Металлы в природе схема

Обновлено: 16.05.2024

1. Металлы в природе, общие способы получения металлов.

Нахождение металлов в природе
Только в свободном виде
Au, Pt
В свободном виде
и в виде соединений(оксидов,
сульфидов)
Ag, Cu, Hg, Pb b т.д.
Только в виде
соединений
От Li до Sn

3. Золото

Самый большой в мире самородок
золота был найден 19 октября 1872 года на
шахте "Звезда надежды" компании
"Бейерса и Холтермана" в районе Хилл-Энд,
штат Новый Южный Уэльс, Австралия. Этот
золотой самородок имел форму плиты. Ее
габарит составлял: длина 142 см, ширина 66
см, толщина 10 см. Такая "плиточка"
содержала в себе более 82 кг чистого
золота, общий вес плиты с кварцем - 235 кг.
Этот самородок получил название "Плита
Холтермана" и занесен в Книгу рекордов
Гиннеса.

5. Серебро

В 1894 году в шахте «Smuggler Mine» в штате
Колорадо, США, был найден крупнейший в мире
самородок весом 1065 кг. При переплавке из него
получили 835 кг чистого серебра.

7. Сильвинит КСl • NaCl

8. Чилийская селитра NaNO3

9. Глауберова соль Na2SO4 · 10 H2O

10. Гипс CaSO4 • 2Н2О

11. Гипс

12. Известняк СаСО3

13. Мел

14. Апатиты Ca3(PO4)2

15. Магнезит MgCO3

16. Доломит CaCO3 • MgCO3

17. Киноварь HgS

18. Цинковая обманка ZnS (сфалерит)

19. Серный колчедан FeS2 (ПИРИТ)

20. Магнитный железняк Fe3O4

21. Красный железняк Fe2O3

22. Бурый железняк Fe2O3 • Н2О

Минералы и горные породы, содержащие
металлы и их соединения и пригодные для
промышленного получения металлов,
называются рудами.
Отрасль промышленности, занимающаяся
получением металлов из руд, называется
металлургией.

25. 1. Пирометаллургия

Восстановление металлов из руд при высоких
температурах с помощью восстановителей:
углерода, оксида углерода(II), водорода или
металлов алюминия, магния.
Соль → оксид
Соли кислородсодержащих кислот –
термическое разложение:
CuCO3 = CuO + CO2
Соли бескислородных кислот- обжиг:
2ZnS + ЗО2 = 2ZnО + 2SО2

Пирометаллургия – восстановление металлов из
руд при высоких температурах с помощью
восстановителей: углерода, оксида углерода(II),
водорода или металлов алюминия, магния.
t
CuO + H2 ⇒ Cu + H2O (баланс)
t
Al + Fe2O3 ⇒ Fe + Al2O3 (баланс)
t
CuO + CO ⇒ Cu + CO2 (баланс)

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ - извлечение металлов из руд
при помощи водных растворов химических
реагентов с последующим выделением металлов из
растворов
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
3ZnSO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3Zn

28. 2. Гидрометаллургия

1.
2.
Получение металлов из растворов их
солей.
Перевод нерастворимого соединения в
раствор:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Восстановление металла из раствора:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Электрометаллургия – это способы
получения металлов с помощью
электрического тока
(электролиза).
2NaCl → 2Na + Cl2
MgBr2 → Mg + Br2

30. Микробиологические методы получения металлов.

Большого внимания заслуживают
микробиологические методы получения металлов, в
которых используется жизнедеятельность некоторых
видов бактерий. Например, так называемые тионовые
бактерии способны переводить нерастворимые
сульфиды в растворимые сульфаты. В частности, такой
бактериальный метод применяется для извлечения
меди из ее сульфидных руд непосредственно на месте
их залегания. Далее рабочий раствор, обогащенный
сульфатом меди(II), подается на
гидрометаллургическую переработку.

Урок по теме: «Нахождение металлов в природе и общие способы их получения»

Цели урока: создать условия учащимся для формировния представлений о металлургии, способах получения металлов разной степени активности из минералов, горных пород и руд, ознакомить учащихся с природными соединениями металлов; развивать умение составления уравнений химических реакций.

- образовательные: ; уметь устанавливать причинно-следственные связи смежду «составом», «химическими свойствами» и «получением металла»;

- развивающие: развитие умений сравнивать, обобщать, правильно формулировать задачи и излагать мысли; развитие логического мышления, внимания и умения работать в проблемной ситуации;

- воспитательные: формирование у учащихся познавательного интереса к химии; воспитание таких качеств характера, как настойчивость в достижении цели, интереса и любви к предмету через содержание учебного материала, умение работать в коллективе, взаимопомощи, культуры общения.

Планируемые результаты:

Предметные:

- научатся : составлять уравнения реакций, лежащих в основе получения металлов;

- получат возможность научиться: приводить примеры уравнений реакций, лежащих в основе промышленных способов получения чугуна и стали.

Метапредметные:

- регулятивные: у читывают правило в планировании и контроле способа действия;

- познавательные: используют поиск необходимой информации для выполнения учебных заданий с использованием учебной литературы;

- коммуникативные: учитывают разные мнения и стремятся к координации различных позиций в сотрудничестве.

Личностные: появляется гордость за российскую науку

Термины: металлургия, руды, минералы, гидрометаллургия, пирометаллургия, электрометаллургия.

Оборудование: таблицы «Руды металлов», коллекция «Минералы и горные породы».

Тип урока: урок формирования новых знаний.

1. Организационный момент ( мотивация учащихся к активной познавательной деятельности). Учитель Приветствует учащихся, отмечает отсутствующих.

2. Актуализация знаний .Проверка домашнего задания. Учитель просит учащихся собрать рабочие тетради для проверки домашнего задания за это время раздает им карточки с заданиями на 15-20 минут.

Проверочная работа: «Общие химические свойства металлов»

Закончите уравнениявозможныхреакций:

Вариант 1Вариант 2

5). Cu + ZnCl ₂ → 5). Fe + MgCl ₂ →

Вариант 3Вариант 4

5). Cu + MgCl ₂ → 5). Ag + FeCl ₂ →

Учитель по истечению времени самостоятельной работы просит ребят собрать листочки и поставить их на его стол. Далее раздает им рабочие тетради и приступает к объяснению материала.

3. Объяснение материала ( формирование научного типа мышления, владения химической терминологией ). Учитель сообщает тему и цели урока. Учащиеся записывают тему урока в тетрадях.

Учитель: Как вы думаете, ребята, в каком виде встречаются металлы в природе?

Учащиеся: Металлы встречаются в природе в самородном и связанном виде.

Учитель: Оказывается, о нахождении металла в природе можно судить в зависимости от его расположения в ряду напряжений.

Для наглядности и легкого запоминания учитель предлагает схему «Металлы в природе»

Схема 2. Металлы в природе

Учитель: Обращает внимание учащихся на схему «Металлы в природе» и подводит итог: большинство металлов в природе существует в связанном состоянии, т.е. в виде различных природных соединений. Химические природные соединения металлов называют минералами. Минералы в основном встречаются в виде оксидов либо в виде сульфидов.

Схема 3. Минералы железаСхема 4. Сульфидные минералы

Минералы входят в состав горных пород и руд.

Природные образования, содержащие минералы металлов, пригодные для промышленного получения из них металлов, называют рудами. Наука о получении металлов из руд называется металлургией. В зависимости от способа извлечения металла из руды выделяют следующие виды металлургических процессов:

1.Пирометаллургия – это метод извлечения металлов из руд под действием высоких температур.

Сульфидные руды подвергают обжигу:

2 CuS + 3 O ₂ → 2 CuO + 2 SO ₂

Оксидные руды и оксиды восстанавливают водородом, углем, угарным газом, более активными металлами – алюминием (алюминотермия), магнием (магнийтермия).

2.Гидрометаллургия – это метод получения металлов, основанный на химических реакциях, происходящих в растворах. Гидрометаллургия включает 2 способа:

a ). Получение из различных руд растворимых солей металла

б). Восстановление металла из раствора соли с помощью различных восстановителей ( H ₂ , C , CO , Me )

3.Электрометаллургия – это метод получения металлов из их солей, и оксидов под действием электрического тока.

2 NaCl _{(расплав)} → 2 Na + Cl ₂

Металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия включительно, можно получить электролизом только расплавов оксидов и солей. Менее активные металлы можно восстановить электрическим током из растворов солей.

4. Домашнее задание: записи в тетрадях и задания:

1). Предложите технологическую цепочку производства свинца из минерала галенита PbS . Запишите уравнения реакций.

2). Сколько килограммов меди получается из 120т обогащенной горной породы, содержащей 20% сульфида меди ( I ), если выход меди составляет 90% от теоретически возможного?

5. Рефлексия:

ü С какими трудностями вы столкнулись при изучении этой темы и как вы решили эту проблему?

Урок по химии: "Металлы в природе. 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.

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».

развитие умений сравнивать, обобщать, правильно формулировать задачи и излагать мысли;
развитие логического мышления, внимания и умения работать в проблемной ситуации.

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.

Оформление и наглядность: таблица размещается на доске.

План урока

1. Организационный момент.
2. Промежуточный контроль знаний.
3. Изучение новой темы.
4. Закрепление.
5. Домашнее задание.

I. Организационный момент

Проверяется готовность к уроку, раздаются листы с тестом (Приложение 2), инструкции для выполнения лабораторной работы (Приложение 4), лотки с демонстрационным материалом – коллекция оксидных руд железа, план урока (Приложение 1), лист наблюдений (Приложение 4), объявляются этапы урока.

Вступительное слово учителя. На этом уроке мы будем рассматривать новую тему «Металлы в природе. Общие способы их получения». Для этого нам нужно вспомнить материал, который мы уже прошли в темах «Химические свойства металлов», «Сплавы». Сейчас мы выполним тест по этим темам.

II. Промежуточный контроль знаний по темам «Химические свойства металлов», «Сплавы»

Учащиеся выполняют тест – 5 минут (Приложение 2). После того, как учащиеся выполнят тест, необходимо обменяться вариантами, проверить работу соседа и поставить оценку, затем тесты передать на проверку учителю. Учитель просит класс поднять руки, кто написал тест на 5 или 4 балла. На закрытой доске открывают заранее подготовленные ответы теста для самопроверки.

III. Изучение новой темы

Объяснение учителя с опорой на знания учеников. Весь материал разбит на три блока, каждый включает актуализацию темы, объяснение нового материала, закрепление.

Объяснение учителя. В повседневной жизни нас окружает множество металлических изделий. Мы с вами познакомились с физическими, химическими свойствами металлов, а также со сплавами, которые образуют эти металлы, но до сих пор нам ничего неизвестно в каком виде встречаются металлы в природе, как их получают и как это связано с химическими свойствами металлов. На этом уроке мы рассмотрим эти увлекательные вопросы. Для того чтобы изучать материал было легче, мы разделим тему на несколько составляющих тем.

1. Металлы в природе

Актуализация знаний.

1.Что такое электрохимический ряд напряжений? (Это ряд металлов, расположенных в зависимости от их восстановительной способности.)
2. Что такое восстановительная способность металлов? (Это способность атомов металлов отдавать электроны в химических реакциях.)
3. Как изменяется восстановительная способность металлов в электрохимическом ряду напряжений? (В электрохимическом ряду напряжений слева направо восстановительная способность атомов металлов уменьшается).

Новый материал

Сегодня мы рассмотрим не только нахождение металлов в природе, но и, как связаны между собой химическая активность металлов и нахождение металлов в природе.
Объяснение учителя, заполнение таблицы на доске, сопровождающееся объяснением учителя с опорой на знания учеников, и в тетрадях. Демонстрация слайдов №1, №3-10 (тема «Получение металлов»)

Природные соединения алюминия

*Место металла в 2-й, 3-й, или 4-й колонках определяется учениками, после рассмотрения образцов на слайдах коллекции.

Коллективное устное обсуждение таблицы с классом

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 химическое соединение, содержащее металл в количествах,
соединение пригодных

Составим еще одну классификацию природных соединений металлов по признаку принадлежности минералов к одному из классов неорганических соединений

Минералы, руды

Таблица заполняется учениками по учебнику [2], работа в парах. Затем проверяется – вызванный ученик зачитывает свой вариант, и учитель предлагает классу составить третью классификацию природных соединений металлов по кислотному остатку минералов, заполнить вторую колонку таблицы № 2, работа в парах. Затем учитель вызывает пару учеников, которые зачитывают свой вариант, и обсуждают его с классом. (Приложение 3)

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.)

2. Металлургия – наука и отрасль промышленности, изучающая получение металлов из руд

Актуализация знаний

1. Что такое руды? (Руды – это минералы, содержащие металл в количествах, достаточных для получения его в промышленности.)
2. Какие руды вам известны? (Руды бывают оксидные, сульфидные, карбонаты, сульфаты, хлориды, нитраты.)

Объяснения учителя с опорой на знания учеников

– Ребята, как вы думаете, из каких руд легче всего получить металл в чистом виде и почему?
Наиболее пригодны для получения металлов оксидные руды, затем сульфидные, следующие карбонатные руды и сульфаты. Например, железо получают именно из оксидных руд, поэтому такие руды имеют наибольшее значение. Следующими считаются сульфидные руды железа. Среди оксидных руд железа наиболее удобен для переработки магнитный железняк Fe3O4, так как там наибольший процент содержания железа по сравнению с другими образцами.
Учащиеся рассматривают коллекцию руд железа (работа в группах), выполняют по инструкции (Приложение 4) исследование физических свойств руд железа, записывают результаты в лист наблюдений, предварительно обсудив в группе. Работа в группах, с распределением функций участников: руководитель, выполняющий эксперименты, ученик, который ведет протокол, то есть пишет уравнения реакций и наблюдения. В процессе выполнения работы в группе коллективно выставляют каждому оценку. Результаты обсуждаются в классе

Лабораторная работа «Исследование физических свойств оксидных руд железа»

*Текст, выделенный темным шрифтом, заполняется учащимися

1. Какие руды наиболее пригодны для получения металлов? (Наиболее удобны для получения металлов оксидные руды, затем сульфидные, карбонатные, сульфатные)
2. Какая руда железа и почему, из рассмотренных в лабораторной работе, наиболее пригодна для промышленной обработки? (Магнитный железняк, так как в нем в нем самый высокий процент содержания железа)

3. Общие способы получения металлов, сопровождающие их химические процессы

Актуализация знаний

1. Написать схему восстановления металлов из ионов. (Me +n + ne ––> Me 0 )
2. Что такое чугун? (Чугун – сплав на основе железа, содержащий от 2 – 4,5 %% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу)
3. Что такое сталь? (Сталь – сплав на основе железа, содержащий не менее 2% углерода)

Новый материал

Объяснение учителя, демонстрация химических реакций, параллельно запись реакций в тетрадь, на доске учениками с помощью учителя.
В зависимости от способа извлечения металла из руды выделяют следующие виды металлургических процессов

Схема

1. Электрометаллургия – выделение металлов из их солей и оксидов плд действием электрического тока

Демонстрация слайда №2 (тема «Получение металлов»)

2. Гидрометаллургия – методы получения металлов, основанные на химических реакциях, протекающих в растворах

3. Пирометаллургия – методы извлечения металлов из руд под действием высоких температур. Оксидные руды и оксиды восстанавливают углем, оксидом углерода (II), более активным металлами (алюминий, магний, натрий)

Демонстрация видео слайда №11 (тема «Получение металлов»)

Сульфидные руды подвергаются обжигу:

Демонстрация слайдов № 3, 4, 5 (тема «Железо»)

Доклад или презентация заранее готовятся группой учеников, где распределены роли среди участников: руководитель, помощники, докладчик. В сданной учителю работе должны быть выставлены оценки самими исполнителями работы, а также она оценивается классом, если есть или высказываются замечания. Доклад обсуждается с классом.

Закрепление темы

1. С какими видами металлургических процессов вы сегодня познакомились? (В зависимости от способа получения металлов выделяют пиро-. гидро-, электрометаллургия)
2. Какие этапы переработки железа вы знаете? (От руды к чугуну, от чугуна к стали)

IV. Закрепление

Выполнить упражнение 6,7 из рабочей тетради, тема «Получение металлов» [3]

Затем с помощью учителя ученики делается вывод по уроку.

Вывод по уроку. Сегодня мы рассмотрели нахождение металлов в природе и получение металлов.

1. Как вы думаете от чего зависит, в какой форме будет находиться металл в природе?
(Форма нахождения металла в природе зависит от химической активности металла)
2. От чего зависит способ переработки руды для получения металла? (Способ получения металла зависит от вида, в котором находится металл в природе, то есть от руды.)

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.

Формулируется проблемный вопрос, для домашнего задания, выставляются оценки за урок.

V. Домашнее задание

Проблемный вопрос. Как строение атомов металлов влияет на способы получения металлов?
Параграф 9 «Получение металлов», страница 71-74, упражнение 2-5[2]
рабочая тетрадь, страница 69, упражнение 6,7 [3], кто не успел в классе

Список литературы.

1. Химия 9 класс. Металлы. Получение металлов, Железо Мультимедийное приложение к учебнику О.С.Габриеляна. Электронное учебное издание. ООО «Дрофа» 2011.
2. Габриелян О.С. Химия 9 класс. Учебник , М.: Дрофа, 2011.
3. Габриелян О.С., Яшукова А.В., Рабочая тетрадь 9 кл. О.С.Габриелян «Химия, 9 класс». М., Дрофа, 2011.
4. Шпаусус З. Путешествие в мир химии, «Просвещение», М., 1967.

Нахождение металлов в природе. Общие способы получения металлов. 9 класс

1. Нахождение металлов в природе. Общие способы получения металлов.

2. Металлы в природе

Активные металлы
Na, K, Ca, Ba, Mg
Металлы средней
Активности
Благородные
металлы
Au, Pt, Ag
Fe, Al, Zn, Pb,Cu,Ni
В виде солей:
Хлоридов – NaCl, KCl,
Фторидов - CaF2,
Сульфатов CaSO4,
MgSO4, BaSO4,
КарбонатовCaCO3, MgCO3, FeCO3
Нитратов –
NaNO3, KNO3
Фосфатов – Ca3(PO4)2
Силикатов -
В виде оксидов
Fe3O4, Cr2O3, SnO2
В виде сульфидов
СuS, FeS, ZnS,
PbS, HgS
В самородном
состоянии - в
чистом виде

Природные
минералы,
содержание металлов в которых
представляет промышленный
интерес, называются РУДАМИ.

4. МЕТАЛЛУРГИЯ- промышленный способ получения металлов.

Только некоторые металлы (золото,
платина) находятся в природе в
свободном (самородном) состоянии.
Металлы, расположенные в ряду
напряжений металлов между оловом и
золотом, встречаются как в свободном
состоянии, так и в виде соединений.
Большинство же металлов находятся в
природе в виде соединений (оксиды,
сульфиды, карбонаты и т.д.)

5. М Е Т А Л Л У Р Г И Я

МЕТАЛЛУРГИЯ
Задача металлургии – получение металлов
из их соединений.
Любой металлургический процесс является
процессом восстановления ионов металла
различными вос-становителями.
Me+n +nē = Me0
В зависимости от метода проведения
процесса восстановления различают
несколько способов получения металлов.

6. М Е Т А Л Л Ы

7. ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ - восстановление безводных соединений при высоких температурах.

Восстановители:
углерод
и оксид углерода (II)
(карботермия);
алюминий, магний и др.
металлы (металлотермия);
водород (водородотермия).

8. ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Карботермия.
Восстановители: C и CO.
Например:
Если руда является сульфидом металла, её предварительно
переводят в оксид путём окислительного обжига (обжиг с
доступом воздуха).
Например:
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
Затем оксид металла восстанавливают углём.
Например:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
ZnO + C = Zn + 2CO↑
Так получают: Fe,
Cu, Pb, Sn, Cd, Zn

9. ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Металлотермия.
В качестве восстановителей используют химически
более активные металлы: Al, Mg, Ca, Na.
Например:
Cr2O3 + 3Al =2Cr + Al2O3
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2
Обычно получают те металлы (и их сплавы), которые
при восстановлении их углём образуют карбиды.
Так получают: Mn, Cr, Ti, Mo, W, V и др.

10. ПИРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Водородотермия.
Восстанавливают металлы из их оксидов H2.
Например:
MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2
Оксиды активных металлов (MgO, CaO, Al2O3 и др.)
водородом не восстанавливаются.
Получают металлы большей чистоты:
Cu, Ni, W, Fe, Mo, Cd, Pb

11. ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ – восстановление электрическим током.

12. ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Электролиз расплавов.
Например:
NaCl = Na+ + Cl- (расплав)
K(-)
A(+)
Na+ + ē = Na0
2
2Cl- - 2ē = Cl2↑ 1
эл-лиз
2NaСl →
2Na + Cl2↑
Получаемые металлы: Be, Mg, Ca (из расплавленных
хлоридов), Al (из расплавленного оксида)

13. ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Электролиз растворов.
Например:
K(-)
A(+)
NiSO4 = Ni2+ + SO42-
Ni2+ +2ē = Ni0
2
2H2O - 4ē = O2↑ + 4H+ 1
эл-лиз
2NiSO4 + 2H2O →
2Ni + O2↑ + 2H2SO4
Получаемые металлы: Zn,
Cd, Co, Mn, Fe

14. ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ – восстановление из растворов солей.

Металлы,
входящие в
состав руды,
переводят в
раствор, а затем
восстанавливают
более активным
металлом.

15. ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Восстановление металлов из
руд с помощью серной кис-лоты
– один из основных процессов
гидрометаллургии.
Например:
CuO + H2SO4 = CuSO4+ H2O
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
Получаемые металлы:
Cd, Ag, Au, Cu, Zn, Mo и др.
Получение меди

16. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

Задания с выбором ответа.
1. Реакция возможна между
1) Ag и K2SO4 (р-р)
2) Zn и KCl (р-р)
3) Mg и SnCl2 (р-р)
4) Ag и CuSO4 (р-р)
2. Какой из металлов вытесняет железо из
сульфата железа (II)?
1) Cu 2) Zn 3) Sn
4) Hg

17. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

3. Какой из металлов вытесняет медь из сульфата меди (II)?
1) Zn
2) Ag
3) Hg
4) Au
4. Формула вещества, восстанавливающего оксид меди (II), - это
1) CO2
2) H2 3) HNO3 4) Cl2
5. Формула вещества, не восстанавливающего оксид
железа (III), 1) HCl
2) Al
3) H2
4) C

18. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

6. Для осуществления превращений в соответствии со схемой:
Al(OH)3 → AlCl3 → Al необходимо последовательно
использовать
1) хлор и водород
2) хлорид натрия и водород
3) хлороводород и цинк
4) соляную кислоту и калий
7. Пирометаллургический метод получения металлов отражает
реакция:
1) HgS + O2 → Hg + SO2
2) CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
Эл - из
3) 2NaCl ----→ 2Na + Cl2
4) CuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu

19. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

8. Гидрометаллургический метод получения металлов отражает реакция:
1) HgS + O2 → Hg + SO2
2) CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
Эл - из
3) 2NaCl ------→ 2Na + Cl2
4) AlCl3 + 3K → Al + 3KCl
9. В качестве восстановителя при выплавке железа в промышленности
наиболее часто используют
1) водород
2) алюминий
3) натрий
4) кокс

20. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

10. Оксид углерода (II) проявляет восстановительные
свойства при нагревании с
1) N2
2) H2S
3) Fe
4) Fe2O3

21. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

Задания с кратким ответом.
1. При электролизе раствора AgNO3 на катоде
выделяется
1) серебро
2) водород
3) серебро и водород
4) кислород и водород

22. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

6. Верны ли следующие суждения о промышленных способах
получения металлов?
А. В основе пирометаллургии лежит процесс восстановления
металлов из руд при высоких температурах.
Б. В промышленности в качестве восстановителей используют
оксид углерода (II) и кокс.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

23. Примеры заданий по теме: «Общие способы получение металлов».

Задания с развёрнутым ответом.
1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых
можно осуществить превращения:
Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2 → Х → Сu → CuSO4
Укажите условия протекания реакций.
2. Даны вещества: алюминий, оксид марганца (IV),
водный раствор сульфата меди и концентрированная соляная кислота.
Напишите уравнения четырёх возможных реакций
между этими веществами.

Урок в 9-м классе "Общие способы получения металлов"

Цель урока: познакомить с природными соединениями металлов и с самородными металлами; дать понятие о рудах и металлургии, рассмотреть такие ее разновидности, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, термическое разложение соединений металлов, продемонстрировать лабораторные способы получения металлов и с помощью фрагментов медиалекции ознакомить с промышленным производством металлов.

Оборудование: компьютер, видеопроектор, коллекция “Минералы и горные породы”, прибор для получения газов, лабораторный штатив, пробирки, спиртовка, фарфоровые ступки.

Реактивы: оксид меди(II), соляная кислота концентрированная, цинк гранулированный, термит (смесь порошков алюминия и оксида железа (Ш), раствор сульфата меди и железный гвоздь.

I. Организационный момент. Проверка домашнего задания.

1. Написать уравнения реакций взаимодействия между веществами:

г) Zn c CuSO₄; Al c NaOH; Be c KOH.

2. Расставить коэффициенты, найти окислитель и восстановитель в уравнениях реакций:

3. Все уравнения реакций учащиеся сверяют с экраном, где спроецированы данные уравнения реакций (фрагмент медиалекции “Общие свойства металлов”). (CD) Обобщение общих химических свойств металлов проводится по схеме “Общие свойства металлов”.

4. Завершим рассмотрение схемы, мы не разобрали нахождение металлов в природе и способы их получения.

II. Природные соединения металлов.

- Могут ли металлы находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии? Если могут, то, какие это металлы?

Ответ очевиден, это металлы низкой химической активности. Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества или в виде сложного вещества.

Металлы в природе встречаются в трёх формах: 1) в свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы ? самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою. Хотя он и напоминал серебро (по-испански ? plata), но был почти нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота. Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку. Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения самородной платины в виде зерен. 2) в самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово; 3) все металлы, которые в ряду напряжений находятся до олова, встречаются только в виде соединений.

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

сульфидов ? серный колчедан FeS₂, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

оксидов – магнитный железняк Fe₃O₄, красный железняк Fe₂O₃, бурый железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe₂O₃ • Н₂О.

Ещё в середине II тысячелетия до н. э. в Египте было освоено получение железа из железных руд. Это положило начало железному веку в истории человечества, который пришёл на смену каменному и бронзовому векам. На территории нашей страны начало железного века относят к рубежу II и I тысячелетий до н. э.

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

III. Получение металлов.

- 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, 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. Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей неметаллических ? кокс, оксид углерода (II), водород; металлических ? алюминий, магний, кальций и другие металлы. .

Демонстрационный опыт 1. Получение меди из оксида с помощью водорода.

Cu +2 O + H₂ = Cu 0 + H₂O (водородотермия)

Демонстрационный опыт 2. Получение железа из оксида с помощью алюминия.

Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению:3Fe₂ O₃ + H₂ = 2Fe₃ O₄ + H₂O или 3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂ , а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления:

Просмотр медиалекции . (CD)

Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:

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

Демонстрационный опыт 3. Взаимодействие железа с раствором медного купороса.

Таким способом получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий и другие металлы.

Электрометаллургический способ.

Это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). Просмотр фрагмента медиалекции. (CD)

Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы. При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:

катод Na + + e > Na 0 ¦ 2

анод 2Cl ? ?2e > Cl₂ 0 ¦ 1

суммарное уравнение: 2NaCl = 2Na + Cl₂

Современный рентабельный способ получения алюминия был изобретен американцем Холлом и французом Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет Al₂O_3, как вода растворяет сахар. Электролиз “раствора” оксида алюминия в расплавленном криолите происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия ? электролитом.

катод Al 3+ +3e —> Al 0 ¦ 4

В английской “Энциклопедии для мальчиков и девочек” статья об алюминии начинается следующими словами: “23 февраля 1886 года в истории цивилизации начался новый металлический век - век алюминия. В этот день Чарльз Холл, 22-летний химик, явился в лабораторию своего первого учителя с дюжиной маленьких шариков серебристо-белого алюминия в руке и с новостью, что он нашел способ изготовлять этот металл дешево и в больших количествах”. Так Холл сделался основоположником американской алюминиевой промышленности и англосаксонским национальным героем, как человек, сделавшим из науки великолепный бизнес.

Термическое разложение соединений.

Железо взаимодействует с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и температуре 100-200 0 , образуя пентакарбонил: Fe + 5CO = Fe (CO)₅

Пентакарбонил железа-жидкость, которую можно легко отделить от примесей перегонкой. При температуре около 250 0 карбонил разлагается, образуя порошок железа: Fe (CO)₅ = Fe + 5CO.

Если полученный порошок подвергнуть спеканию в вакууме или в атмосфере водорода, то получится металл, содержащий 99,98– 99,999% железа. Еще более глубокой степени очистки железа (до 99,9999%) можно достичь методом зонной плавки.

Таким образом, мы познакомились с природными соединениями металлов и способами выделения из них металла, как простого вещества.

IV. Закрепление темы.

Выполнить тестовые задания:

1. Укажите справедливые утверждения: а) все элементы d- и f-семейств являются металлами; б) среди элементов р-семейства нет металлов; в) гидроксиды металлов могут обладать как основными, так амфотерными и кислотными свойствами; г) металлы не могут образовывать гидроксиды с кислотными свойствами.

2. В каком ряду приведены символы соответственно самого твердого и самого тугоплавкого металлов? а) W, Ti; б) Cr, Hg; в) Cr, W; г) W, Cr,

3. Укажите символы металлов, которые можно окислить ионами Н + в водном растворе кислоты: а) Cu; б) Zn; в) Fe; г) Ag.

4. Какие металлы нельзя получить в достаточно чистом виде, восстанавливая их оксиды коксом? а) W; б) Cr; в) Na; г) Al.

5. С водой только при нагревании реагируют: а) натрий; б) цинк; в) медь; г) железо.

6. Какие утверждения для металлов неверны: а) металлы составляют большинство элементов Периодической системы; б) в атомах всех металлов на внешнем энергетическом уровне содержится не более двух электронов; в) в химических реакциях для металлов характерны восстановительные свойства; г) в каждом периоде атом щелочного металла имеет наименьший радиус.

7. Отметьте формулу оксида металла с наиболее выраженными кислотными свойствами:

8. В каких парах обе из реакций, схемы которых приведены ниже, позволяют получить металл? а) CuO + CO—> и CuSO₄ + Zn —> б) AgNO₃ —> и Cr₂O₃ + Al в) ZnS + O₂ и Fe₂O₃ + H₂ —> г) KNO₃ —> и ZnO + C.

9. В атомах каких металлов в основном состоянии на энергетическом d- подуровне содержится пять электронов? а) титана; б) хрома; в) сурьмы; г) марганца.

10. Какой минимальный объем (н. у.) оксида углерода (II) нужен для восстановления 320 г оксида железа (III) до магнетита? а) 14,93 л; б) 15,48 л; в) 20,12 л; г) 11,78 л.

Читайте также: