Сценария интерактивного урока по химии в 9 классе "Получение металлов"

Интерактивный урок по химии в 9 классе

Получение металлов

Цели: Познакомить обучающихся с природными соединениями металлов и как ихдобывают.  

Сформировать понятия о самородных металлах, минералах и рудах.      

Ознакомить с металлургическими видами получения металлов: пиро-,  гидро-, электрометаллургией. Продолжить формирование навыков у обучающихся взаимодействовать в парах и малых группах;  умение анализировать полученную информацию и делать выводы.

Ожидаемые результаты: По окончании урока обучающиеся будут знать    особенности нахождения металлов в природе,  названия некоторых природных соединений металлов; ознакомятся с коллекцией природных соединений металлов; смогут описать  химические процессы, которые лежат в основе получения чистых металлов из руд; смогут  сделать выводы о  важности изучения данной темы для ;

Оборудование: Коллекция руд  металлов, коллекция чистых металлов, презентация к уроку, раствор сульфата меди, порошок железа, спиртовка, спички, штатив с пробирками.

I.      Проверка домашнего задания и Введение в тему урока (7 мин)

Учитель:  Ребята, под каким девизом проходили наши уроки изучения металлов. 

Ученики: «Металлы – основа цивилизации».

Учитель: Этот девиз прошел через несколько пройденных нами уроков. Мы изучили историю бронзового, медного и железного веков развития нашей цивилизации. Какие еще разделы о металлах нами изучены?

Ученики: Мы познакомились с Положением металлов в Периодической системе Д.И. Менделеева, изучили общие физические и химические свойства металлов.

Учитель: Дома вы закрепили знания по теме «химические свойства» и выполняли упражнения.  Теперь  я предлагаю вам индивидуальную работу по вариантам. Внимание на таблицу, где вам предлагается проанализировать ответы на вопросы и найти неточности или ошибки. Положительным считается тот ответ, в котором указаны все неточности.  (2 мин).

1 ряд		2ряд		3 ряд
1 вариант	2 вариант	1 вариант	2 вариант	1 вариант	2 вариант
Дайте характеристику по положению в ПСХЭ		Опишите физические свойства металла -		Укажите, с какими из перечисленных веществ: С, H2O, S, HCl, O2 будет реагировать
Al	Ca	Серебро	Калий	Na	Cu
находится в 3 периоде, в III   группе, побочной подгруппе, порядковый номер – 13, металл, проявляет основные  свойства.  Mg<Al>Si B<Al< Gа	находится в 3 периоде, в II  группе, главной подгруппе, порядковый номер – 20, неметалл, проявляет основные свойства.  Mg<Са<Sr K< Са>Sc	Серебро, металл серебристого цвета, твердый, ковкий, пластичный, имеет низкие температуры плавления, кипения, плохо проводит электрический ток, теплопроводен, хорошо растворим  в воде.	калий, металл красного цвета, мягкий, с низкой плотность,  имеет высокие темпер-ры плавления, кипения, плохо  реагирует с водой, химически активен на воздухе, поэтому хранится в спец-ном резервуаре.	реагирует со всеми перечислен ными веществами, кроме воды и соляной кислоты.	реагирует с соблюдением условий    с C, S, O2

Введение в тему. Актуализация. (2 мин)

Учитель:  А теперь, я предлагаю вам посмотреть видеосюжет и определить предмет дальнейшего нашего разговора (видео сюжет о значении алюминия и необходимости изучения его производства).

Учитель: Вы догадались, о чем мы сегодня будем говорить?

 Ученики: Сегодня мы будем изучать, как получают металлы.

II.   Основная  интерактивная  часть (25 мин).

Учитель: Могут ли металлы встречаться в природе в свободном состоянии? Если да, то, какие это металлы по своей химической активности должны быть?

   Ученики: Это золото и платина, они обладают низкой химической активностью, поэтому спокойно лежат в недрах земли.

Учитель: А как же остальные металлы?

Ученики: В виде каких-нибудь соединений.

Учитель: Рассмотрите коллекции, которые лежат у вас на столах в группах и познакомьтесь с названиями некоторых природных соединений.(1 мин) (Во время просмотра учитель обращает внимание детей на названия и состав минералов)

Внимание на экран, вот так добывают руду меди, например. (1,5 мин)

Учитель: Давайте сделаем обобщение, составим схему нахождения металлов в природе.

Как называются металлы, встречающиеся только в свободном виде?

Ученики: Самородки.

Учитель: Какие химически неактивные металлы мы к ним уже отнесли?

Ученики: Золото, платина.

Учитель: Металлы, встречающиеся в виде соединений.

Ученики: Активные металлы.

Учитель(уточняет): Металлы, стоящие в ряду напряжений от калия до олова.

Еще, какой вид металлов может встречаться в природе?

Ученики: Металлы, встречающиеся и в самородном состоянии и в соединениях.

Учитель: И к ним относятся: Олово, свинец, ртуть, серебро.

У детей в тетради должны появиться схема:

 

Учитель:  Сделайте вывод, в каком виде   металлы встречаются чаще всего?

Ученики: В виде соединений – хлоридов, сульфидов, оксидов, карбонатов и т.д.

 Учитель: Как вы думаете, какой  химический процесс должен лежать в основе процесса получения чистых металлов из их соединений? 

Ученики: Восстановление.

Учитель: Но прежде чем восстановить металл, необходимо перевести его в форму доступную для обработки:  обжиг,  обработка кислотами,  содой.

Затем действие восстановителей. Какие вещества могут выступать в качестве восстановителя?

Ученики: H₂, C, CO, Al, другие активные металлы

Учитель: Как можно   назвать отрасль промышленность, которая занимается получением металлов из их соединений?

Ученики: Металлургия.

Учитель: Ребята, теперь предлагаю вам поиграть. Представьте, что вы работники металлургического комбината. Каждая ваша группа – производственный отдел. Отделом руководит главный технолог (учитель назначает главного в каждой группе и озвучивает метод, который разрабатывает каждая группа) и вы вместе разрабатываете этот метод восстановления металлов из соединений.  Во второй группе работает заводская химическая лаборатория, которая может продемонстрировать один из методов. Поработайте  с учебником (П.9) и маршрутными картами, которые лежат у вас на столе    и, через 10 мин мы обсудим каждый из них.

Лаборантам приступить к своей работе.

                                  Обратная связь.

Учитель: Совещание окончено, пора приступить к изложению ваших методов. На столе у каждого из вас есть заготовка сводной таблицы «Методы получения металлов», заполняем ее вместе с технологами.

Выступления учащихся – главных технологов и демонстрация опыта  учениками- лаборантами. Заполняется сводная  таблица на доске самими учениками.

Метод получения	Химические реакции, лежащие в основе  данного метода	Примеры металлов, которые получают данным методом
Пирометаллургия	2 PbS + 3О2 = 2PbO + 3SO2­ PbO +  Н2 = Pb +  Н2O	Fe, Zn, W, Ti и др.
Гидрометаллургия	CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu	Ag, Au, Zr, Zn, Mo
Электрометаллургия	2NaCl(расплав)   → 2Na + Cl2­	шелочные, щелочноземельные металлы и алюминий.
Термическое разложение соединений металлов	[Fe(CO)5] = Fe + 5CO­ [Ni(CO)4] = Ni + 4CO­ разложение галогенидов разложение оксидов	Тi, Zr, Th V, Ta,   Nb.

Технолог первой группы: Пирометаллургия.

- это восстановление металлов из руд, происходящее при высоких температурах.

Например, получение свинца. Природное соединение PbS подвергают обжигу: 2 PbS + 3О₂ = 2PbO + 3SO₂­

Затем, свинец из оксида восстанавливают водородом:

PbO +  Н₂ = Pb +  Н₂O ( реакция идет при нагревании)

Таким способом получают Fe, Zn, W, Ti и др.

Технолог второй группы: Гидрометаллургия.

- это метод восстановления металлов из растворов их солей другими более активными металлами:

Например, нерастворимый в воде оксид меди растворяют в разбавленном растворе серной кислоты до образования соли меди:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Затем, медь восстанавливают из раствора чистым железом.

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

Этим способом получают Ag, Au, Zr, Zn, Mo

 Лаборанты 2 группы, одели белые химические халаты, подготовили опыт по инструкции по получению меди из ее раствора, восстанавливая чистым железом.

Заведующий лабораторией докладывает:

В пробирку с раствором сульфата меди(II) добавили порошок железа.

Чтобы реакция ускорилась, пробирку можно погреть над пламенем спиртовки. Через некоторое время раствор обесцвечивается, а на дне пробирки появляется красный осадок меди.   

Учитель: Почему реакция стала возможной, к какому типу она относится?

Ученик: Железо в ряду напряженностей металлов стоит левее меди, т.е. активнее. Поэтому может вытеснить медь из ее соли.

Учитель: Могла бы пройти реакция между сульфатом железа(II) и чистой медью?

Ученик: Нет, т.к. медь менее активна.

Технолог 3 группы: Электрометаллургия.

- это метод восстановления металлов с помощью электрического тока – электролиз.

Электролиз – это восстановление металлов из растворов или расплавов их соединений.

Например, расплав хлорида  натрия при действии электрического тока разлагается на чистый натрий и хлор:

2NaCl_{(расплав)}   → 2Na + Cl₂­

Этим способом получают шелочные, щелочноземельные металлы и алюминий.

Учитель: Ребята, подробнее писать процесс электролиза мы с вами научимся в 11-ом классе.

Технолог 4 группы: Термическое разложение соединений металлов (материал не из учебника)

При термическом разложении карбонильных комплексов железа и никеля  получают металлы особой чистоты:

[Fe(CO)₅] = Fe + 5CO­

[Ni(CO)₄] = Ni + 4CO­

Термическим разложением галогенидов получают Тi, Zr, Th; разложением оксидов – V, Ta,   Nb.

III.             Рефлексия. Выводы (8 мин)

Учитель: Поднимите руки те, кто сегодня узнал что-то новое. Спасибо.

Запомнили ли вы, на какие группы  делятся металлы по способу их  природного происхождения?

Ученики: Самородки, те, что встречаются только в соединении, металлы, встречающиеся как в самородном соединении, так и в соединениях.

Учитель:  Давайте проверим, как вы разобрались с методами получения металлов. Я побывала на нескольких предприятиях. Узнаете ли вы по видеосюжету, о каком методе получения металлов идет речь?

Сюжет о получении титана(   мин).

Ученики: Пирометаллургический.

Учитель: Кто-нибудь считает по другому? А какие приметы этого метода вы увидели?

Ученики: Печи для обжига, расплавление руды.

Сюжет о получении алюминия (  мин).

Ученики: Электрометаллургический.

Учитель: Кто-нибудь считает по другому? А какие приметы этого метода вы увидели?

Ученики: Электролизеры, силовые кабели. Говорят о действии электромагнитного поля.

Учитель: Ребята, нужны ли сейчас такие заводы нашей стране? Выгодно ли   строить новые, модернизировать старые. Или может легче покупать готовую продукцию за границей?

Ученик: Россия – сырьевая страна. У нас много полезных ископаемых, которые выгодно перерабатывать самим. ( Возможны и другие мнения, необходимо выслушать все,  учитель может сказать о том,  что бы оценить объективно экономическую сторону этого вопроса необходимо получать  новые знания и, что у ребят все еще впереди).

Учитель: Поднимите руки те, кому сегодня было интересно.

Спасибо вам за активное участие в нашем занятии, мне тоже было интересно с вами.

IV.            Домашнее задание

П. 9, упр. 1-6