Урок по химии на тему Получение металлов (9класс)

Савицкая М.Г.
Тема: Получение металлов.
Цели:
1. Познакомить уч-хся с образцами природных соединений Ме. Сформировать понятие о самородных Ме, минералах и рудах. Дать представление о металлургии и ее видах: пиро-, гидро-, электрометаллургией.
2. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы.
3. Воспитывать любовь к предмету.
Тип урока: комбинированный
Метод: рассказ с элементами беседы
Ход урока:
I. Орг. момент.
II.Опрос:
Что такое ряд напряжения Ме? Основываясь на каких принципах он составлен? В каких случаях его нбх учитывать?
Взаимод-е Ме с неМе: кислородом, азотом, водородом, серой, галогенами.
Взаимод-е Ме с водой.
Взаимод-е Ме с кислотами.
Взаимод-е Ме с растворами солей.
III. Изучение нового материала:
Многие Ме широко распространены в природе. Так, содержание n Ме в земной коре следующее:
ω(Al) = 8,2% ω(K) = 2,1%
ω(Fe) = 4,1% ω(Mg) = 2,1%
ω(Ca) = 4,1% ω(Ti) = 0,56%
ω(Na) = 2,3% содержание остальных Ме незначительно.
Ме в природе могут встречаться в 3-х формах: стр 42-43
Только в свободном виде встречаются Au и Pt;
И в самородном виде, и в форме соединений могут находиться в природе Ag, Cu, Hg, Sn;
Все остальные Ме, которые находятся в ряду напряжения до Sn, встречаются в природе только в виде соединений:
Хлоридов: сильвин KCl, галит NaCl, сильвинит KCl ∙ NaClНитратов: чилийская селитра NaNO3
Сульфатов: глауберова соль Na2SO4 ∙ 10 H2O, гипс CaSO4 ∙ 2H2O;
Карбонатов: мел, мрамор, известняк CaCO3, магнезит MgCO3, доломит CaCO3 ∙ MgCO3;
Сульфидов: серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;
Силикатов, в том числе содержащих Al – алюмосиликатов: белая глина, полевые шпаты, слюда;
Фосфатов: Ca3(PO4)2, который образует основную массу фосфоритов и входит в состав апатитов.
Минералы – это природные химические соединения, содержащие Ме.
Руда – это минералы и ГП, содержащие Ме или их соединения и пригодные для промышленного получения Ме.
Многие Ме часто сопутствуют основным природным минералам: скандий входит в сотав оловянных, вольфрамовых руд; кадмий – в качестве примесей в цинковые руды; ниобий и тантал – в оловянные. Железным рудам всегда сопутствуют Mn, Ni, Co, Mo, Ti, Ge, V.
Металлургия – это отрасль промышленности, которая занимается получением Ме из руд.
По хим составу минерала, входящего в руду, различают оксидные, сульфидные и др руды. Наиб пригодны для получения Ме их оксидные руды, в том числе руды железа. Но даже если руда будет не оксидной, а сульфидной или карбонатной, то в рез-те обжига все равно получают исходное оксидное сырье для металлургического процесса.
Например, FeCO3 → FeO + CO2↑
2ZnS + 3 O2 → 2ZnO + 2SO2↑
Обычно перед получением Ме из руды ее предварительно обогащают – отделяют пустую породу, примеси. В рез-те получают концентрат, служащий сырьем для металлургического производства Ме. стр 44
В зав-ти от метода получения Ме из руды (концентрата) существует n∙видов металлургических производств:
Пирометаллургия – восстановление Ме из руд при ↑t0 с помощью восстановителей. Включает в себя след процесы:
А) обжиг сульфидных руд для перевода их в оксидные соединения:
2CuS + 3 O2 → 2CuO + 2SO2↑ при ↑t0
Б) плавка – восстановление Ме из оксидов при помощи:
1.1. угля: ZnO + C → Zn + CO↑ при ↑t0
SnO2 + C → Sn + CO2↑ при ↑t0
1.2. оксида углерода (II): Fe2O3 + 3CO → 2Fe +3 CO2↑ при ↑t0
1.3. водородом: WO3 +3 H2 → W + 3H2O при ↑t0
CuO + H2 → Cu + H2O при ↑t0
более актив Ме (алюминотермия): 3 MnO2 + 4Al → 2Al2O3 + 3Mn при ↑t0
Гидрометаллургия - методы получения Ме, основанные на хим реакциях, происходящих в растворах. Включает в себя след процесы:
А) перевод нерастворимых соединений Ме из руд в растворы
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
Б) восстановление выделенных Ме с помощью др Ме или эл тока (электролизом):
CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4
Электрометаллургия – это способы получения Ме с помощью эл тока (электролиза). Этим способом получают в основном легкие Ме: Al, Ме I – III A гр, из расплавов их оксидов, гидроксидов и хлоридов.
Микробиологические методы получения Ме – метод получения Ме с использованием жизнед-ти n∙видов бактерий. Например, извлечение меди из ее сульфидных руд непосредственно на месте залегания. Полдученный рабочий р-р, обогащенный CuSO4, поступает на гидрометаллургическую переработку.
IV. Закрепление:
1. № 3 стр. 47 устно
2. № 6, 5 стр. 47 письм.
V. Д/з: § 9