Урок по химии на тему 'Получение металлов' (9 класс)

Савицкая М.Г.

Тема: Получение металлов.

Цели:

1. Познакомить уч-хся с образцами природных соединений Ме. Сформировать понятие о самородных Ме, минералах и рудах. Дать представление о металлургии и ее видах: пиро-, гидро-, электрометаллургией.

2. Развивать внимание, память, речь, аналитическое мышление, способность делать выводы.

3. Воспитывать любовь к предмету.

Тип урока: комбинированный

Метод: рассказ с элементами беседы

Ход урока:

I. Орг. момент.

II.Опрос:

1. Что такое ряд напряжения Ме? Основываясь на каких принципах он составлен? В каких случаях его нбх учитывать?

2. Взаимод-е Ме с неМе: кислородом, азотом, водородом, серой, галогенами.

3. Взаимод-е Ме с водой.

4. Взаимод-е Ме с кислотами.

5. Взаимод-е Ме с растворами солей.

III. Изучение нового материала:

Многие Ме широко распространены в природе. Так, содержание n Ме в земной коре следующее:

ω(Al) = 8,2% ω(K) = 2,1%

ω(Fe) = 4,1% ω(Mg) = 2,1%

ω(Ca) = 4,1% ω(Ti) = 0,56%

ω(Na) = 2,3% содержание остальных Ме незначительно.

Ме в природе могут встречаться в 3-х формах: стр 42-43

1. Только в свободном виде встречаются Au и Pt;

2. И в самородном виде, и в форме соединений могут находиться в природе Ag, Cu, Hg, Sn;

3. Все остальные Ме, которые находятся в ряду напряжения до Sn, встречаются в природе только в виде соединений:

• Хлоридов: сильвин KCl, галит NaCl, сильвинит KCl ∙ NaCl

• Нитратов: чилийская селитра NaNO₃

• Сульфатов: глауберова соль Na₂SO₄ ∙ 10 H₂O, гипс CaSO₄ ∙ 2H₂O;

• Карбонатов: мел, мрамор, известняк CaCO_3, магнезит MgCO₃, доломит CaCO₃ ∙ MgCO₃;

• Сульфидов: серный колчедан FeS₂, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

• Силикатов, в том числе содержащих Al - алюмосиликатов: белая глина, полевые шпаты, слюда;

• Фосфатов: Ca₃(PO₄)₂, который образует основную массу фосфоритов и входит в состав апатитов.

Минералы - это природные химические соединения, содержащие Ме.

Руда - это минералы и ГП, содержащие Ме или их соединения и пригодные для промышленного получения Ме.

Многие Ме часто сопутствуют основным природным минералам: скандий входит в сотав оловянных, вольфрамовых руд; кадмий - в качестве примесей в цинковые руды; ниобий и тантал - в оловянные. Железным рудам всегда сопутствуют Mn, Ni, Co, Mo, Ti, Ge, V.

Металлургия - это отрасль промышленности, которая занимается получением Ме из руд.

По хим составу минерала, входящего в руду, различают оксидные, сульфидные и др руды. Наиб пригодны для получения Ме их оксидные руды, в том числе руды железа. Но даже если руда будет не оксидной, а сульфидной или карбонатной, то в рез-те обжига все равно получают исходное оксидное сырье для металлургического процесса.

Например, FeCO₃ → FeO + CO₂↑

2ZnS + 3 O₂ → 2ZnO + 2SO₂↑

Обычно перед получением Ме из руды ее предварительно обогащают - отделяют пустую породу, примеси. В рез-те получают концентрат, служащий сырьем для металлургического производства Ме. стр 44

В зав-ти от метода получения Ме из руды (концентрата) существует n∙видов металлургических производств:

1. Пирометаллургия - восстановление Ме из руд при ↑t⁰ с помощью восстановителей. Включает в себя след процесы:

А) обжиг сульфидных руд для перевода их в оксидные соединения:

2CuS + 3 O₂ → 2CuO + 2SO₂↑ при ↑t⁰

Б) плавка - восстановление Ме из оксидов при помощи:

1.1. угля: ZnO + C → Zn + CO↑ при ↑t⁰

SnO₂ + C → Sn + CO₂↑ при ↑t⁰

1.2. оксида углерода (II): Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe +3 CO₂↑ при ↑t⁰

1.3. водородом: WO₃ +3 H₂ → W + 3H₂O при ↑t⁰

CuO + H₂ → Cu + H₂O при ↑t⁰

1. 4. более актив Ме (алюминотермия): 3 MnO₂ + 4Al → 2Al₂O₃ + 3Mn при ↑t⁰

2. Гидрометаллургия - методы получения Ме, основанные на хим реакциях, происходящих в растворах. Включает в себя след процесы:

А) перевод нерастворимых соединений Ме из руд в растворы

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Б) восстановление выделенных Ме с помощью др Ме или эл тока (электролизом):

CuSO₄ + Fe → Cu + FeSO₄

3. Электрометаллургия - это способы получения Ме с помощью эл тока (электролиза). Этим способом получают в основном легкие Ме: Al, Ме I - III A гр, из расплавов их оксидов, гидроксидов и хлоридов.

4. Микробиологические методы получения Ме - метод получения Ме с использованием жизнед-ти n∙видов бактерий. Например, извлечение меди из ее сульфидных руд непосредственно на месте залегания. Полдученный рабочий р-р, обогащенный CuSO₄, поступает на гидрометаллургическую переработку.

IV. Закрепление:

1. № 3 стр. 47 устно

2. № 6, 5 стр. 47 письм.

V. Д/з: § 9