиеся

Читайте также:

  
• Что такое галогениды металлов
  
• Металлические двери клин бастион
  
• Металлический эффект помада эйвон
  
• Контур краска по металлу
  
• Электрохимический ряд активности металлов это