Способы получения металлов - моу верх

Муниципальное Общеобразовательное Учреждение
Верх-Язьвинская Средняя Общеобразовательная Школа
Красновишерский район
Урок химии
«Способы получения металлов»
11 класс
Автор разработки: учитель химии
МОУ Верх- Язьвинской СОШ
Собянина Наталья Венедиктовна
2013 год
Пояснительная записка
Мною разработан урок «Способы получения металлов». В рабочей
программе отмечены следующие требования к уровню подготовки
учащихся:
 Значение металлов в природе и в жизни организмов.
 Общие способы получения металлов. Металлы в природе.
Металлургия и ее виды: пиро-, гидро- и электрометаллургия.
Электролиз расплавов и растворов соединений металлов и его
практическое значение.
 Знать: основные металлы и неметаллы, их свойства
 Уметь: составлять уравнения электролиза, производить по
ним
вычисления;
писать
уравнения
реакций,
характеризующих свойства металлов.
На данном уроке можно организовать учебный процесс так, чтобы
учащийся могли самостоятельно добывать необходимые знания и умели
применять их при решении нестандартных задач. Этот урок –
интегрированный, где возможно показать взаимосвязь химии, географии,
физики, биологии, литературы.
Тема урока: Способы получения металлов
Цель урока: Повторить и систематизировать сведения об основных
способах получения металлов в промышленности.
Задачи:
--обучающие: обеспечить усвоение понятий об основных способах
получения металлов: пирометаллургии, гидрометаллургии и электролизе;
--развивающие: развивать умение логически мыслить, анализировать,
делать обобщения и выводы, проводить сравнения;
--воспитательные:
воспитывать
умение
находить
главное,
способствовать развитию интереса к учебе.
Тип урока: обобщающий с элементами получения новых знаний –
совершенствование и закрепление ранее изученного материала.
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, коллекции
«Полезные ископаемые», большая коробка с крышкой, предметы для
разгадывания, реактивы для проведения опытов.
Методы обучения: словесные, наглядные, репродуктивные, частичнопоисковые, интерактивные, самостоятельной работы.
Ход урока
Методы,
Деятельность
приёмы.
Время
учащихся
средства
обучения
2 мин. Ответить на вопросы Презентация.
о
свойствах
металлов
4 мин. Постановка учебной
задачи,
выбор
рассматриваемого
вопроса
20
Работа в парах и
мин.
группах.
Усвоение новых
знаний.
Презентация
Карточки
инструкции,
демонстрация
опытов
пользование
различными
средствами
информации:
учебники,
коллекции.
Формирование УУД
Познавательные
Информационная
компетенция.
Коммуникативная
компетенция:
устная
речевая.
Социальная
компетенция:
роль
отвечающего,
роль
проверяющего.
Регулятивные,
личностные
- Познавательные (ОУД,
развитие образного и
ассоциативного
мышления),
регулятивные
(планирование,
прогнозирование)
коммуникативные
(инициативное
сотрудничество в
поиске и сборе
информации).
Личностные,
коммуникативные
Рефлексия.
Закрепление
полученных
знаний
4 мин.
Индивидуальное
домашнее
задание.
I. Организационный момент. Проверка домашнего задания
1. Ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы. (Презентациия. Слайд
№3)
15
мин.
II. Природные соединения металлов. Учитель Могут ли металлы
находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии? Если
могут, то, какие это металлы?
Ответ очевиден, это металлы низкой химической активности.
Металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества или в
виде сложного вещества. (Презентация Слайды №4-17)
Металлы в природе встречаются в трёх формах:
1) в свободном виде встречаются золото и платина; золото бывает в
распыленном состоянии, а иногда собирается в большие массы ?
самородки. Так в Австралии в 1869 году нашли глыбу золота в сто
килограммов весом. Через три года обнаружили там же еще большую
глыбу весом около двухсот пятидесяти килограммов. Наши русские
самородки много меньше, и самый знаменитый, найденный в 1837 году на
Южном Урале, весил всего около тридцати шести килограммов. В
середине XVII века в Колумбии испанцы, промывая золото, находили
вместе с ним тяжелый серебристый металл. Этот металл казался таким же
тяжелым, как и золото, и его нельзя было отделить от золота промывкою.
Хотя он и напоминал серебро (по-испански «plata»), но был почти
нерастворим и упорно не поддавался выплавке; его считали случайной
вредной примесью или преднамеренной подделкой драгоценного золота.
Поэтому испанское правительство приказывало в начале XVIII столетия
выбрасывать этот вредный металл при свидетелях обратно в реку.
Месторождения платины находятся и на Урале. Оно представляет собой
массив дунита (изверженная горная порода, состоящая из силикатов
железа и магния с примесью железняка). В нем содержатся включения
самородной платины в виде зерен.
2) в самородном виде и в форме соединений могут находиться в природе
серебро, медь, ртуть и олово.
3) все металлы, которые в ряду напряжений находятся до олова,
встречаются только в виде соединений.
III. Получение металлов
Чёрный ящик
Задание: В черном ящике находится вещество, без которого обойтись
сегодня очень трудно. В прошлом во многих странах это вещество
служило существенным источником пополнения казны, было важным
предметом торговли. Из-за него велись кровопролитные войны между
соседними народами и даже происходили народные восстания. В
некоторых странах это вещество выполняло роль денежной единицы. В
настоящее время из него получают соду, хлор, гидроксид натрия,
металлический натрий. Подсказка: оно в каждом доме. В древние времена
говорили, что оно дороже золота, поскольку без золота можно прожить, а
без него нельзя. По русскому обычаю дорогих гостей встречают этим
веществом, тем самым желают им здоровья, а просыпать его - значит
потерять здоровье, потерпеть неудачу. (Ответ: поваренная соль)
Презентация (Слайды №5-17 ) Чаще всего металлы в природе
встречаются в виде солей неорганических кислот: 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;
сульфидов -: серный колчедан FeS2, киноварь HgS, цинковая обманка ZnS;
фосфатов – фосфориты, апатиты Ca 3(PO4)2 ;
оксидов – магнитный железняк Fe3O4, красный железняк Fe2O3, бурый
железняк, содержащий различные гидроксиды железа (III) Fe2O3 • Н2О.
Нет необходимости повторять, какую огромную роль играют металлы в
жизни человека – об этом мы говорили с вами на прошлых уроках.
4. Вы догадались, о чём будет разговор сегодня на уроке. Правильно, цель
нашего урока сегодня – повторить и систематизировать знания об общих
способах получения металлов в промышленности. Соответственно этому и
тема на доске «Способы получения металлов». Я предлагаю рассмотреть
данный вопрос по группам.?
Наши выпускники выбирают на ЕГЭ – химию. Им предлагается –
рассмотреть весь химизм реакций. Вы сами определите вопросы между
собой и поделитесь полученной информацией.
На столах у вас – методические рекомендации, которые помогут вам
успешно справиться с поставленной целью.
Группа 1
1. Вспомните основные способы получения металлов, для этого
используйте соответствующий материал § 18 учебника (Габриелян
11 кл., с. 214 – 215)
2. Выпишите в тетрадь определение металлургии.
3. Запишите названия, определения и примеры способов получения
металлов.
4. Какими способами можно получить малоактивные металлы?
5. Какими способами можно получить наиболее активные металлы?
6. Какими способами можно получить металлы средней активности?
(пирометаллургия
с
неметаллическим
восстановителем,
электрометаллургия).
Вторая группа извлекает информацию о распространённости
соединений металлов и способах получения из художественной
литературы.
Группа 2
1. Внимательно прочитайте отрывок из произведения Жюль Верна
«Таинственный остров». О каком производстве идёт речь? Запишите
формулы веществ, укажите механизм химических реакций,
воспользуюсь учебником химии , 9 класс.
2 Внимательно прочитайте отрывок из произведения А.И.Куприна.
«Суламифь».
Пользуясь
дополнительными
источниками
информации установите состав, т.е. укажите формулу аметиста и
сапфира.
3 Запишите способ получения алюминия из природных соединений.
«Двадцатого апреля с утра начался «металлургический период», как его
назвал журналист в своих записях. Как мы уже упоминали, инженер
считал самым удобным вести работу на месте залежей угля и железной
руды. Настоящий каталонский способ требует сооружения больших
плавильных печей и тиглей; руда и уголь закладываются в печь
чередующимися слоями, превращаются в металл и освобождаются от
шлака. Но Сайрес Смит, желая избежать громоздких сооружений, решил
просто сложить руду и уголь огромным кубом и в середину его нагнетать
при помощи мехов струю воздуха.Уголь наши металлурги добыли без
труда близ своего лагеря – из месторождения, лежавшего на поверхности
земли. Руду раскололи на мелкие кусочки и вручную очистили от комьев
земли и от песка. Затем перемежающимися слоями насыпали большую
груду угля и руды, как складывают дрова угольщики, когда пережигают их
на уголь. Под действием воздуха, нагнетаемого мехами, уголь в этой груде
превращался в двуокись, а затем в окись углерода, которая, воздействуя на
окись железа, отнимала от нее кислород. Первую железную чушку
привязали к рукояти, и она послужила молотом; этим молотом приняли
ковать на гранитной наковальне следующие крицы и таким образом
получили железо грубой поковки, но пригодное для всяких изделий. И вот
после тяжких трудов и усилий 25 апреля было выковано несколько
железных болванок, а в дальнейшем их превратили в инструменты –
щипцы, клещи, кирки, ломы и т.д. Пенкроф и Наб объявили их сущими
драгоценностями. Однако гораздо больше пользы, чем чистое железо,
могла принести сталь. Сталь же представляет собою соединение железа и
углерода, которое получают двояким способом: либо из железа, прибавляя
к нему отсутствующий углерод. В первом случае путем
обезуглероживания чугуна получают натуральную, или пудлинговую,
сталь, а путем добавления к чистому железу углерода – томленую сталь.
Как раз такую сталь Сайресу Ситу и хотелось выплавить, ибо у него уже
имелось чистое железо. И он добился этого, переплавив железо вместе с
толченым углем в тигле из огнеупорной глины. Сталь поддается и горячей
и холодной обработке. Под умелым руководством Сайреса Смита Наб и
Пенкроф наделали топоров, накалили их докрасна и окунули в холодную
воду; топоры получили превосходную закалку. Кузнецы
изготовили
–
разумеется, грубо – лезвия для рубанков, топоры, топорики, стальные
полосы, пилы и плотничьи ножницы, кирки, заступы, ломы, молотки,
гвозди и т.д. Пятого мая первый «металлургический период» закончился,
и кузнецы возвратились в Трущобы, а вскоре, принявшись за новые
работы, они овладели новыми навыками и получили право называться
мастерами и других ремесел. (Жюль Верн, 1994, с.156-157)
«Соломон любил украшать свою возлюбленную драгоценностями.
Суламифь заслушивалась его, когда он рассказывал ей о внутренней
природе камней, об их волшебных свойствах и таинственных значениях.
- Посмотри, Суламифь, на эти сапфиры. Они похожи цветом на васильки в
пшенице, другие на осеннее небо, иные на море в ясную погоду. Это
камень девственности - холодный и чистый. Во время далёких и тяжёлых
путешествий его кладут в рот для утоления жажды. Он также излечивает
проказу и всякие злые наросты. Он даёт ясность мыслям. Жрецы Юпитера
в Риме носят его на указательном пальце.
Дарил также царь своей возлюбленной ливийские аметисты, похожие
цветом на ранние фиалки, распускающиеся в лесах у подножия Ливийских
гор.
Аметисты обладают чудесной способностью обуздывать ветер, смягчать
злобу, предохранять от опьянения и помогать при ловле
зверей».(А.И.Куприн. «Суламифь»).
Третья группа проводит эксперимент.
Группа3
1.Рассмотреть важнейшие руды, для получения чугуна и стали, цветных
металлов, записать формулы и отметить внешние признаки.
Название руды
Химическая
Окраска и блеск
Магнитные
формула
свойства
Магнитный
Fe3O4
Темно-серый
магнитный
железняк
Fe2O3
металлический
слабо магнитный
Красный
Fe2O3*H2O
блеск
немагнитный
железняк
CuS
Красный
Бурый железняк PbS
Бурый
Медный блеск
Серый,
Свинцовый
металлический
блеск
блеск
Серый,
металлический
блеск
2. Проведите ЛО – получение меди из раствора CuSO4. Запишите
соответствующее уравнение реакции.
В выводе укажите: в виде, каких соединений встречаются металлы; как
называется способ получения металлов из растворов солей.
Группа 4. Решение задач. Задачи простые. А в истории химической
науки немало поучительного.
Задача 1. Тугоплавкий металл вольфрам- незаменимый материал для
изготовления нитей накаливания
в электрических лампочках .Для
получения порошкообразного вольфрама ведут восстановление оксида
вольфрама (YI) водородом. Рассчитайте тепловой эффект реакции, если на
получение 1 кг. Вольфрама этим способом затрачено636 кДж теплоты.
Ответ: 117 кДж.
Задача 2. Выплавка свинца, вероятно, была одним из первых
металлургических процессов. В качестве природного сырья чаще всего
использовали галенит – природный сульфид свинца, который сначала
обжигали, получая оксид свинца, а затем восстанавливали углём.
Определите массу угля, необходимого для получения 40 кг. Свинца,
если практический выход процесса восстановления равен 20%
Ответ: 5,8 кг.
III. Рефлексия. Закрепление. Презентация (Слайды 18- 21)
5. На основе выполненных упражнений, наши специалисты ответят на
следующие вопросы:
Группа 1.
1.К какому типу реакций относится большинство реакций, лежащих в
основе промышленных способов получения металлов?
2.Какой процесс – окисление или восстановление необходимо произвести,
чтобы выделить чистый металл из соединений?
3.Зависит ли выбор способа получения металла от его химической
активности? Например, можно ли получить металлический натрий
следующими реакциями, используемыми при гидрометаллургии
4. Пригоден ли способ пирометаллургии для промышленного получения
щелочных и щелочноземельных металлов?
Группа 2.Отвечает на поставленные вопросы.
Группа 3. Демонстрирует важнейшие руды и результаты опыта.
Группа 4. Записывает цепочку превращений и указывает на ход решения
задач.
IV. Домашнее задание:
Все читают материал стр.214-222;
Группа 1,4 – упр. 13 –Записать только те превращения, где можно
выделить способы получения металлов.
Группа 2.Дополнительный материал: Месторождения руд на территории
Пермского края, в том числе и в Красновишерском районе.
Группа 3 -- Приготовить сообщение «Применение электролиза»
Список литературы
Аликберова Л.. Ю. «Полезная химия: задачи и истории» М. «Дрофа»,
1.
2005.
2.
Габриелян О. С., Лысова Г.Г. Химия 11 класс, М.:2006.
3.
Габриелян О. С.,. Остроумов И. Г. «Настольная книга учителя.
Химия. 9 класс». М. «Дрофа», 2002.
4.
. Верн Жюль. Таинственный остров: Роман./Пер. с франц. Н.
Немчиновой и А. Худадовой. – М: Детская литература, 1994.
5.
Здорик Т. Б. «Приоткрой малахитовую шкатулку». М.
«Просвещение», 1979.
6.
Крицман В. А Книга для чтения по неорганической химии. М.
“Просвещение”, 1984.