Конспект урока по теме Цветная металлургия

МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов» п.г.т. Камские Поляны Нижнекамского района Республики Татарстан






ПЛАН – КОНСПЕКТ ИНТЕГРИРОВАННОГО УРОКА ПО ХИМИИ И ГЕОГРАФИИ НА ТЕМУ
«ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. АЛЮМИНИЙ»




Учитель химии Григорьевых Тамара Николаевна
Учитель географии Гиматдинова Гульсина Гафиятовна


























Интегрированный урок химии и географии на тему
«Цветная металлургия. Алюминий»

Цели и задачи: 1.Познакомить учащихся с особенностями производства цветных металлов.
2. познакомить с классификацией цветных металлов.
3. познакомить учащихся с историей открытия алюминия.
4. познакомить учащихся с строением атома алюминия, его свойствами, получения и применения.

Оборудование: географические атласы, настенная физическая карта России, коллекции «Основные виды сырья», «Алюминий», DV диск «Общая неорганическая химия», видеозапись «Применение алюминия», химическое оборудование: AL, H2 SO4, NaOH, FeCl3.

Методы: репродуктивный, частично-поисковый, информационно-иллюстративный, демонстрационный.

Ход урока:
Орг.момент.
Ребята, сегодня у вас необычный урок. А необычен он тем, что вести будут два учителя: учитель географии Гиматдинова Г.Г. и учитель химии Григорьевых Т.Н.
Новый материал:
Учитель географии: актуализация: ребята, вспомните состав межотраслевых комплексов. Какой МОК вы уже изучили, какой МОК начали изучать? Назовите состав металлургического комплекса. Какова основная задача металлургического комплекса? На какие две группы делятся металлы? Какие необходимы условия для производства черных металлов? Назовите факторы размещения предприятий черной металлургии.
Учитель химии: ребята, давайте посмотрим по таблице каких элементов больше: металлов или неметаллов? Из огромного количества металлов к черным относится только железо и его сплавы, а все остальные металлы относятся к цветным. И на сегодняшнем уроке вы познакомитесь с особенностями производства цветных металлов.
Учитель географии: вспомните, при каком содержании железа в руде ведется добыча железных руд? При каком содержании железа в руде месторождения разрабатываются редко? В отличии от черной металлургии, содержание цветных металлов в руде до 5% считается богатым месторождением. Что нужно сделать с рудой прежде чем получить чистый цветной металл? Нужно обогатить. После обогащения на месте добычи проводится и черновая плавка металла.
А где должна происходить вторичная плавка, на примере алюминия, ответ найдите в старых учебниках на стр. 237. (табл. №17)
Производство цветных металлов, в отличие от черных проходит два этапа: первичная плавка на месте добычи руды, почему, ответ найдите в учебнике Сделаем вывод, что является основным фактором производства цветных металлов? (дешевая электроэнергия). Решите задачу: на сколько хватит электроэнергии используемую для производства 1 тонны алюминия (18000 кват.ч) семье, если потребляется в месяц 100 кват.ч?


На месте добычи
Обогащение первичная плавка


В районах потребления
Вторичная плавка


А сейчас познакомимся с классификацией цветных металлов. Работаем с учебником географии. Откройте стр. 136. Выпишите в тетрадь группы деления цветных металлов с записями формул их природных соединений:
(параллельно с учителем химии)
(демонстрация горных пород и минералов)
1. тяжелые металлы:
а. медь (CuS – халькозин, CuFeS2 – халькопирит )
б. цинк (ZnS – цинковая обманка)
в. свинец (PbS – свинцовый блеск)
2. легкие металлы:
а. алюминий (Al2O3 – боксит, Na3AlF6 – криолит, алюмосиликаты –K2O Al2O3 6SiO2
б. магний (KCl MgCl2 6H2O – карналлит)
3. благородные металлы – встречаются в природе только в чистом виде. (чем это можно объяснить?)
а. золото
б. серебро
в. платина
4. редкие и рассеянные металлы.
а. цирконий, галлий, германий, селен и др.
.
Давайте изучим географию центров производства цветных металлов. По учебнику и по атласам определите крупнейшие центры производства медных руд, свинцово-цинковых, никель-кобальтовых, оловянных и алюминиевых руд и запишите названия центров в тетрадь. Почему производство меди сосредоточено на Урале? Какая горная порода является сырьем для производства меди, она же является поделочным камнем? Эту горную породу воспел в своих сказах П.Бажов. (Малахит).
Учитель химии: а так как среди всех цветных металлов наиболее широкое применение имеет алюминий, вы и познакомитесь с его химией.
Изучаем алюминий по традиционному плану:
1. строение атома (работа ученика у доски). Алюминий – элемент 3 группы, главной подгруппы. На внешнем слое имеет 3 электрона и имеет 3 слоя. Степень окисления во всех соединениях = +3.
2. физические свойства (учитель). Серебристо-белый легкий металл. Плавится при t = 660 гр. Очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в фольгу толщиной до 0,01 мм. Обладает очень большой электрической проводимостью и теплопроводностью.
3. химические свойства.(учитель). Алюминий очень активный металл. В ряду напряжения он находится сразу после щелочных металлов.Однако при комнатной температуре на воздухе он не изменяется, поскольку его поверхность покрыта очень прочной тонкой пленкой оксида, которая защищает металл от воздействия компонентов воздуха и воды.
1) Взаимодействие с простыми веществами:
а) с кислородом
4Al + 3O2 ---2Al2O3 Эта реакция применяется для изготовления бенгальских огней.
б) с галогенами:
2Al + 3Cl2 ---- 2AlCl3
в) с серой
2Al +3S ----- Al2S3
г) с углеродом
4Al + 3C ----Al4C3
2) Взаимодействие со сложными веществами:
а) с водой, только после снятия оксидной пленки (образования амальгамы)
2 Al +6 H2O ----- 2Al(OH)3 +3 H2
б) с разбавленными кислотами
2Al + 3H2SO4 ----Al2(SO4)3 + 3H2 .
А вот концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют алюминий, образуя на его поверхности плотную, прочную оксидную пленку. Поэтому все кислоты перевозят в алюминиевых цистернах.
Алюминий – амфотерный металл, поэтому в отличие от ранее рассмотренных металлов он реагирует с растворами щелочей.
в) 2Al +2NaOH + 2H2O -----2NaAlO2 + 3H2
г) с растворами солей менее активных металлов.
Al + FeCl3 ---- AlCl3 + Fe
4.промышленный способ получения алюминия.
Но прежде поговорим об истории открытия чистого алюминия (сообщения учащихся).
Первый ученик: На Парижской выставке 1855 г. алюминий демонстрировался как самый редкий металл. Он был тогда чуть ли не в 10 раз дороже золота. Даже после того, как французский химик Анри Девиль разработал приемлемый химический способ получения довольно чистого алюминия, стоимость его оставалась довольно высоко. .Достаточно сказать,что из алюминия была сделана и тожественно преподнесена сыну Наполеона 111 погремушка и только очень богатые люди могли позволить себе есть из алюминиевых тарелок. В 1883 году его выработка во всем мире не достигала и 3 тонн.
Второй ученик: Между тем химикам уже тогда было известно, что алюминий – третий по распространенности на Земле элемент и самый распространенный металл: на его долю приходится более 8 % земной коры. Однако в природных соединениях – глиноземах (содержащих оксиды алюминия) он прочно связан с другими элементами, и по сравнению с железом или медью его извлечение из минералов потребует очень больших затрат энергии. Об этом мы с вами уже говорили. Сто лет назад американский студент-химик Чарльз Мартин Холл, услышав от своего учителя, с какими трудностями сопряжено восстановление оксида алюминия из глиноземов и как, должно быть, разбогатеет и прославится тот, кто откроет дешевый способ получения алюминия, решил заняться этим. Он довольно скоро открыл, что глинозем можно растворить при 950 гр. в расплавленном криолите, а получив раствор оксида, можно путем электролиза выделить и сам алюминий. Удивительно, но в том же 1885 году французский металлург Поль Эру, которому в то время было столько же лет, сколько и Холлу, разработал тот же метод получения алюминия. Помимо этих совпадений, судьбе было угодно отпустить создателям нового способа восстановления алюминия одинаковое количество лет жизни.
Учитель химии: И в настоящее время алюминий получают электрохимическим методом. Смотрим DV диск «Общая и неорганическая химия». На доске дается запись получения алюминия:
Al2O3-----2 Al + 3O
(-)Катод (+) Анод
Al +3е ---- Al 2О -2е ----- О2
С + О2 -----СО2
А теперь поговорим о применении алюминия и его сплавов. Посмотрим видеофильм о применении алюминия. После просмотра идет обсуждение и идет запись в тетрадь сфер применения алюминия и его сплавов.

Закрепление: 1.Какие металлы относятся к цветным?
2. Назовите классификацию цветных металлов?
3. Особенности строения атома алюминия по положению в
таблице.
4. Упражнение №6 (стр.62).

Домашние задания: химия – п.13,упр.7(стр.62),
доп. – упр. 5стр.62.
география – п. 27. задание «Моя точка зрения».