1000 символів ліворуч

«Металічні елементи у природі. Загальні способи добування металів.»

Тема:«Металічні елементи у природі. Загальні способи добування металів.»

 

Мета уроку:

Навчальна: ознайомити учнів із знаходженням металічних елементів у природі; дати уявлення про способи добування металів; навчити учнів розпізнавати руди металів за зовнішнім  виглядом;

Розвивальна: продовжувати розвивати вміння писати хімічні реакції, що лежать в основі добування металів, робити самостійні висновки;розвиток пізнавальних інтересів.

Виховна: виховати наполегливість, працьовитість, самостійність; плекати в учнів інтерес до вивчення хімії як цікавої теоретичної, експериментальної і прикладної науки.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Засоби навчання: презентація, підручник, періодична система хімічних елементів, ряд активності металів, інструктивні картки, зразки металічних руд.

Методи та методичні прийоми: розповідь, визначення мети, повiдомлення теми, міні-завдання для учнів; фронтальне обговорення питань, робота біля дошки; бесіда, виконання лабораторного досліду, розповідь, робота з підручником, демонстрація презентації; гра «Хімічний волейбол», розв’язання вправ; «Поетична хвилинка», формулювання загальних висновків.

Базові поняття:руди, мінерали, металургія, металотермiя, алюмiнотермiя, електроліз.

Основна література для учнів:Хімія 10 клас П.П. Попель, Л.С. Крикля 2010р.

Додаткова література:http://zno.academia.in.ua/course/view.php?id=11

 


 

Хронометраж уроку

1.Організаційний момент - 2хвилини

2. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності – 2хвилини

3.Актуалізація теоретичних знань –4 хвилини

4.Виклад нового матеріалу – 25хвилин

5.Узагальнення і закріплення нового матеріалу – 8хвилин

6.Підсумок уроку – 2хвилини

7.Виставлення оцінок та їх мотивація – 1хвилина

8.Інструктаж з домашнього завдання – 1хвилина

Хід уроку

1)Організаційний момент:

1.Привітання

2.Відмітити відсутніх

3.Перевірити учнів та їх робочих місць до уроку

4.Створити організаційно-методичні умови для проведення уроку

2)Мотивація навчально-пізнавальної діяльності(розповідь, визначення мети, повiдомлення теми, міні-завдання для учнів)

Першими металами, які почали використовувати люди, були золото, срібло, мідь. Їх знаходили у чистому вигляді і тому називали самородними. Ці метали хімічно пасивні і досить стійкі щодо речовин навколишнього середовища. Активних металів на Землі немає. Чому?

 Щоб дати відповідь на це запитання давайте напишемо хімічні рівняння

- Написати рівняння взаємодії:

    а) Zn,            б) Al,            в )Fe

1. З киснем;

                        2Zn+O2=2 ZnO;

2. З сіркою;

                           2Al+3S=Al2S3

3. З хлоридною кислотою;

                           Fe+2HCl= FeCl2+H2

  Знаходимо у кожному випадку окисник і відновник.

 Отже, активні метали в природі зустрічаються у вигляді оксидів, або солей, тому що вони легко окиснюються. Для практичного користування людству потрібні ж чисті метали. Щоб їх добути нам необхідно знати природні сполуки, до складу яких входять метали і способи їх добування. Отож, тема нашого сьогоднішнього уроку(заздалегідь написана на дошці): «Металічні елементи у природі. Загальні способи добування металів.»

3)Актуалізація теоретичних знань( фронтальне обговорення питань, робота біля дошки)

 На попередніх уроках ми з вами ознайомилися із фізичними і хімічними властивостями металів, вивчили особливості будови їх атомів. Для перевірки ваших знань з цих тем, пропоную виконати кілька завдань(біля дошки).

Як метали реагують з неметалами? Допишіть схеми хімічних реакцій:

Na  +  O2 →

K   +   Cl2 →

Mg  +  S  →

Ca  +  Н2 

Як метали реагують з кислотами? Допишіть схеми хімічних реакцій:

Mg  +  HCl  →

Fe  +  H2SO4  →

Cu  +  H2SO4 (конц.)  

Hg  +  HNO3 (конц.)  

Що називають металічним зв’язком?

Назвіть найеластичніший метал?

Назвіть найтвердіший метал?

Назвіть найкрихкіший метал?

Перелічіть основні фізичні властивості металів.

4)Виклад нового матеріалу (бесіда, лабораторний дослід, розповідь, робота з підручником, демонстрація презентації)

Поширення металів у природі у вигляді простих речовин і сполук.  

  Для практичного користування людству потрібні чисті метали. У природі ж, у самородному вигляді зустрічаються тільки деякі метали, що у витискувальному ряді стоять після водню (золото Au, платина Pt, іноді срібло Ag, ртуть Hg, мідьCu). Щоб добути метали у вільному стані, необхідно знати природні сполуки, до складу яких вони входять і способи їх добування. Такі природні сполуки називають мінералами. Наприклад, Ферум міститься в мінералах магнетиті Fe3O4, гематиті Fe2O3 та ін.   

 Цікаво знати!  

  • мідь зустрічається в природі у вигляді самородків. Так, у 1857 р. в США в районі Великих Озер знайшли самородок масою 420 т. Його боки були оббиті ще кам’яними сокирами. У 60-х роках ХХ ст. у Росії було знайдено самородок міді масою 7 т. (в Кемеровській області);
  • чиста платина в природі зустрічається рідко. Найбільший її самородок важив 9,63 кг, але до наших днів він не зберігся, а от самородок платини масою 8,395 кг, який знайдено на території Росії на початку ХХ ст., зберігається й досі в Алмазному фонді Росії.  

  Залежно від того, які сполуки металів містяться в руді, розрізняють:

 а) оксидні руди – Fe3O4; Al2O3;

б) сульфідні руди – FeS2, MoS2;

в) хлоридні руди – NaCl, MgCl2;

г) карбонатні руди – CaCO3, FeCO3.

Демонстрація презентації.

Учням роздано зразки металічних руд та інструктивні картки для виконання лабораторного досліду (Додаток №1)

 



Лабораторний дослід № 13

Тема. Ознайомлення із зразками металічних руд.

Мета: розглянути зовнішній вигляд металічних руд, з’ясувати їх назви та формули.

Обладнання: зразки металічних руд.

Хід роботи

Розгляньте видані вам зразки металічних руд, запишіть формули і назви речовин, що є основними компонентами руди.

Метал Мінерал Склад (формула основного компоненту)
1 Na Галіт NaCl
2 K Сильвін KCl
3 Na, K Сильвініт NaCl· KCl
4 Ca

Вапняк

Гіпс

CaCO3

CaSO4 · 2H2O

5 Ca,Mg Доломіт CaCO3 · MgCO3
6 Al Боксит Al2O3 · nH2O
7 Fe

Пірит

Бурий залізняк

Червоний залізняк

Магнітний залізняк

FeS2

Fe2O3· nH2O

Fe2O3

Fe3O4

Загальні способи добування металів

Металургія галузь промисловості, основою якої є добування металів.

                                      Металургія

       
       

 

 

чорна металургія                                     кольорова металургія

виробництво заліза та                             виробництво інших металів

його сплавів                                    та їх сплавів

     Для того, щоб із сполуки отримати метал, потрібно здійснити відновлення металічного елемента

Меn+ + nе- → Ме°

                    Способи добування металів

пірометалургія            гідрометалургія           електрометалургія

 метали відновлюють    метали добувають       метали добувають

 із руд за високої           із розчинів солей                   електролізом розплавів

температури.                                                       солей, оксидів, гідроксидів.

Відновники:                                                         (добувають лужні, 

С (кокс),                                                               лужноземельні метали,

СО (чадний газ)                                                  алюміній.

Н2 (водень)

Si (сіліцій)  (силікотермія)

Активні метали (металотермія)

Одержання металів пірометалургійними  способами:

2ZnO + C = 2Zn + CO2

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

WO3 + 3H2 = W + 3H2O

2MgO + Si = 2Mg + SiO2

Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr

Одержання металівгідрометалургійним  способом:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

Одержання металів електрометалургійним  способом:

              електоліз

2NaClрозплав            2Na + Cl2

                     електроліз

CaCl2 розплва          Са + Cl2

Виробництво чавуну

1.Чавун – сплав Fe, C( ω від 1,7% до 4,8%), Mn, Si, P, S.

2. Сировина:       залізна руда (Fe2O3)             

                                               кокс( С)                                      шихта

                            флюси – вапняк (СаСО3)

                            повітря, збагачене киснем.

3. Будова домни.

4. Хімічні реакції, що лежать в основі виробництва чавуну:

Утворення відновника

С + О2 = СО2 + Q

СО2 + С = 2СО – Q

Відновлення заліза із руди

Fe2O3Fe3O4FeOFe

3 Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2

FeO + CO = Fe + CO2

Перетворення домішок

Частина домішок відновлюється коксом, частина – утворює з флюсами шлак.

5.Продукти доменного процесу

 
   

 

чавун                                               шлак                             доменний газ

       
       
 

 

 

ливарний   переробний

Виробництво сталі

1.Сталь – сплав Fe, C( ω до 1,7% ), Mn, Si, P, S (вміст Mn і Si менше, ніж у чавуні, вміст Pта S дуже малий)

2.Сировина: чавун, залізна руда, залізний брухт, вапняк, кисень.

3.Установки і апарати:

Кисневі конвертори

За одну плавку виробляється 400т  сталі

Тривалість плавки – 30 – 40 хв.

Температура підтримується за рахунок екзотермічних реакцій, додаткове спалювання палива не потрібне.

Мартенівська піч

За одну плавку виробляється 900т сталі.

Тривалість плавки –  6 – 8 год.

Температура підтримується за рахунок екзотермічних реакцій горіння палива.

Електропечі

За допомогою електричного струму створюються дуже високі температури (понад 2000°С)

Отримують леговані сталі.

  1. Хімічні реакції, що лежать в основі виробництва  сталі:

2Fe + O2 = 2FeO

2FeO + C = 2Fe + CO2

2FeO + Si = 2Fe + SiO2

FeO + Mn = Fe + MnO

5FeO +2P = 5Fe + P2O5

  1. Застосування сталі:

Конструкційна сталь – матеріал  для виготовлення транспортних засобів, арматури, труб, рейок, будівельного обладнання.

Інструментальна сталь -  матеріал  для виготовлення різальних інструментів, пружин.

Нержавіюча сталь - матеріал  для виготовлення апаратів та приладів хімічної та харчової промисловості.

5)Узагальнення і закріплення нового матеріалу(гра «Хімічний волейбол», розв’язання вправ)

Учитель тримає у руках паперовий м’яч, задає питання обраному учневі, кидаючи йому м’яч; учень відповідає на подане запитання, тільки тоді перекидає назад вчителю (і так з кожним учнем). Якщо учень відповідає неправильно – йому пропонується ще одне питання.

Питання:

-         Що слугує відновниками в металургії?

-         Чим відрізняється відновлення з оксидних і сульфатних руд?

-         Які метали добувають електролізом?

-         Поясніть, що таке пірометалургія.

-         Гідрометалургія – це …

-         Що таке електрометалургія?

-         Як добувають метали із сульфідних руд?

Розв’язування вправи по підручнику на сторінці 177: №242

6)Підсумок уроку(«Поетична хвилинка», формулювання загальних висновків)

На підсумок нашого уроку пропоную вам прослухати рядки П.Куліша:    

Знаходимо в землі срібляні жили

    І золото, знайшовши, очищаєм.

    З землі копать залізо ми умієм

   Із каменю червону мідь топити.

Як ви могли б їх пояснити?  

  Ці рядки підтверджують той факт, що частина металів є у вигляді покладів у надрах земних, що їх можна видобувати, відновлювати із руд.

7)Виставлення оцінок та їх мотивація

Вчитель оцінює учнів. Дякує за урок.

8)Інструктаж з домашнього завдання

(Домашнє завдання заздалегідь написане на дошці)

  1. Підручник § 24 с. 173-178 опрацювати.
  2. Завдання по підручнику: № 241(всім);  243(ІІІ – ІVрівень) с. 177.
  3. Вивчити конспект.
  4. Творче завдання: підготувати матеріал (есе, презентації, доповіді) з тем:

• Історія розвитку чорної металургії в Україні.

• Виробництво чавуну.

• Виробництво сталі.

• Значення чорної металургії.

• Охорона навколишнього середовища в чорній металургії.