Общие способы получения металлов химия 9 класс таблица



Общие способы получения металлов химия 9 класс таблица

Природные соединения металлов:

сильвинит КСl ∙ NaCl, каменная соль NaCl;

серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;

мел, мрамор, известняк СаСО3, магнезит MgCO3,

доломит CaCO3 ∙ MgCO3;

глауберова соль Na2SO4 ∙ 10 H2O, гипс CaSO4 ∙ 2Н2О;

магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый железняк Fe2O3 ∙ Н2О.

чилийская селитра NaNO3;

Минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения и пригодные для промышленного получения металлов, называются рудами.

Отрасль промышленности, которая занимается получением металлов из руд, называется металлургией.

Способы получения металлов из руд.

1. Электрометаллургический способ — это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза). Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы.

При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:

катод Na+ + e à Na0 ¦ 2

анод 2Cl — — 2e à Cl20 ¦ 1

суммарное уравнение: 2NaCl (распл.) – (э. ток)à 2Na + Cl2

Современный способ получения алюминия был изобретен в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора оксида алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет Al2O3, как вода растворяет сахар.

катод Al3+ +3e à Al 0 ¦ 4

анод 4AlO33– –12 e à 2Al2O3 +3O2 ¦ 1

суммарное уравнение: 2Al2O3(распл.) – (э. ток)à 4Al + 3O2 .

2. Пирометаллургический способ — это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей: неметаллических : кокс, оксид углерода (II), водород; металлических: алюминий, магний, кальций.

Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3

Получают железо, хром.

Восстановление оксидов металлов водородом (водородотермия ):

Cu +2O + H2 (t)à Cu0 + H2O

Получают малоактивные металлы – медь, вольфрам.

В вертикальной печи кокс окисляется до СО, затем происходит постепенное восстановление железа из руды:

3Fe2O3 + CO (t)à 2Fe3O4 + CO2 ,

Fe3O4 + 4CO (t)à 3FeО + 4CO2

FeO + CO (t)à Fe+ CO2

Восстановление углём (коксом):

ZnO + C (t)à Zn + CO

Получают цинк, никель.

3. Гидрометаллургический способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным. Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O, затем проводят реакцию замещения:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Таким способом получают серебро, цинк, молибден, золото, ванадий.

Если для восстановления требуется оксид металла, то в процессе переработки сначала получают оксид:

а) из сульфида – обжигом в кислороде: 2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

б) из карбоната – разложением: СаСО3 (t)à СаО + СО2

Производство железа основано на карботермическом восстановлении оксидных металлсодержащих руд.

1) Сульфидные и другие руды вначале подвергают окислительному обжигу : 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.

2)Восстановление оксидных руд осуществляется в доменных печах, при этом протекают следующие реакции:

3Fe2O3 + CO (t)àCO2 + 2Fe3O4, Fe3O4 + CO(t)àCO2 + 3FeO, FeO + CO(t)àCO2 + Feили FeO + C (t)àCO + Fe.

Полученное железо насыщено углеродом. 3)Затем происходит «выжигание» углерода в сталеплавильных или конверторных печах с образованием стали.

Источник

Урок по химии: «Металлы в природе. Общие способы их получения»

Разделы: Химия

Цель урока. Познакомить учащихся с природными соединениями металлов и с самородными металлами. Сформировать понятие о минералах, рудах и металлургии и ее разновидностях – пиро-, гидро- и электрометаллургии.

Образовательные задачи:

  • применение обобщения знаний, умений и навыков в новых условиях – создание проблемной ситуации;
  • контроль и самоконтроль знаний, умений и навыков с помощью домашней работы;
  • уметь устанавливать существенные признаки, являющиеся основой различных классификаций;
  • уметь устанавливать причинно-следственные связи между «составом», «химическими свойствами», «получением металла».
Читайте также:  Средство удаляющее ржавчину с металла

Развивающие задачи:

  • развитие умений сравнивать, обобщать, правильно формулировать задачи и излагать мысли;
  • развитие логического мышления, внимания и умения работать в проблемной ситуации.

Воспитательные задачи:

  • формирование у учащихся познавательного интереса к химии;
  • воспитание таких качеств характера, как настойчивость в достижении цели;
  • воспитание интереса и любви к предмету через содержание учебного материала, умение работать в коллективе, взаимопомощи, культуры общения.

Оборудование: коллекция руд железа, алюминия, мел, железо, раствор сульфата меди, таблицы «Доменный процесс», « Доменная печь», «Процессы выплавки стали в конвертере, в дуговой печи», «Электрохимическое получение алюминия», фарфоровая ступка, компас.

Оформление и наглядность: таблица размещается на доске.

План урока

1. Организационный момент.
2. Промежуточный контроль знаний.
3. Изучение новой темы.
4. Закрепление.
5. Домашнее задание.

I. Организационный момент

Проверяется готовность к уроку, раздаются листы с тестом (Приложение 2), инструкции для выполнения лабораторной работы (Приложение 4), лотки с демонстрационным материалом – коллекция оксидных руд железа, план урока (Приложение 1), лист наблюдений (Приложение 4), объявляются этапы урока.

Вступительное слово учителя. На этом уроке мы будем рассматривать новую тему «Металлы в природе. Общие способы их получения». Для этого нам нужно вспомнить материал, который мы уже прошли в темах «Химические свойства металлов», «Сплавы». Сейчас мы выполним тест по этим темам.

II. Промежуточный контроль знаний по темам «Химические свойства металлов», «Сплавы»

Учащиеся выполняют тест – 5 минут (Приложение 2). После того, как учащиеся выполнят тест, необходимо обменяться вариантами, проверить работу соседа и поставить оценку, затем тесты передать на проверку учителю. Учитель просит класс поднять руки, кто написал тест на 5 или 4 балла. На закрытой доске открывают заранее подготовленные ответы теста для самопроверки.

III. Изучение новой темы

Объяснение учителя с опорой на знания учеников. Весь материал разбит на три блока, каждый включает актуализацию темы, объяснение нового материала, закрепление.

Объяснение учителя. В повседневной жизни нас окружает множество металлических изделий. Мы с вами познакомились с физическими, химическими свойствами металлов, а также со сплавами, которые образуют эти металлы, но до сих пор нам ничего неизвестно в каком виде встречаются металлы в природе, как их получают и как это связано с химическими свойствами металлов. На этом уроке мы рассмотрим эти увлекательные вопросы. Для того чтобы изучать материал было легче, мы разделим тему на несколько составляющих тем.

1. Металлы в природе

Актуализация знаний.

1.Что такое электрохимический ряд напряжений? (Это ряд металлов, расположенных в зависимости от их восстановительной способности.)
2. Что такое восстановительная способность металлов? (Это способность атомов металлов отдавать электроны в химических реакциях.)
3. Как изменяется восстановительная способность металлов в электрохимическом ряду напряжений? (В электрохимическом ряду напряжений слева направо восстановительная способность атомов металлов уменьшается).

Новый материал

Сегодня мы рассмотрим не только нахождение металлов в природе, но и, как связаны между собой химическая активность металлов и нахождение металлов в природе.
Объяснение учителя, заполнение таблицы на доске, сопровождающееся объяснением учителя с опорой на знания учеников, и в тетрадях. Демонстрация слайдов №1, №3-10 (тема «Получение металлов»)

Природные соединения алюминия

Форма, в которой металлы встречаются в природе В свободном виде В самородном виде, и в форме соединений В виде соединений
Примеры металлов Золото Au Серебро Ag Литий Li
Платина Pt Медь Cu Натрий Na
Ртуть Hg Кальций Ca
Олово Sn Алюминий Al
Читайте также:  Манипулятор для погрузки металлолома как называется

*Место металла в 2-й, 3-й, или 4-й колонках определяется учениками, после рассмотрения образцов на слайдах коллекции.

Коллективное устное обсуждение таблицы с классом

Природные химические соединения металлов называют минералами. минералы, содержащие в количествах. пригодных для получения в промышленности, называют рудами.
На основании вышесказанного можно составить следующий логический ряд, указывая ключевые слова. Один ученик работает у доски с помощью учителя, класс записывает в тетради

«Формы существования металлов в природе»

Металл ––> минерал ––> руды
Природное Природное
химическое химическое соединение, содержащее металл в количествах,
соединение пригодных

Составим еще одну классификацию природных соединений металлов по признаку принадлежности минералов к одному из классов неорганических соединений

Минералы, руды

Таблица заполняется учениками по учебнику [2], работа в парах. Затем проверяется – вызванный ученик зачитывает свой вариант, и учитель предлагает классу составить третью классификацию природных соединений металлов по кислотному остатку минералов, заполнить вторую колонку таблицы № 2, работа в парах. Затем учитель вызывает пару учеников, которые зачитывают свой вариант, и обсуждают его с классом. (Приложение 3)

Закрепление темы

1. Назовите, в каком виде встречаются металлы в природе? (Металлы встречаются в природе как в чистом виде. так и виде соединений)
2. Как это связано с химической активностью металлов? (Малоактивные металлы встречаются в свободном виде: золото, платина; более активные металлы встречаются как в самородном виде, так и в соединениях – серебро – олово; активные металлы – от олова до лития встречаются только в виде соединений)
3. Какая таблица отражает эти закономерности нахождения металлов в природе? (Электрохимический ряд напряжения металлов.)

2. Металлургия – наука и отрасль промышленности, изучающая получение металлов из руд

Актуализация знаний

1. Что такое руды? (Руды – это минералы, содержащие металл в количествах, достаточных для получения его в промышленности.)
2. Какие руды вам известны? (Руды бывают оксидные, сульфидные, карбонаты, сульфаты, хлориды, нитраты.)

Новый материал

Объяснения учителя с опорой на знания учеников

– Ребята, как вы думаете, из каких руд легче всего получить металл в чистом виде и почему?
Наиболее пригодны для получения металлов оксидные руды, затем сульфидные, следующие карбонатные руды и сульфаты. Например, железо получают именно из оксидных руд, поэтому такие руды имеют наибольшее значение. Следующими считаются сульфидные руды железа. Среди оксидных руд железа наиболее удобен для переработки магнитный железняк Fe3O4, так как там наибольший процент содержания железа по сравнению с другими образцами.
Учащиеся рассматривают коллекцию руд железа (работа в группах), выполняют по инструкции (Приложение 4) исследование физических свойств руд железа, записывают результаты в лист наблюдений, предварительно обсудив в группе. Работа в группах, с распределением функций участников: руководитель, выполняющий эксперименты, ученик, который ведет протокол, то есть пишет уравнения реакций и наблюдения. В процессе выполнения работы в группе коллективно выставляют каждому оценку. Результаты обсуждаются в классе

Лабораторная работа «Исследование физических свойств оксидных руд железа»

Наименование руды, формула рудообразующего оксида железа Окраска и блеск Цвет черты на фарфоре Магнитные свойства
1. Магнитный железняк Fe3O4 Темно-серый металлический блеск Черная Магнитные свойства
2. Красный железняк Fe2O3 Красный Красная или красно-бурая Слабомагнитные свойства
3. Бурый железняк Fe2O3*nH2O Бурый Бурая Не обладает магнитными свойствами

*Текст, выделенный темным шрифтом, заполняется учащимися

Закрепление темы

Читайте также:  Негорючие краски для металла

1. Какие руды наиболее пригодны для получения металлов? (Наиболее удобны для получения металлов оксидные руды, затем сульфидные, карбонатные, сульфатные)
2. Какая руда железа и почему, из рассмотренных в лабораторной работе, наиболее пригодна для промышленной обработки? (Магнитный железняк, так как в нем в нем самый высокий процент содержания железа)

3. Общие способы получения металлов, сопровождающие их химические процессы

Актуализация знаний

1. Написать схему восстановления металлов из ионов. (Me +n + ne ––> Me 0 )
2. Что такое чугун? (Чугун – сплав на основе железа, содержащий от 2 – 4,5 %% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу)
3. Что такое сталь? (Сталь – сплав на основе железа, содержащий не менее 2% углерода)

Новый материал

Объяснение учителя, демонстрация химических реакций, параллельно запись реакций в тетрадь, на доске учениками с помощью учителя.
В зависимости от способа извлечения металла из руды выделяют следующие виды металлургических процессов

Схема

1. Электрометаллургия – выделение металлов из их солей и оксидов плд действием электрического тока

Демонстрация слайда №2 (тема «Получение металлов»)

2. Гидрометаллургия – методы получения металлов, основанные на химических реакциях, протекающих в растворах

3. Пирометаллургия – методы извлечения металлов из руд под действием высоких температур. Оксидные руды и оксиды восстанавливают углем, оксидом углерода (II), более активным металлами (алюминий, магний, натрий)

Демонстрация видео слайда №11 (тема «Получение металлов»)

Сульфидные руды подвергаются обжигу:

Демонстрация слайдов № 3, 4, 5 (тема «Железо»)

Доклад или презентация заранее готовятся группой учеников, где распределены роли среди участников: руководитель, помощники, докладчик. В сданной учителю работе должны быть выставлены оценки самими исполнителями работы, а также она оценивается классом, если есть или высказываются замечания. Доклад обсуждается с классом.

Закрепление темы

1. С какими видами металлургических процессов вы сегодня познакомились? (В зависимости от способа получения металлов выделяют пиро-. гидро-, электрометаллургия)
2. Какие этапы переработки железа вы знаете? (От руды к чугуну, от чугуна к стали)

IV. Закрепление

Выполнить упражнение 6,7 из рабочей тетради, тема «Получение металлов» [3]

Затем с помощью учителя ученики делается вывод по уроку.

Вывод по уроку. Сегодня мы рассмотрели нахождение металлов в природе и получение металлов.

1. Как вы думаете от чего зависит, в какой форме будет находиться металл в природе?
(Форма нахождения металла в природе зависит от химической активности металла)
2. От чего зависит способ переработки руды для получения металла? (Способ получения металла зависит от вида, в котором находится металл в природе, то есть от руды.)

Таким образом, мы видим, что получение металлов зависит от химической активности металлов, то есть химических свойств, а также от количественного и качественного состава природных соединений металлов.

Формулируется проблемный вопрос, для домашнего задания, выставляются оценки за урок.

V. Домашнее задание

Проблемный вопрос. Как строение атомов металлов влияет на способы получения металлов?
Параграф 9 «Получение металлов», страница 71-74, упражнение 2-5[2]
рабочая тетрадь, страница 69, упражнение 6,7 [3], кто не успел в классе

Список литературы.

1. Химия 9 класс. Металлы. Получение металлов, Железо Мультимедийное приложение к учебнику О.С.Габриеляна. Электронное учебное издание. ООО «Дрофа» 2011.
2. Габриелян О.С. Химия 9 класс. Учебник , М.: Дрофа, 2011.
3. Габриелян О.С., Яшукова А.В., Рабочая тетрадь 9 кл. О.С.Габриелян «Химия, 9 класс». М., Дрофа, 2011.
4. Шпаусус З. Путешествие в мир химии, «Просвещение», М., 1967.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector