Урок "Основные способы получения металлов,11 класс

                                                            Разработала: учитель химии

                                                            МОУ «Тверской лицей», г. Тверь

                                                            Н.В. Капитонова

Тема урока: Основные способы получения металлов

Тип урока: Применение и совершенствования знаний.

Цель урока: Повторить и систематизировать сведения об основных способах получения металлов в промышленности.

Задачи урока:

Обучающие

§  обеспечить усвоение понятий об основных способах получения металлов: пирометаллургии, гидрометаллургии и электролизе;

Развивающие

§  развивать умение логически мыслить,

§   анализировать, проводить сравнения; делать обобщения и выводы,

          Воспитывающие

§  воспитывать умение находить главное,

§  способствовать развитию интереса к учебе.  

          Планируемые результаты:

Личностные: развитие готовности и способности к саморазвитию, самообразованию и реализации творческого потенциала, формирование мотивации к обучению, устойчивого учебно- познавательного интереса к новым знаниям.

Метапредметные:

Регулятивные: развитие  навыков самоконтроля, умение решать учебную задачу, умение работать по алгоритму.

Познавательные: формирование умения работать с информацией: отбор необходимой информации, её моделирование, составление тезисов, планов.

Коммуникативные:  планирование учебного сотрудничества с учителем и со сверстниками - определение цели, функций участников, способов взаимодействия.

Предметные: владение умениями выдвигать гипотезы на основе знаний об основных способах получения металлов. Владение методами проведения химических экспериментов с соблюдением правил безопасной работы с веществами и лабораторным оборудованием, владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдение, описание, измерение, эксперимент. Сформированность умений объяснять закономерности протекания химических реакций, прогнозировать возможность их осуществления, проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям, умений анализировать, оценивать, проверять на достоверность и обобщать научную информацию.

Средства обучения:

Предметные: приборы для проведения ДО и ЛО, таблица растворимости, ряд стандартных электродных потенциалов.

Практические: ДО «Восстановление меди их оксида меди (II) водородом», ЛО «Восстановление меди из раствора сульфата меди»         

ХОД УРОКА.

I.       Организационный момент

Учитель:  Я думаю, нет необходимости повторять, какую огромную роль играют металлы в жизни человека – об этом мы говорили с вами на прошлых уроках. А цель нашего урока сегодня – повторить и систематизировать знания об общих способах получения металлов в промышленности. Соответственно этому и тема на доске «Способы получения металлов». На столах у вас – методические рекомендации, которые помогут вам успешно справиться с поставленной целью.

Итак, только немногие металлы встречаются в свободном состоянии, и тогда они называются самородными. Золото и платина встречаются в самородном виде, серебро и медь – отчасти в самородном виде, иногда попадаются также самородные ртуть, олово и некоторые другие металлы.  Большинство же металлов, как вам известно, находится в природе в виде соединений с другими элементами.

II. Актуализация опорных знаний.

1.Электрохимический ряд напряжений металлов.

 На предыдущих уроках мы говорили об электрохимическом ряде напряжений металлов. Вспомните, какие основные выводы об активности металлов можно сделать на основе изучения этого ряда?

Ожидаемые ответы:

А). Чем левее стоит металл в этом ряду, тем более сильным восстановителем он является.

Б). Каждый металл способен вытеснять (восстанавливать) из растворов солей те металлы, которые в ряду напряжений металлов стоят после него (правее).

Учитель: А теперь попробуем связать эти знания с нашей темой. Как вы считаете, связаны ли с активностью металлов нахождение их в природе в виде простых веществ (в самородном состоянии) или в виде соединений? Подумайте и сделайте вывод.

Ожидаемые ответы:

Металлы, завершающие электрохимический ряд напряжений (золото, платина) – только в самородном виде. Металлы более активные, чем золото и платина, но также стоящие в электрохимическом ряду после водорода, обычно встречаются в природе в виде соединений или в самородном виде (серебро, медь – часто, ртуть, олово – редко). Металлы, стоящие в ряду напряжения до водорода, встречаются в природе только в виде соединений с другими элементами.

2.Понятие «руды»; «металлургия».

Вспомните, как называются минералы и горные породы, содержащие соединения металлов и пригодные для получения этих металлов промышленным путем. А какая наука и одноименная отрасль тяжелой промышленности занимается изучением процессов производства металлов из руд и получением металлов из сплавов?

 3.Понятие: ОВР, окислитель, восстановитель, процесс окисления, восстановления.

Теперь прочитайте методические указания и выполните предложенные задачи.

III.             Основная часть

1.                  Вспомните основные способы получения металлов, для этого используйте соответствующий материал учебника (§18 Габриелян О.С. 11 класс,  стр. 227 – 230)

2.                  Кратко охарактеризуйте сущность каждого способа, обратите внимание на химическую активность металлов, получаемых тем или иным способом.

3.                  Посмотрите ДО «Восстановление меди из оксида меди».

3.1.           Составьте уравнения получения цинка из цинковой обманки (сфалерита), согласно цепочке ZnS → ZnO → Zn.

Какой способ получения металлов иллюстрирует эта цепочка? Каковы обязательные условия протекания данных реакций?

К какому типу реакций относится каждая из указанных реакций? (признак: изменение степени окисления).

Составьте ОВР для данных реакций, укажите окислитель и восстановитель.

4. Проведите ЛО – получение меди из раствора CuSO₄.

4.1. Составьте уравнение получения меди из минерала тенорита (CuO) согласно цепочке CuO → CuSO₄ → Cu.

Для иллюстрации какого способа получения металлов подходит данный  ЛО и эта цепочка? Каковы условия?

Укажите тип реакции по признаку: изменение степени окисления.

Для ОВР составьте баланс, укажите окислитель и восстановитель.

5.Какой способ получения металлов отражает следующая запись

                                                                            _{электролиз}

                                  2NaCl        →        2Na + Cl₂.

                                                        ^{расплав}

Каковы условия прохождения данной реакции?

К какому типу (ОВР или не ОВР) относится эта реакция? Распишите ОВР, укажите окислитель и восстановитель.

6.На основе выполненных упражнений, ответьте на следующие вопросы:

§     К какому типу реакций относится большинство реакций, лежащих в основе промышленных способов получения металлов?

§     Какой процесс – окисление или восстановление необходимо произвести, чтобы выделить чистый металл из соединений?

§     Зависит ли выбор способа получения металла от его химической активности? Например, можно ли получить металлический натрий следующими реакциями, используемыми при гидрометаллургии

                    NaCl + Fe → ?         NaCl + Li → ? 

                                ^{раствор                                        раствор} 

§     Пригоден ли способ пирометаллургии для промышленного получения щелочных и щелочноземельных металлов?

IV.Закрепление

1.                  Вычислите массовые доли минерала магнетита Fe₃O₄ и пустой породы в железной руде, если из образца этой руды массой 500 г получили железо массой 200 г. используйте метод пирометаллургии. В качестве восстановителей возьмите

                       I ряд – С;   II ряд – Al;   III ряд – Н₂ ;

2.                  Медный купорос обработали раствором соды. Осадок прокалили. Полученный после этого черный порошок нагрели с углем. Напишите уравнения реакций, которые при этом происходят.

3.                  Какое вещество и какой массы выделится на катоде при электролизе расплава хлорида меди (II), если на аноде выделился хлор объемом 11,2 л.

4.                  Дополнительно. Барий получают алюминотермическим восстановлением оксида бария. Какая масса бария будет получена при взаимодействии оксидного концентрата массой 600 г (массовая доля ВаО 91,8%) с техническим алюминием массой 100 г (массовая доля Al = 98,55%).

V. Обобщение и систематизация знаний

В конце урока ребята делают вывод приблизительно следующего содержания: в любом случае восстановитель должен быть более сильным, чем  восстанавливаемый металл. Некоторые, наиболее активные металлы, нельзя получить ни способом пирометаллургии, ни гидрометаллургии. В этих случаях необходим еще более сильный восстановитель. Таким восстановителем может служить электрический ток.

VI. Информация о домашнем задании.

Учебник: Габриелян О.С., Лысова Г.Г., профильный уровень §18 (раздел – способы получения металлов + электролиз расплавов), упр.5,11,12 стр. 258