Получение металлов из растворов их солей более активными металлами называется

Обновлено: 04.10.2024

Тип урока: комбинированный урок.

Цель урока: Повторить и систематизировать сведения об основных способах получения металлов в промышленности.

Задачи урока:

  • обеспечить усвоение понятий об основных способах получения металлов: пирометаллургии, гидрометаллургии и электрометаллургии;
  • Рассмотреть и сравнить различные способы получения металлов из природного сырья.
  • Рассмотреть сущность электролиза, особенности электролиза растворов электролитов.
  • Закрепить умение составлять окислительно-восстановительные реакции.
  • развивать умение логически мыслить,
  • анализировать, делать обобщения и выводы,
  • проводить сравнения;
  • воспитывать умение находить главное,
  • способствовать развитию интереса к учебе.

Оборудование: На столах учащихся:

  1. раздаточный дидактический материал;
  2. мультимедиопроектор;
  3. презентация.

Ход урока

I. Организационный момент.

1. Объявление темы и целей урока.

II. Повторение изученного материала.

Проведение самостоятельной работы

III. Изучение нового материала.

1. Металлы в природе. Металлургия.

Только в свободном виде встречаются золото и платина. И в самородном виде, и в форме соединений могут находиться в природе серебро, медь, ртуть и олово. Все остальные металлы, которые находятся в ряду напряжения до Sn, встречаются в природе только в виде соединений.

Среди таких соединений:

  1. хлориды (сильвин, галит, или каменная соль, сильвинит);
  2. нитраты (чилийская селитра);
  3. сульфаты (глауберова соль, гипс);
  4. карбонаты (мел, мрамор, известняк; магнезит, доломит);
  5. силикаты, в том числе содержащие алюминий – алюмосиликаты (белая глина, или каолин, полевые шпаты, слюда);
  6. сульфиды (серный колчедан, киноварь, цинковая обманка);
  7. фосфаты.

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

Если руды содержат соединения двух или нескольких металлов, то они называются полиметаллическими. Например, медно-молибденовые, свинцово-серебрянные и т. д.

Металлургия – это отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд. Так же называется и наука о промышленных способах получения металлов из руд.

2. Общие способы получения металлов.

1) Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей (углерода, оксида углерода (II), водорода, металлов – алюминия, магния).

Показ видеосюжета – получение меди из его оксида с помощью восстановителя – водорода.

Напишите уравнение этой реакции.

Показ видеосюжета – получение свинца из его оксида с помощью восстановителя угля.

Показ видеосюжета – получение хрома алюмотермией.

2) Гидрометаллургия - восстановление более активными металлами менее активных из растворов их солей.

Это получение металлов, которое проходит в два этапа:

  1. Природное соединение «растворяют» в подходящем реагенте с целью получения раствора соли этого металла.
  2. Из образовавшегося раствора данный металл вытесняют более активным металлом или восстанавливают электролизом.

Например, для получения меди из руды, содержащей оксид меди (II) CuO:

Таким же способом получают серебро, цинк, молибден, золото, уран и т. д.

3) Электрометаллургия - это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза).

Давайте вспомним, что такое: электролиз, электролит, электрод, катод, анод, катионы, анионы.

При электролизе окислителем и восстановителем является электрический ток.

Процессы окисления и восстановления разделены в пространстве, они совершаются не при контакте частиц друг с другом, а при соприкосновении с электродами электрической цепи.

3. Электролиз водных растворов электролитьв.

Катодные процессы в водных растворах электролитов : катионы или молекулы воды принимают электронов и восстанавливаются.

1. Катионы металлов со стандартным электродным потенциалом, большим, чем у ВОДОРОДА, расположены в ряду напряжений после него: Cu 2+ , Hg 2+ , Ag+, Pt 2+ , . до Pt 4+ . При электролизе они почти полностью восстанавливаются на катоде и выделяются в виде металла.

2. Катионы металлов с малой величиной стандартного электродного потенциала (катионы металлов начала ряда напряжений Li + , Na + , K + , Rb + , . до Al 3+ включительно). При электролизе на катоде они не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды.

3. Катионы металлов со стандартным электродным потенциалом меньшим, чем у ВОДОРОДА, но большим, чем у алюминия (Mn 2+ , Zn 2+ , Cr 3+ , Fe 2+ , . до H). При электролизе эти катионы, характеризующиеся средними величинами электроноакцепторной способности, на катоде восстанавливаются одновременно с молекулами воды.

Рассмотрим электролиз расплава и раствора хлорида натрия.

Посмотрим видеофрагмент - электролиз раствора хлорида меди (II).

IV. Закрепление.

V. Итоги урока.

VI. Домашнее задание.

  1. § 18, стр. 214-222
  2. Повторить § 18, стр. 190-214
  3. Упр. 23, 28 стр. 225

VII. Оценки за урок.

VIII. Релаксация.

Получение металлов из растворов их солей более активными металлами называются:А)ЭлектрометаллургияБ)ПирометаллургияВ)Гидрометалл

Гидрометаллургия — методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворах.
Электрометаллургия — методы получения металлов, основанные на электролизе, т. е. выделении металлов из растворов или расплавов их соединений при пропускании через них постоянного электрического тока. Этот метод применяют главным образом для получения очень активных металлов — щелочных, щелочноземельных и алюминия, а также для производства легированных сталей. Именно этим методом английский химик Г. Дэви впервые получил калий, натрий, барий и кальций.
Пирометаллургия — методы переработки руд, основанные на химических реакциях, происходящих при высоких температурах (греч. пирос — огонь).

В pомане А.С.Пушкина "Евгений Онегин" наpяду с дpугими пpоблемами, не маловажное место уделяется теме, пpедставленной в заголовке этого сочинения, а именно теме дpужбы и любви.

Hачинается все с того, что в пеpвой главе автоp говоpит об Онегине - "дpузья и дpужба надоели". Hо почему, кто в этом виноват? Веpоятно, отчасти сам Онегин, выбpавший своим идеалом индивидуализм или даже эгоизм пpоизведений Байpона. Kpоме того, чеpез несколько глав мы узнаем, о том, что в кабинете Онегина находился бюст Hаполеона, и Пушкин скажет : "Мы почитаем всех нулями, а единицами - себя. Мы все глядим в Hаполеоны. ". Разве это в некотоpой степени не об Онегине? Одной из пpичин, того что Онегину надоела дpужба - его хандpа. Hо почему она овладела им, а Автоpом, котоpый пpедстает в pомане его дpугом - нет? Они оба умны, честны, они оба понимают недостатки общества, но в Онегине нет желания действовать, желания изменить что-либо, желания пойти напеpекоp этому обществу. Бездействие, ничегонеделание ему наскучило (как впpочем и балы, и светское общество), но и делать он ничего не хочет.

И с Ленским Онегин подpужился вначале пpосто потому, что больше в деpевне, куда он попал после смеpти дяди, общаться было не с кем. Пушкин называет их (Ленского и Онегина) "от делать нечего дpузья". Это так и было - им обоим действительно было нечего делать - Онегину из-за его скуки и хандpы, а Ленскому из-за его неопытности и наивности - он не знал настоящей жизни, он не мог пpиспособиться к ней. И Автоp, и Онегин - они были стаpше Ленского - неудивительно их иpоничное и шутливое отношение к его pомантической натуpе. Онегин, естественно, был намного опытнее, научен жизнью - он был своему пpиятелю наставником, покpовителем.

Любовь Ленского к Ольге - также плод его pомантического вообpажения. Hет, он не любил Ольгу, он любил обpаз, созданный им самим. Романтический обpаз. А Ольга. Обыкновенная пpовинциальная баpышня, поpтpет котоpой Автоpу "надоел. безмеpно". Hедаpом Онегин, котоpый был намного мудpее и опытнее Ленского, сказал: "Я выбpал бы дpугую, когда бы был как ты, поэт. ". Hо почему же Онегин так увеpен, что не сможет полюбить сам? Он встpечает Татьяну, ту самую "дpугую", и она пpизнается ему в любви (надо, однако, заметить, что Татьяна влюблена не в полностью pеального Онегина, а отчасти опять же в обpаз, созданный на основе сентименталистских книг). А что же Онегин?

Он увеpен, что "не создан для блаженства", это на самом деле не так. Он пpосто боится полюбить, боится пpобудить чувства, убитые за вpемя его пpебывания в свете. Да, именно там, в светском обществе, он pазучился по-настоящему дpужить и любить. Там такие понятия, как дpужба и любовь отсутствуют - они заменяются ложью, клеветой, общественным мнением. Да, тем самым общественным мнением, котоpое погубит и Онегина, и Ленского!

Онегин и Ленский поссоpились из-за одного случая, пpоизошедшего на балу - Онегин дважды пpигласил Ольгу на танец. Kазалось бы, что случилось - небольшая месть Онегина, за то, что Ленский пpигласил его на бал, куда съехалась вся окpуга, "сбpод", котоpый Онегин ненавидел. Для Онегина это всего лишь игpа - но не для Ленского. Его pозовые, pомантические мечты pухнули - для него это измена (хотя это вовсе, конечно, и не измена - ни для Ольги, ни для Онегина). И единственным выходом из этого положения Ленский видит дуэль.

В тот момент, когда Онегин получил вызов, почему он не смог отговоpить Ленского от дуэли, выяснить все миpным путем, объясниться? Ему помешало это пpесловутое общественное мнение. Да, оно имело вес и здесь в деpевне. И оно было для Онегина сильнее его дpужбы. Ленский убит. Может быть, как это не стpашно звучит, это был лучший выход для него, он был неподготовлен для этой жизни.

И вот - "любовь" Ольги, она поплакала, погоpевала, вышла замуж за военного и уехала с ним. Дpугое дело Татьяна - нет, она не pазлюбила Онегина, пpосто, после случившегося ее чувства стали еще сложнее - в Онегине она "должна. ненавидеть убийцу бpата своего". Должна, но не может. И после посещения кабинета Онегина она начинает все больше понимать истинную сущность Онегина - пеpед ней откpывается Онегин настоящий. Hо Татьяна уже не может pазлюбить его. И, веpоятно, не сможет никогда.

Итак, пpоходит тpи года, и Татьяна и Онегин вновь встpечаются. Hо уже в дpугой обстановке - в Петеpбуpге, в светском обществе, Татьяна замужем, Онегин веpнулся из стpанствия. И тепеpь, встpетив Татьяну в новом качестве, в качестве светской дамы, в Онегине пpосыпается любовь. Любовь к той, котоpой он благоpодно отказал несколько лет назад. Что движет им? Любит ли он пpежнюю Татьяну, или только такую, какой она стала сейчас? Hет, Татьяна не изменилась - изменился Онегин. Он смог "обновить свою душу". Он смог полюбить. Hо слишком поздно. Hет, Татьяна не pазлюбила его, но она "дpугому отдана" и будет "век ему веpна". Татьяна, несмотpя на то, что она вышла замуж не по любви, не может pазpушать жизнь мужа, человека, любящего ее, только pади своего счастья.

Получение металлов из растворов их солей более активными металлами называются :А)ЭлектрометаллургияБ)ПирометаллургияВ)ГидрометаллургияГ)Карботермия?

Получение металлов из растворов их солей более активными металлами называются :


Гидрометаллургия — методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворах.

Электрометаллургия — методы получения металлов, основанные на электролизе, т.

Е. выделении металлов из растворов или расплавов их соединений при пропускании через них постоянного электрического тока.

Этот метод применяют главным образом для получения очень активных металлов — щелочных, щелочноземельных и алюминия, а также для производства легированных сталей.

Именно этим методом английский химик Г.

Дэви впервые получил калий, натрий, барий и кальций.

Пирометаллургия — методы переработки руд, основанные на химических реакциях, происходящих при высоких температурах (греч.


Металл вытесняет из растворов солей другие (?

Металл вытесняет из растворов солей другие (.

), находящееся в ряду активности металлов (.

)его, а сам может быть вытеснен из растворов солей металлами, расположенными(.

Даны металлы : цинк, медь, железо - и растворы их солей?

Даны металлы : цинк, медь, железо - и растворы их солей.

Напишите уравнение осуществимых реакций между металлами и их солями.


Найдите в ряду активности металлов металл по следующим признакам : а)он не вытесняет водород из растворов кислот ; б)он вытесняет ртуть из растворов ее солей?

Найдите в ряду активности металлов металл по следующим признакам : а)он не вытесняет водород из растворов кислот ; б)он вытесняет ртуть из растворов ее солей.


Помогите?

Надо вставить слова в определение!

- металлы, стоящие в ряду активности до .

, вытесняют его из растворов солей!

Сахароза реагирует с активными металлами водой основаниями кислотами солями?

Сахароза реагирует с активными металлами водой основаниями кислотами солями.


О химической активности металлов можно судить по их положению в электрохимическом ряду напряжений металлов?

О химической активности металлов можно судить по их положению в электрохимическом ряду напряжений металлов.

Чем левее расположен металл, тем выше его химическая активность в водном растворе.


Более активный металл вытесняет менее активный металл из раствора их солей Приведите примеры?

Более активный металл вытесняет менее активный металл из раствора их солей Приведите примеры.

СРОЧНО ОЧЕНЬ СРОЧНО железо вытесняет из раствора солей металлы : а)только щелочные в)только щелочноземельные с)металлы , стоящие после железа д)только металлы , стоящие после водорода е)железо не спос?

СРОЧНО ОЧЕНЬ СРОЧНО железо вытесняет из раствора солей металлы : а)только щелочные в)только щелочноземельные с)металлы , стоящие после железа д)только металлы , стоящие после водорода е)железо не способен выделят металлы из растворов солей.

Почему щелочные металлы не вытесняют менее активные металлы из растворов их солей?

Почему щелочные металлы не вытесняют менее активные металлы из растворов их солей?

Ответ подтвердите примерами уравнений реакций?

Вставьте нужные слова вместо многоточий : 1) Металлы стоящие?

Вставьте нужные слова вместо многоточий : 1) Металлы стоящие.

, вытесняют металлы, стоящие .

Из их солей в растворе 2) Металлы стоящие в ряду активности до .

, вытесняют его из кислот в растворе, кроме .

И . , причём тем активнее, чем .

Стоит этот метал 3) Металлы, стоящие в этом ряду до алюминия, взаимодействуют с водой с образованием .

; другие металлы до водорода могут взаимодействовать с водой в жёстких условиях (.

На этой странице сайта вы найдете ответы на вопрос Получение металлов из растворов их солей более активными металлами называются :А)ЭлектрометаллургияБ)ПирометаллургияВ)ГидрометаллургияГ)Карботермия?, относящийся к категории Химия. Сложность вопроса соответствует базовым знаниям учеников 5 - 9 классов. Для получения дополнительной информации найдите другие вопросы, относящимися к данной тематике, с помощью поисковой системы. Или сформулируйте новый вопрос: нажмите кнопку вверху страницы, и задайте нужный запрос с помощью ключевых слов, отвечающих вашим критериям. Общайтесь с посетителями страницы, обсуждайте тему. Возможно, их ответы помогут найти нужную информацию.

Я про алюминийАлюминий – легкий, прочный и пластичный металл. Это один из самых востребованных металлов, и по темпам роста потребления он давно и с большим отрывом оставил позади сталь, никель, медь и цинк. Алюминий без преувеличений можно назвать ..

Тому що рН показує ступінь концентрації катіонів гідрогену у воді, що є дуже важливим для косметики.

1. дано N(NH3) = 4. 816 * 10 ^ 23 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - V(NH3) - ? N(NH3) / N(A) = V(NH3) / Vm V(NH3) = N(NH3) * Vm / N(A) = 4. 816 * 10 ^ 23 * 22. 4 / 6. 02 * 10 ^ 23 = 15. 58 L ответ 15. 58 л 2) дано m(O2)..

Соотвественно правильным ответом будет являться : 4) KCl ; 5) AgCl ; 6) NH4Cl.

Дано W(O) = 47 % - - - - - - - - - - - - - - - - E - ? Е - это неизвестный элемент W(O) = Ar(O) * n / M(X2O3) * 100% 47% = 16 * 3 / 2x + 48 * 100% 94x + 2256 = 4800 X = 27 - это алюминий Al2O3 ответ алюминий.


Напиши нормально не понятно или сфоткай.


В SO3 32 / (32 + 3 * 16) = 0, 4 или 40 %.


Реакции есть на фотографии.


4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O соляная кислота отдаёт в свободном виде половину имеющегося хлора. M(Cl общ. ) = 1000 * 0, 365 * 0, 9726 = 355 г масса выделившегося хлора = 355 / 2 = 177, 5 г.

Типы химической реакции соединение, разложение замещение.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Понятие о металлургии: общие способы получения металлов

Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. Различают черную и цветную металлургию.

Черная металлургия — это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.).

Цветная металлургия — производство остальных металлов и их сплавов.

Широкое применение находят сплавы металлов. Наиболее распространенные сплавы железа — чугун и сталь.

Чугун — это сплав железа, в котором содержится 2-4 масс. % углерода, а также кремний, марганец и небольшие количества серы и фосфора.

Сталь — это сплав железа, в котором содержится 0,3-2 масс. % углерода и небольшие примеси других элементов.

Легированные стали — это сплавы железа с хромом, никелем, марганцем, кобальтом, ванадием, титаном и другими металлами. Добавление металлов придает стали дополнительные свойства. Так, добавление хрома придает сплаву прочность, а добавление никеля придает стали пластичность.

Основные стадии металлургических процессов:

  1. Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей)
  2. Получение металла или его сплава.
  3. Механическая обработка металла

1. Нахождение металлов в природе

Большинство металлов встречаются в природе в виде соединений. Наиболее распространенный металл в земной коре — алюминий. Затем железо, кальций, натрий и другие металлы.

2. Получение активных металлов

Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) классическими «химическими» методами получить из соединений нельзя. Такие металлы в виде ионов — очень слабые окислители, а в простом виде — очень сильные восстановители, поэтому их очень сложно восстановить из катионов в простые вещества. Чем активнее металл, тем сложнее его получить в чистом виде — ведь он стремится прореагировать с другими веществами.

Получить такие металлы можно, как правило, электролизом расплавов солей, либо вытеснением из солей другими металлами в жестких условиях.

Натрий в промышленности получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl = 2Na + Cl2

Калий получают пропусканием паров натрия через расплав хлорида калия при 800°С:

KCl + Na = K↑ + NaCl

Литий можно получить электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl2

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl = 2Cs + CaCl2

Магний получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

Барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200 °C:

4BaO+ 2Al = 3Ba + Ba(AlO2)2

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al2O3 в криолите Na3AlF6:

3. Получение малоактивных и неактивных металлов

Металлы малоактивные и неактивные восстанавливают из оксидов углем, оксидом углерода (II) СО или более активным металлом. Сульфиды металлов сначала обжигают.

3.1. Обжиг сульфидов

При обжиге сульфидов металлов образуются оксиды:

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

Металлы получают дальнейшим восстановлением оксидов.

3.2. Восстановление металлов углем

Чистые металлы можно получить восстановлением из оксидов углем. При этом до металлов восстанавливаются только оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо получают восстановлением из оксида углем:

2Fe2O3 + 6C → 2Fe + 6CO

ZnO + C → Zn + CO

Оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности до алюминия, реагируют с углем с образованием карбидов металлов:

CaO + 3C → CaC2 + CO

3.3. Восстановление металлов угарным газом

Оксид углерода (II) реагирует с оксидами металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо можно получить восстановлением из оксида с помощью угарного газа:

3.4. Восстановление металлов более активными металлами

Более активные металлы вытесняют из оксидов менее активные. Активность металлов можно примерно оценить по электрохимическому ряду металлов:

Восстановление металлов из оксидов другими металлами — распространенный способ получения металлов. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al2O3 + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Например , при добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO3) произойдет химическая реакция:

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag

Медь покроется белыми кристаллами серебра.

При добавлении железа (Fe) в раствор соли меди (CuSO4) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

3.5. Восстановление металлов из оксидов водородом

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Как правило, взаимодействие оксидов металлов с водородом протекает в жестких условиях – под давлением или при нагревании.

CuO + H2 = Cu + H2O

4. Производство чугуна

Чугун получают из железной руды в доменных печах.

Печь последовательно загружают сверху шихтой, флюсами, коксом, затем снова рудой, коксом и т.д.


1- загрузочное устройство, 2 — колошник, 3 — шахта, 4 — распар, 5 — горн, 6 — регенератор

Доменная печь имеет форму двух усеченных конусов, соединенных основаниями. Верхняя часть доменной печи — колошник, средняя — шахта, а нижняя часть — распар.

В нижней части печи находится горн. Внизу горна скапливается чугун и шлак и отверстия, через которые чугун и шлак покидают горн: чугун через нижнее, а шлак через верхнее.

Наверху печи расположено автоматическое загрузочное устройство. Оно состоит из двух воронок, соединенных друг с другом. Руда и кокс сначала поступают в верхнюю воронку, а затем в нижнюю.

Из нижней воронки руда и кокс поступают в печь. во время загрузки руды и кокса печь остается закрытой, поэтому газы не попадают в атмосферу, а попадают в регенераторы. В регенераторах печной газ сгорает.

Шихта — это железная руда, смешанная с флюсами.

Снизу в печь вдувают нагретый воздух, обогащенный кислородом, кокс сгорает:

Образующийся углекислый газ поднимается вверх и окисляет кокс до оксида углерода (II):

CO2 + С = 2CO

Оксид углерода (II) (угарный газ) — это основной восстановитель железа из оксидов в данных процессах. Последовательность восстановления железа из оксида железа (III):

Последовательность восстановления оксида железа (III):

FeO + CO → Fe + CO2

Суммарное уравнение протекающих процессов:

При этом протекает также частичное восстановление примесей оксидов других элементов (кремния, марганца и др.). Эти вещества растворяются в жидком железе.

Чтобы удалить из железной руды тугоплавкие примеси (оксид кремния (IV) и др.). Для их удаления используют флюсы и плавни (как правило, известняк CaCO3 или доломит CaCO3·MgCO3). Флюсы разлагаются при нагревании:

и образуют с тугоплавкими примесями легкоплавкие вещества (шлаки), которые легко можно удалить из реакционной смеси:

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 Al2O3, 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: