Урок по теме «Металлы в природе»

Урок по теме «Металлы в природе, способы получения металлов»

Цели урока: Познакомить с природными соединениями металлов; сформулировать понятие о самородных металлах, минералах и рудах; ознакомить с металлургией и ее видами: пиро-, гидро-, электрометаллургией.

Образовательная: дать определения понятий самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пиро-, гидро- и электрометаллургия; важнейшие минералы металлов.

Развивающая: научить характеризовать основные этапы различных видов металлургического производства.

Воспитывающая: сформировать ЗУН для экологически грамотного поведения в окружающей среде и в быту.

Планируемые результаты:

Предметные: Знать определения понятий самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пиро-, гидро- и электрометаллургия; важнейшие минералы металлов.

Метапредметные: Уметь характеризовать основные этапы различных видов металлургического производства.

Личностные: Использовать ЗУН для экологически грамотного поведения в окружающей среде и в быту.

Термины: самородные металлы, минералы, руды, металлургия, пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия.

Оборудование: Коллекция руд металлов, природные соединения различных металлов из числа имеющихся в лаборатории веществ.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: комбинированный урок.

Ход урока

1.Организационный момент: Приветствие учащихся, проверка отсутствующих.

2.Актуализация знаний: проводится опрос по ранее изученной теме.

Фронтальный опрос

-Какими металлами можно восстановить водород из раствора соляной кислоты?

-Можно ли хранить в железной посуде растворы солей металлов? Если можно, то соли каких металлов?

-Какие ионы являются окислителями в молекулах азотной кислоты и концентрированной серной кислоты? Какие газообразные продукты при этом могут выделится?

-Какие химические реакции могут произойти, если кусочек магния поместить в водный раствор хлорида алюминия?

Составьте уравнения реакций.

Какие из предложенных реакций возможны?
 a)Mg + FeCl₂→

б)Mg + H₃PO₄ → (образуется нерастворимая соль Mg₃(PO₄)₂)

в)К + MgCl₂ → (ЩМ будет взаимодействовать с водой)

г)Ag + CuSO₄ → (Ag менее активный металл, чем Сu)

 д)Сu + AgNO₃  →

3.Работа по теме урока

Природные соединения металлов

В природе металлы встречаются чаще всего в виде соединений (металлических руд). Объясняется это высокой химической активностью металлов.

-Могут ли металлы находится в природе в свободном (или самородном) состоянии, то есть в виде М⁰? Если могут, то какие это металлы?

(Ответ: это металлы низкой химической активности)

Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества (самородки), или в виде сложного вещества.

Записать в тетрадь.

1)Благородные металлы-Au ,Pt-встречаются в природе в свободном состоянии (в виде простого вещества).

2)Активные металлы (до Sn ) встречаются только в виде соединений (сложных веществ –оксидов, солей).

3)Некоторые металлы встречаются и в свободном виде, и в виде соединений( Sn, Cu, Hg, Ag).

Чаще всего металлы в природе встречаются и в виде солей неорганических кислот: сульфидов, хлоридов, нитратов, сульфатов, карбонатов, а также оксидов.

хлоридов - сильвинит КСl • NaCl, каменная соль NaCl;

нитратов – чилийская селитра NaNO₃;

сульфатов – глауберова соль Na₂SO₄ ? 10 H₂O, гипс CaSO₄ • 2Н₂О;

карбонатов – мел, мрамор, известняк СаСО₃, магнезит MgCO₃, доломит CaCO₃ • MgCO₃;

Записать в тетрадь.

Химические формулы важнейших минералов.

Какие химические формулы важнейших минералов: железа, свинца, цинка, ртути? (работа с учебником)

(Ответ: красный железняк-Fe₂O₃, бурый железняк-2Fe₂O₃*3H₂O, магнитный железняк Fe₃O_4.)

-Что называют минералами?

(Ответ: различные природные химические соединения металлов.)

-Что называют рудами?

(Ответ: природные соединения содержащие минералы.)

Получение металлов

Как вы думаете, какой химический процесс лежит в основе получения металлов?

(Ответ: в природе большинство металлов встречается в составе соединений, и их С.О. положительная (М⁺ⁿ). Значит, для того чтобы их получить в виде М⁰, необходимо произвести процесс восстановления.)

Получением металлов из их соединений занимается важнейшая отрасль промышленности, называемая металлургией.

Металлургия ( от греч. metallurgio – обрабатывать металлы) – это область науки, техники и производства, связанная с промышленным получением металлов из природного сырья.

Но прежде чем восстановить природное соединение металла, необходимо перевести его в форму, доступную для обработки. Это может быть обжиг руд для перевода металла в оксид или растворение нерастворимых соединений ( обработка кислотами,содой и др.).Катионы металлов М⁺ⁿ в металлургических процессах являются окислителями. Восстановителями выступают следующие вещества: С (уголь), Н₂, СО, Аl, Mg, активные металлы- ЩМ, ЩЗМ, электрический ток.

Познакомимся с общими способами получения металлов.

Пирометаллургия- это восстановление металлов из их руд, происходящее при высоких температурах:

2PbS+3O₂₌^t2PbO+2SO₂

PbO+H₂=^tPb+H₂O

WO₃+3H₂=^tW+3H₂O

Гидрометаллургия- это восстановление металлов из растворов их солей другими, более активными металлами:

CuO+H₂SO₄=CuSO₄₊H₂O, затем проводят реакцию замещения

CuSO₄+Fe=Fe SO₄+Cu.

Этим способом получают следующие металлы: Ag, Au, Zn, Mo.

Электрометаллургия- это восстановление металлов с помощью электрического тока. Данный метод основан на электролизе растворов или расплавов соединений металлов. Наиболее активные металлы получают электролизом расплавов их соединений:

2КCl_{(расплав)} ^эл.ток 2К+ Сl₂

Этим способом получают ЩМ, ЩЗМ,Al.

Микробиологический метод получения металлов, в котором используется жизнедеятельность некоторых видов бактерий.

Таким образом, мы познакомились с природными соединениями металлов и способами выделения из них металла, как простого вещества.

4. Закрепление:

1.Перечислите способы получения металлов из природного сырья.

2.Назовите черты сходства и различия в разных видах металлургии.

На (3) и (4) вопросы ответьте письменно (время на выполнение работы 5 минут)

3.Определите способ получения металла и разновидность этого способа:

А) восстановление меди из медной руды куприта (Cu₂O)

Cu₂O + C = 2Cu + CO­ (при t)

Б) восстановление хрома из оксида хрома (III)

Cr₂O₃ + 2Al = 2 Cr + Al₂O₃ (при t)

В) восстановление вольфрама из оксида вольфрама (VI)

WO₃ + 3H₂ = W + 3 H₂O (при t)

Г) получение натрия из расплава хлорида натрия:

2NaCl = 2Na + Cl₂ ­ (ток)

4. Какой из железосодержащих минералов экономически предпочтительнее использовать для получения железа с точки зрения содержания в руде нужного элемента: пирит FeS₂, лимонит Fe₂O₃ × 2H₂O, магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂O₃. Ответ обоснуйте, рассчитав массовую долю железа в соединениях.

Учащиеся оценивают свою работу на уроке по результатам своих ответов. Учитель корректирует оценки и выставляет их в журнал.

5. Домашнее задание: § 9 Упр. № 1-6 (для всех). Наиболее активным учащимся предлагается работа по составлению кроссворда на тему: «Металлы. Способы получения металлов».