План урока общие способы получения металлов

Урок в 9 классе «Общие способы получения металлов»
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

В помощь учителю материал можно использовать для подготовки отрытого урока

Скачать:

Вложение	Размер
tema_uroka_obshchie_sposoby_polucheniya_metallov.docx	34.85 КБ

Предварительный просмотр:

Тема урока Общие способы получения металлов

Тип урока _ изучения и первичного закрепления новых знаний и умений

Личностные Сформировать чувство гордости за российскую науку, на поприще которой трудился Вернадский В.И.

Развить стремление к самообразованию и самостоятельному познанию окружающего мира, используя полученные знания на уроке.

Метапредметные Показать связь металлургии с историческими процессами.

Показать общность и значимость различных наук в повседневной жизни людей

Предметные познакомить с природными соединениями металлов и с самородными металлами; дать понятие о рудах и металлургии, рассмотреть такие ее разновидности, как пиро–, гидро–, электрометаллургия, рассмотреть экологические проблемы связанные с производством металла

Основные дидактические задачи этапа

Приёмы и виды заданий для активизации УУД различных блоков

Подготовка к работе:

Перед началом урока ученики заполняют первую часть диагностического листа « Ваше самочувствие»:

подготовки к работе на основном этапе;

обеспечение мотивации и принятие цели урока;

актуализация субъектного опыта

(личностных смыслов, опорных знаний и

способов действий, ценностных

Показ отрывка из фильма «Анжелика — маркиза ангелов»

В видеофрагменте показано производство золота в 1660 году.

В конце урока вы должны ответить на вопросы ( вопросы написаны на доске)

« Возможен ли подобный процесс получения золота?»

«Зачем нужны меха, создающие поддув воздуха?»

«Для чего используются обугленные кости животных?»

«Почему за производством золота надзирал священник католической церкви?»

Эпиграф к уроку

«Металлы оказали огромное влияние на развитие человеческой цивилизации.» В.И. Вернадский

Как вы думаете, почему русский ученый, геохимик, философ Владимир Иванович Вернадский сказал эти слова?

Какие металлы знало человечество с древних времен. Почему?

Какие эпохи развития цивилизаций знало человечество после каменного века? Почему?

Какой механизм придумал человек для выплавление металлов из минералов, что позволило поднять температуру до 1540 градусов Цельсия?

Какой сегодня Век развития человечества? Почему?

Почему большинство металлов обладают высокой температурой плавления?

Каково строение атома металла? Какие еще свойства вытекают из этого строения?. Как называется подобный тип связи.? Демонстрируется кристаллическая решетка магния.

усвоения новых знаний и умений

обеспечение восприятия, осмысления и

первичного запоминания изучаемого

содействие усвоению способов, средств,

которые привели к определѐнному

создание условий для усвоения

методики воспроизведения изучаемого

От строения атома зависит тип кристаллической решетки. От типа решетки зависят физические свойства Какие?

Температура плавления, блеск, ковкость, тепло и электропроводность.

Зная физические свойства металлов человек научился выплавлять их из минералов и руды.

Даются понятия минерал, руда, металлургия.

В каком виде на Земле находятся большинство металлов? Почему? Слайды презентации самородных металлов и минералов.

Рассматриваются три основных способа получения металлов

Пирометаллургия – демонстрируется видеоопыт получения железа из оксида железа III алюмотермией, записывается уравнение реакции. Определяется тип реакции, расставляются степени окисления и коэффициенты, опираясь на электронный баланс. Определяется окислитель и восстановитель. Перечисляем восстановители используемые в пирометаллургии.

Гидрометаллургия – по парам проводят самостоятельно взаимодействие алюминия с сульфатом меди, Также записывают в тетради реакцию, определяют типы, расставляют ст. окисления и коэффициенты.

Проверяют тетради между соседними партами, потом вызываются к доске 2 ученика решаем на доске.

электролиз – слайд с пояснениями.

Даются понятия «черной металлургии» и «цветной металлургии» Рассказываются какими способами получают цветные и черные металлы.Восстановители.

Рассказ о выплавки железа в доменных печах (Схема процесса на плакате ). Записываем реакцию на доске .

Решаем задачу «Сколько можно выплавить железа из 2,5тонн бурого железняка ( формула), если в руде есть 20 % пустой породы(примесей).

Рассказ о экологических проблемах, связанных с металлургическими производствами.

Источник

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

В работе представлен конспект урока по химии по теме «Способы получения металлов»

Скачать:

Вложение	Размер
Способы получения металлов	122.5 КБ

Предварительный просмотр:

Урок 5 (9). Получение металлов

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

Планируемые результаты обучения. Знать важнейшие способы производства металлов.

Цель урока: рассказать о важнейших способах получения металлов.

Демонстрация. Алюмотермия, образцы минералов и руд.

Лабораторные опыты. Знакомство с коллекциями руд.

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

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

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

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

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

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

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

Сульфидные руды подвергают обжигу:

2CuS + ЗО 2 → 2СuО+2SO 2 .

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

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

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

CuS + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 О

CuSO 4 + Fe → FeSO 4 + Сu

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

2А1 2 О 3 злектролиз →4Аl + ЗО 2 ;

2NaCl злектpолиз →2Na+Cl 2 .

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

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

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

МоО 3 + ЗН 2 = Мо + ЗН 2 О.

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

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

2ZnS + ЗО 2 = 2ZnO + 2SО 2 ↑.

Карбонатные породы переводят в оксиды нагреванием:

ВаСО 3 = ВаО + CO 2 ↑.

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

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

Электролиз используют также для очистки металлов (электролитическое рафинирование).

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

Источник

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).

Скачать:

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

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.

Из определения видно, что минералы – это полезная часть руды, поэтому прежде чем отправить руду на переработку ее обогащают. После этого она идет в металлургическое производство.

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).

Демонстрирует уравнение реакции. Просит проверить.

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.

Демонстрирует уравнение реакции. Просит проверить.

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.

Демонстрирует уравнение реакции. Просит проверить.

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 подзаголовок слайда в тетрадь, пишут уравнение реакции

— проверяют правильность уравнений

— переписывают подзаголовок слайда в тетрадь, пишут уравнение реакции

— проверяют правильность уравнений

— 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.

Рефлексия. Обсуждение домашнего задания.

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

а) Восстановление из оксидов углем (кокс) или оксидом углерода( II ). Этим способом получают металлы средней активности и неактивные (цинк, олово, железо ). процесс, описанный вторым уравнением, например, проходит в домне https:// drive.google.com/open?id=1MUhj0ADQlPQ8EeEY9SYKdRxag7ZP70UH

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

в) Восстановление алюминием – алюминотермия . Способ используется для получения марганца, хрома, титана, молибдена, вольфрама, железа . https:// drive.google.com/file/d/1CH9TAnoLcx9sAL_7rl2KvHu8WOaUji8Q/view?usp=sharing

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).

Предварительный просмотр:

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.

Источник