- Учителю
- Интегрирированный урок по химии и географии. Тема урока: Металлы в природе. Общие способы их получения.
Интегрирированный урок по химии и географии. Тема урока: Металлы в природе. Общие способы их получения.
Интегрирированный урок по химии и географии.
Тема урока: Металлы в природе. Общие способы их получения.
Цель: сформировать представления учащихся о нахождении металлов в природе и способах их получения.
Оборудование: мультимедийный проектор, интерактивная доска, карта России, коллекции руд металлов, предметы употребляемые в быту из различных металлов.
Ход урока.
-
Мотивация
Учащимся демонстрируется гвоздь и кусочек магнитного железняка.
Ребята посмотрите на эти предметы, магнитный железняк - это руда из которой получают различные металлические изделия. Вы знаете, как это делают? А хотите узнать?
2. Актуализация
Как вы думаете, какие знания нам необходимы для ответа на вопрос о получении металлов? С чего необходимо начать?
3.Целеполагание и планирование.
Сформулируем тему и задачи урока.
В ходе беседы учащиеся совместно с учителем приходят к выводу, что надо знать:
-
Где находится руда.
-
Как ее обработать.
-
Какие химические процессы нужны для извлечения из нее металла.
4. Основная часть урока.
Учитель географии (рассказ сопровождается презентацией). Ученики заполняют схему в тетради, в которой отражают состав и географию отрасли.
Металлургический комплекс производит конструкционный материал металл, который используется для изготовления машин, станков, оборудования многих заводов, для строительства железных дорог и т.п. Основной потребитель металла машиностроение. Металлургический комплекс состоит из черной и цветной металлургии. Доля России в мировых запасах железных руд составляет 32%, а их ежегодная добыча в стране составляет 15% мировой. Цветные металлы очень разнообразны: их насчитывается около 70. Цветная металлургия нашей страны использует в основном отечественные ресурсы. В России сосредоточенно11% мировых запасов меди, 12% свинца, 16% цинка, 21% кобальта, 27% олова, 31% никеля. Но многие виды цветных металлов и их руд необходимо завозить: алюминиевые руды (бокситы), ртуть, сурьму.
К черным металлам относятся: марганец, хром, железная руда. Процесс производства черных металлов включает в себя: добычу и подготовку руд, плавка металла, производство вспомогательных материалов (огнеупоров, сплавов). Поэтому в металлургическом производстве широко развито комбинированное объединение на одном предприятии (комбинате) несколько технологически экономически связанных между собой производств различных отраслей черных металлов.
Работа с атласом: определение районов России, обладающих крупными запасами железной руды.
Работа с интерактивной картой «Металлургические базы России». Определение факторов размещения предприятий: сырьевой, транспортный, топливный.
Цветная металлургия России производит разнообразные по физическим и химическим свойствам конструкционные материалы для различных отраслей промышленности. В состав цветной металлургии входят медная, свинцово-никелевая, кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфрамомолибденовая, а также промышленность благородных и редких металлов. По стадиям технологического процесса металлургия делится на добычу и обогащение сырья, металлургическую обработку цветных металлов.
Работа с атласом: определение районов России, обладающих крупными запасами цветных металлов.
Работа с интерактивной картой «Металлургические базы России». Определение факторов размещения предприятий: энергетический, сырьевой и водный.
Учитель химии (рассказ сопровождается презентацией), учащиеся записывают в тетрадях название метода и химические реакции:
Ребята в каком виде металлы встречаются в природе? В зависимости от того, где расположен металл в ряду напряжений, можно судить о его нахождении в природе:
- металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия, встречаются в природе в виде солей - хлоридов, сульфатов, нитратов, карбонатов;
- металлы от алюминия до ртути - в виде оксидов и сульфидов, реже в виде карбонатов;
- металлы, располагающиеся в ряду напряжений после водорода, могут встречаться в самородном виде (золото, серебро, платина, реже - ртуть и медь).
1. Пирометаллургия - методы извлечения металлов из руд под действием высоких температур.
Сульфидные руды подвергают обжигу:
2CuSO4 + 3 O2 = 2 CuO + 2 SO2
Оксидные руды и оксиды восстанавливают водородом, углем, угарным газом, более активными металлами - алюминием (алюминотермия), магнием (магнийтермия), натрием (натрийтермия):
CuO + C = Cu + CO
2 Al + Cr2O3 = Al2O3 +2 Cr
2. Гидрометаллургия - методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворах.
CuS + 4H2SO4 = CuSO4 + 4 SO2 + 4H2O
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
3. Электрометаллургия - выделение металлов из их солей и оксидов под действием электрического тока.
2Al2O3 = 4Al +3O2
2NaCl= 2Na + Cl2
Металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия включительно, можно получить электролизом только расплавов оксидов и солей. Менее активные металлы можно восстановить электрическим током из растворов солей:
2 CuSO4 + 2 H2O = 2Cu + 2 H2SO4 + O2
Самостоятельная работа учащихся в группах с заполнением таблицы. Каждой группе учащихся выдается руда:
первая группа FeS2
вторая группа Fe2O3
третья группа PbS
четвертая группа ZnS
пятая группа KClКаждая группа делает отчет по заданию.
5. Применение полученных знаний
Тестирование по вариантам
Вариант 1
-
Основные продукты черной металлургии:
А) алюминий и сталь;
Б) сталь и чугун;
В) чугун и железо. Ответ: Б.
2. К местам дешевой энергии тяготеет производство:
А) алюминия и меди;
Б) меди и титана;
В) титана и магния. Ответ: В.
3. Главными районами цветной металлургии в России являются:
А) Урал и Восточной Сибири;
Б) Восточная Сибирь и Поволжье;
В) Поволжье и Дальний Восток. Ответ: А.
4. Уравнение реакции оксида меди двухвалентной с водородом относится к:
А) пирометаллургии;
Б) гидрометаллургии;
В) электрометаллургии. Ответ: А.
5. Качество стали зависит от:
А) температуры;
Б) содержание углерода в сплаве;
В) химического состава руды. Ответ: Б.
6. В качестве восстановителей при производстве чугуна используется:
А) водород;
Б) углерод, кремний, марганец;
В) алюминий. Ответ: Б.
Вариант 2.
-
Самый легкий металл (алюминий).
-
В сталеплавильных печах плавят что? (сталь)
-
Металл желтовато - красноватого цвета (медь).
-
Самая грязная отрасль промышленности (металлургия).
-
Редкоземельный металл (селен).
-
Легкий металл, который используется в космической промышленности (титан).
-
Первый этап технологической цепочки в металлургии - это добыча …(руды).
Вариант 3.
-
Самый распространенный металл среди цветных металлов (медь).
-
Где плавят металл? (печь).
-
После плавки стали идет производство чего? ( Прокат).
-
Желтый, драгоценный металл. (Золото).
-
Металл, который используется в космической промышленности (титан).
-
Благородный металл (платина).
-
Металлургические…(базы).
6. Подведение итогов.
Что нового вы узнали на уроке? Где вам пригодятся полученные знания?
Какие затруднения вы испытали при самостоятельной работе?
7. Домашнее задание.
§ 9, упр 4,5
Творческое домашнее задание по желанию.
1. В последнее время большого внимания заслуживают микробиологические методы получения металлов, в которых используется жизнедеятельность некоторых видов бактерий. Подготовьте сообщение об этом способе получения металлов.
2. Металлургия - крупный загрязнитель окружающей среды. На ее долю приходится 20% всех промышленных выбросов в атмосферу и сточных вод. Предложите способы устранения данной проблемы.
3. Почему металл называют «хлебом» экономики?