Тема металлы в природе
Обновлено: 09.05.2024
Презентация на тему: " Металлы в природе. Получение металлов. Коррозия. Разработано учителем химии МОБУ «Лицей 5» г. Оренбурга Павловой Е.С." — Транскрипт:
1 Металлы в природе. Получение металлов. Коррозия. Разработано учителем химии МОБУ «Лицей 5» г. Оренбурга Павловой Е.С.
2 1. Какие высказывания верны, а какие – нет : 1) Металлы активно взаимодействуют с основаниями. 2) При взаимодействии металла с водой всегда образуется оксид. 3) Щелочные металлы взаимодействуют с водой при обычных условиях. 4) С кислотами взаимодействуют все металлы. 5) Щелочные металлы не взаимодействуют с растворами кислот.
3 2. Найдите ошибки в уравнениях реакций : 1) 2Na + H 2 O = Na 2 O + H 2 2) 2Ag + FeSO 4 = Ag 2 SO 4 + Fe 3) Al + Cl 2 = AlCl 2 4) Cu + O 2 = CuO 5) Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2
4 Распространенность металлов в природе Металлы Li - Fe Только в соединениях Ni - Pb В соединениях и в свободном виде Cu – Au Главным образом в свободном виде
5 Распространенность элементов в природе 1 – Si2 – O3 – Al4 – Fe
6 Руды – минералы или горные породы, содержащие металлы или их соединения и пригодные для промышленного получения металлов. Металлургия – отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд.
7 Наиболее удобны для получения металлов оксидные руды. 2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2 FeCO 3 FeO + CO 2
8 Способы получения металлов Получение металлов Пиро - металлургия Гидро - металлургия Электро - металлургия
9 1. Пирометаллургия ( от греч. pýr - огонь ) – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью различных восстановителей. Восстановители : 1) Уголь С ( карботермия ) 2) Оксид углерода (II) СО 3) Водород Н 2 ( водородотермия ) 4) Магний Mg ( магнийтермия ) 5) Алюминий Al ( алюмотермия ) Таким способом получают Mn, Cr, Ti, Fe, Mo, W и др.
10 PbO + C Pb + CO CuO + H2 ___+ ___ MnO2 + Al ____ + ____ C H2H2 Al
11 2. Гидрометаллургия – восстановление металлов из их солей в растворе. 2 стадии : 1) Растворение руды в кислоте CuO + H 2 SO 4 = 2) Вытеснение металла из полученного раствора более активным металлом + Fe = FeSO 4 + Cu Таким способом получают Ag, Zn, Mo, Au, U, V и др.
12 3. Электрометаллургия – восстановление металлов из растворов или расплавов их солей в процессе электролиза. 2Al 2 O 3 2Al + 3O 2 2CuSO 4 + 2H 2 O 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4
13 Задание 1. Железнодорожные рельсы могут быть отремонтированы с помощью метода алюминотермии, при этом происходит следующая реакция : оксид железа (III) + алюминий = железо + оксид алюминия Запишите уравнение реакции.
14 Задание 2. Заполните пропуски в уравнениях реакций : 1) PbO + C = + 2) PbO + = + H 2 O 3) Fe 2 O 3 + CO = +
15 Коррозия ( лат. corrodere – разъедать ) – самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды.
16 Коррозия железа 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3 Химически чистое железо почти не корродирует. Техническое железо ( содержит примеси ), чугун, сталь ржавеют.
17 Способы защиты от коррозии 1. Нанесение защитных покрытий
18 Способы защиты от коррозии
19 2. Использование нержавеющих сталей, содержащих специальные добавки
20 Способы защиты от коррозии 3. Использование ингибиторов. Внешний вид внутренней поверхности стальных труб после трехлетней эксплуатации в контакте с технической водой, содержащей ( а ) и не содержащей ( б ) ингибитор.
21 Способы защиты от коррозии 4. Создание контакта с более активным металлом – протектором.
22 Домашнее задание : §9, 10 Напишите уравнения реакций получения металлов из руд : 1) ZnS ( пирометаллургией ) 2) ZnO ( гидрометаллургией ) 3) NaCl ( электрометаллургией )
1. Общая характеристика элементов металлов
Из \(118\) известных на данный момент химических элементов \(96\) образуют простые вещества с металлическими свойствами, поэтому их называют металлическими элементами .
Металлические химические элементы в природе могут встречаться как в виде простых веществ, так и в виде соединений. То, в каком виде встречаются металлические элементы в природе, зависит от химической активности образуемых ими металлов.
Металлические элементы, образующие химически активные металлы ( Li–Mg ), в природе чаще всего встречаются в виде солей (хлоридов, фторидов, сульфатов, фосфатов и других).
Соли, образуемые этими металлами, являются главной составной частью распространённых в земной коре минералов и горных пород.
В растворённом виде соли натрия, кальция и магния содержатся в природных водах. Кроме того, соли активных металлов — важная составная часть живых организмов. Например, фосфат кальция Ca 3 ( P O 4 ) 2 является главной минеральной составной частью костной ткани.
Металлические химические элементы, образующие металлы средней активности ( Al–Pb ), в природе чаще всего встречаются в виде оксидов и сульфидов.
Металлические элементы, образующие химически неактивные металлы ( Cu–Au ), в природе чаще всего встречаются в виде простых веществ.
 |  |  |
| Рис. \(7\). Самородное золото Au | Рис. \(8\). Самородное серебро Ag | Рис. \(9\). Самородная платина Pt |
Исключение составляют медь и ртуть, которые в природе встречаются также в виде химических соединений.
В Периодической системе химических элементов металлы занимают левый нижний угол и находятся в главных (А) и побочных (Б) группах.
Рис. \(13\). Положение металлов в Периодической системе. Знаки металлических химических элементов расположены ниже ломаной линии B — Si — As — Te
В электронной оболочке атомов металлов на внешнем энергетическом уровне, как правило, содержится от \(1\) до \(3\) электронов. Исключение составляют только металлы \(IV\)А, \(V\)А и \(VI\)А группы, у которых на наружном энергетическом уровне находятся соответственно четыре, пять или шесть электронов.
В атомах металлов главных подгрупп валентные электроны располагаются на внешнем энергетическом уровне, а у металлов побочных подгрупп — ещё и на предвнешнем энергетическом уровне.
Радиусы атомов металлов больше, чем у атомов неметаллов того же периода. В силу отдалённости положительно заряженного ядра атомы металлов слабо удерживают свои валентные электроны.
Рис. \(14\). Характер изменения радиусов атомов химических элементов в периодах и в группах. Радиусы атомов металлов существенно больше, чем радиусы атомов неметаллов, находящихся в том же периоде
Главное отличительное свойство металлов — это их сравнительно невысокая электроотрицательность (ЭО) по сравнению с неметаллами.
Рис. \(15\). Величины относительных электроотрицательностей (ОЭО) некоторых химических элементов (по Л. Полингу). ОЭО металлических химических элементов уступает соответствующей величине неметаллических химических элементов
Атомы металлов, вступая в химические реакции, способны только отдавать электроны, то есть окисляться, следовательно, в ходе превращений могут проявлять себя в качестве восстановителей .
Методическая разработка урока по химии «Металлы в природе. Общие способы получения металлов» 9 класс (базовый курс, О.С. Габриелян)
план-конспект урока по химии (9 класс)
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.
Металлы в природе. Общие способы их получения. Учитель – Чуйкова Т. А. Лицей 273 Лицей 273 [263-489-004] 30.07.2015. - презентация
Презентация на тему: " Металлы в природе. Общие способы их получения. Учитель – Чуйкова Т. А. Лицей 273 Лицей 273 [263-489-004] 30.07.2015." — Транскрипт:
1 Металлы в природе. Общие способы их получения. Учитель – Чуйкова Т. А. Лицей 273 Лицей 273 [ ]
2 Распространенность металлов в природе Содержание некоторых металлов в земной коре: Содержание некоторых металлов в земной коре: Алюминий 8,2% Алюминий 8,2% Железо 5,0% Железо 5,0% Кальций 4,1% Кальций 4,1% Натрий 2,3% Натрий 2,3% Магний 2,3% Магний 2,3% Калий 2,1% Калий 2,1%
3 Распространенность металлов в природе Содержание некоторых металлов в морской воде: Содержание некоторых металлов в морской воде: Na + 1,05% Na + 1,05% Mg 2+ 0,12% Mg 2+ 0,12%
4 В природе металлы могут встречаться Только в свободном (самородном) виде (благородные металлы - золото, платина); Только в свободном (самородном) виде (благородные металлы - золото, платина); В самородном виде и в виде соединений (металлы малой активности – серебро, медь, ртуть, олово); В самородном виде и в виде соединений (металлы малой активности – серебро, медь, ртуть, олово); Только в виде соединений (металлы, стоящие в ряду напряжений до олова). Только в виде соединений (металлы, стоящие в ряду напряжений до олова).
11 Чаще всего металлы встречаются в виде Солей неорганических кислот Солей неорганических кислот Оксидов Оксидов
12 Сульфиды Галенит PbS Галенит PbS Киноварь HgS Киноварь HgS Пирит FeS 2 Пирит FeS 2 И др. И др.
13 Хлориды Сильвин KCl Сильвин KCl Галит NaCl Галит NaCl Сильвинит KCl NaCl Сильвинит KCl NaCl Карналлит Карналлит KCl MgCl 2 6H 2 O KCl MgCl 2 6H 2 O И др. И др.
14 Сульфаты, фосфаты, карбонаты Барит BaSO 4 Барит BaSO 4 Апатит Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,CI) Апатит Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,CI) Мрамор CaCO 3 Мрамор CaCO 3 Магнезит MgCO 3 Магнезит MgCO 3 Малахит Cu 2 (OH) 2 CO 3 Малахит Cu 2 (OH) 2 CO 3 И др. И др.
15 Оксиды Магнетит Fe 3 O 4 Магнетит Fe 3 O 4 Гематит Fe 2 O 3 Гематит Fe 2 O 3 Каолин Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O Каолин Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O И др. И др.
16 Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами. 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. Отрасль промышленности, занимающаяся получением металлов из руд, называется металлургией.
17 Металлургия Черная- получение железа и его сплавов (сталь, чугун) Цветная- получение остальных металлов и их сплавов
18 1. Пирометаллургия Восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей. Восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью восстановителей. Соль оксид Соли кислородсодержащих кислот – термическое разложение: CuCO 3 = CuO + CO 2 Соли бескислородных кислот- обжиг: 2ZnS + ЗО 2 = 2ZnО + 2SО 2
19 Восстановление углем или угарным газом: Восстановление углем или угарным газом: CuO + C Cu + CO CuO + CO Cu + CO 2 Водородотермия: Водородотермия: Cr 2 O 3 + H 2 Cr + H 2 O Металлотермия: Металлотермия: Fe 2 O 3 + Al Fe + Al 2 O 3 t t t t
20 2. Гидрометаллургия Получение металлов из растворов их солей. Получение металлов из растворов их солей. 1. Перевод нерастворимого соединения в раствор: CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O 2. Восстановление металла из раствора: CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu.
21 Электрометаллургия – это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). Электрометаллургия – это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). 2NaCl 2Na + Cl 2 MgBr 2 Mg + Br 2 Микробиологические методы получения металлов. Микробиологические методы получения металлов.
22 Домашнее задание § 9, упражнение 4, 5 письменно. § 9, упражнение 4, 5 письменно.
Презентация "Металлы в природе. Способы получения металлов"
В самородном виде
и в виде соединений находятся в
природе серебро, медь,
ртуть и олово.
Металлы, которые находятся в
ряду напряжений до олова,
встречаются в природе только
в виде соединений - минералов
Металлы низкой активности
Активные металлы
Менее активные металлы
?
?
?
Золото в природе чрезвычайно рассеяно.
По распространенности в земной коре оно занимает 74 место. Но оно содержится везде: в земле, воде, в организмах растений и животных. И всё это составляет около 100 млрд. тонн.
Крупнейшие в мире золотые самородки были найдены в Австралии, они весили 86 и 112 кг.
Я солнцу подобно, и ярче огня,
Монеты и слитки куют из меня
Платина относится к наименее распространенным в природе элементам. Земная кора содержит 5×10−7% платины. В самородном состоянии встречается в основном в виде сплавов с другими металлами, например, золотом и железом.
Самым крупным существующим в настоящий момент платиновым самородком является «Уральский гигант» весом 7 кг 860,5 г.
Был обнаружен в 1904 г.
На букву «П» моё названье,
Я с золотом дружу,
И в корону для красавиц
Вместе с золотом вхожу.
По распространенности в земной коре занимает 67 место, но запасы его в 20 раз больше, чем золота. Самый крупный самородок серебра весил 13,5 тонн.
Известно я давным-давно.
Чтоб не испортилась вода,
Меня в походы брали.
И мной героев награждали.
Иду на мелкую монету,
В колоколах люблю звенеть,
Мне ставят памятник за это
И знают: имя мое -
По распространенности в земной коре занимает 26 место.
Самый большой самородок меди весил 420 тонн. Был найден в 1857 г. в США.
Выступающие части этого самородка были отбиты каменными топорами
По распространенности занимает 66 место.
В самородном виде встречается редко, причем чаще её находят в виде сплавов (амальгам) с золотом, серебром и палладием.
Когда случайно я прольюсь
– блестящим шариком качусь
Руды – содержащие минералы природные образования, в которых металлы находятся в количествах, пригодных в технологическом и экономическом отношении для получения металлов в промышленности. В основном металлы получают из оксидных и сульфидных руд.
Сульфидные руды
Медный колчедан - CuFeS2
Цинковая обманка - ZnS
Свинцовый блеск (галенит) - PbS
Сульфид ртути (киноварь) - HgS
Бурый железняк (лимонит) – 2Fe2O3·3H2O
Среди металлов самый славный,
важнейший в мире элемент.
Железо
Магнитный железняк
(магнетит) –Fe3O4
Красный железняк
(гематит) – Fe2O3
Подумайте:
1. Чем различаются руды железа?
2. Какую руду лучше использовать для получения железа?
Исследование свойств руд железа
?
Подумайте:
Какой основной химический процесс лежит в основе получения металлов?
Процесс восстановления
Mn+ + nē = M0
Связаны с промышленным получением металлов из природного сырья
?
Основателем науки о металлах в России считается великий русский ученый М. В. Ломоносов.
Ему принадлежит первый в России учебник по горному делу и металлургии.
Несколько поколений русских инженеров воспитывалось на этом замечательном труде. Среди них П. П. Аносов.
1711 - 1765
Михаил Васильевич Ломоносов
Разработал способ получения булатной стали.
Он впервые использовал микроскоп для исследования внутреннего строения металлов.
Труды Аносова были продолжены Д. К. Черновым
1799 - 1851
Павел Петрович Аносов
Является основоположником
современного металловедения и металлографии – науки о строении металлов и сплавов.
Его научные открытия легли в основу производства высококачественных чугуна и стали.
1839 -1921
Дмитрий Константинович Чернов
Открыл процесс вытеснения металлов из растворов солей под действием других металлов и металлотермический метод.
Показал, что алюминий при высокой температуре восстанавливает оксиды до металлов.
1827 - 1911
Николай Николаевич Бекетов
«Металлург»,
Л. Татьяничева
Я в космос не летал.
Но эта сталь
— Моя.
А это значит,
Помогал и я
Достичь тебе
Загадочной звезды,
Которую держал
В своих ладонях ты.
Я в космос не летал.
В грохочущей ночи
С любовью я ковал
Путей твоих лучи.
Я отдых отвергал
И годы напролет
Сто тысяч сил впрягал
В твой чудо-звездолет.
Сильна моя ладонь.
Сильнее, чем металл,
Чем стужа и огонь.
А в космос — не летал!
«Россия, богатая железными рудами различного свойства, не бедна и искусными руками», - писал Аносов П.П. Этими искусными руками являются руки металлургов.
Профессию металлурга по значимости можно сравнить с профессией хлебороба. Хлебороб создает пищу для людей, а металлург – то, без чего не невозможно представить машины, дома технику.
Поэтому людям этой профессии поэты посвящают стихи:
Указом Президиума Верховного Совета СССР в 1957 году был утвержден День металлурга , с тех пор третье воскресенье июля стало праздничным днем для всех работников отрасли.
Россия занимает первое место по производству и экспорту никеля
Второе место по производству алюминия и титана
Третье место по экспорту металлопродукции
Четвертое место по производству стали
методы переработки руд, основанные на химических реакциях, происходящих при высоких температурах (греч. пирос – огонь).
Стадии получения и уравнения реакций:
медь, цинк, хром и др.
Получаемые металлы:
Алюминотермия –
восстановление металлов из оксидов с помощью алюминия
Способы получения металлов
1. Обжиг руды
2. Плавка - восстановление металлов из оксидов с помощью
угля, водорода, оксида углерода (II), более активных
металлов
ZnO + C = Zn + CO ↑
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2 ↑
Природное соединение растворяют в подходящем реагенте с целью получения раствора соли этого металла CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
Гидрометаллургия
методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворах.
Стадии получения и уравнения реакций:
Получаемые металлы:
серебро, цинк молибден, золото, уран, медь и др.
Способы получения металлов
Из полученного раствора данный металл вытесняют более активным или восстанавливают электролизом
CuCl2 (раствор) + Fe = FeCl2 + Cu
методы получения металлов, основанные на электролизе, т.е. выделение металлов из растворов или расплавов их соединений с помощью электрического тока.
Электрометаллургия –
CuCl2
расплав
Уравнение реакции электролиза:
электролиз
Cu + Cl2
Получаемые металлы:
щелочные, щелочноземельные и алюминий
Негативное воздействие на окружающую среду:
1.Загрязнение почвы по причине массового складирования отходов.
Для выработки 1 т стали необходимо 3 т сырья. Поэтому образующиеся после выплавки стали шлаки также складируют в отвалы, что крайне пагубно влияет на почву.
Например, в уральском регионе скопилось 6 млрд. тонн отходов.
Предприятия черной металлургии выбрасывают в атмосферу 25% металлосодержащей пыли и оксида углерода (II) от общего количества этих веществ, попадающих в атмосферу.
На металлургию приходится 50 % выброса сернистого газа.
Также выбрасываются токсичные для человека вещества: бензопирен, фториды, соединения марганца, вольфрама, хрома и других металлов.
Металлургия использует 25% от всей потребляемой российской промышленностью воды. Например, для получения 1 т. алюминия используется 1150 т. воды, 1 т. никеля – 4000 т. В водоемы возвращается 60-70 % чистой воды и 30-40 % загрязненной различными примесями и вредными соединениями
Переработка и
использование отходов
Строительство очистных
сооружений и
замкнутых систем
водоснабжения
Разработка
новых технологий
Будущее за новыми чистыми технологиями
Существуют проекты добычи руды не нарушая ландшафт, с помощью биотехнологий. Используют рудные растворы с тионовыми и железо-бактериями, способными переводить нерастворимые сульфиды в растворимые сульфаты, которые подаются на гидрометаллургическую переработку.
Преимущества метода:
Используется на месте залегания руд.
Не загрязняется окружающая среда.
ТЕСТ на тему: «Металлы в природе. Общие способы их получения.»
1
2
3
4
5
Вариант 1
Современные очистные сооружения на предприятиях достаточно эффективны, но имеют высокую стоимость. Будучи директором крупного завода и имея в своем распоряжении значительную сумму денег, как вы поступите:
а)положите в банк для уплаты штрафов за загрязнение природной среды;
б) вложите в строительство очистных сооружений;
в)часть вложите в расширение производства, часть – для повышение зарплаты рабочих.
Из природных веществ можно назвать рудой:
а) мел; б) гранит; в) бурый железняк; г) песок
Кому принадлежал первый в России учебник по горному делу и металлургии:
а) Н.К. Чернову; ) П.П. Аносову; в) Н.Н. Бекетову; г) М.В. Ломоносову
Гидрометаллургия представляет собой получение металлов:
а) обжигом сульфидов;
б) переводом их соединений в раствор с последующим восстановлением;
в) обработку руды водяным паром
С помощью электролиза впервые был получен металл:
а) медь; б) железо; в) свинец; г) натрий
ТЕСТ на тему: «Металлы в природе. Общие способы их получения.»
Вариант 2
Вы работаете на металлургическом заводе и случайно узнаете о неисправности в системе очистных сооружений. Как вы поступите:
а) сообщите директору завода, чтобы он принял решение;
б) сделаете вид, что вам ничего неизвестно о неисправности;
в) скажете директору и, если он не примет меры, будете активно действовать сами
К рудам не относится:
а) мрамор; б) магнитит; в) галенит; г) лимонит.
Среди минералов не встречаются:
а) оксиды металлов; б) сульфиды металлов; в) гидриды металлов; г) силикаты металлов
Металлический марганец получают алюминотермией из оксида марганца (IV)/ Составьте уравнение реакции. Сумма коэффициентов в правой части уравнения равна:
а) 4; б) 5; в) 6; г) 7.
В настоящее время для получения хрома в качестве восстановителя чаще всего используется:
а) медь; б) натрий; в) хлор; г) алюминий
Проверь себя
Из записанных уравнений выберите те, которые относятся к пирометаллургическому способу:
2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2
ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn
ZnO + CO = Zn + CO2
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2
ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2
ZnSO4 +Mg = MgSO4 + Zn
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2
2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2
ZnO + CO = Zn + CO2
2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2
ZnO + CO = Zn + CO2
2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2
ZnO + CO = Zn + CO2
2ZnS + 3O2 = 2 ZnO + 2SO2
ZnO + CO = Zn + CO2
Читайте также: