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 KCl
Каждая 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?
