Получение металлов. Физические свойства металлов.
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Тема: «Получение металлов, физические свойства металлов»

Цель: ознакомить учащихся с рудами металлов,  рассмотреть механизм получения металлов из их руд как  частный случай окислительно-восстановительного процесса, научить учащихся подбирать восстановитель  для производства металлов с точки зрения экономики, ознакомить учащихся с физическими свойствами металлов, развить умения прогнозировать область применения металлов исходя из их физических свойств.

Ход урока:

1. Оргмомент: приветствие, рассадка детей.

2. Актуализация знаний: объяснение целей урока, его этапов.

2.1 работа с таблицей Менделеева (индивидуально)

Заполните таблицу, пользуясь Т. Менделеева.

Сделайте вывод о количестве электронов на внешних слоях металлов.

3. Объяснение нового материала.

3.1. Нахождение металлов в природе

Распределение элементов металлов в земной коре:

Алюминий – 7,5%

Железо – 4,7%

Кальций – 4,4%

Натрий – 2,6%

Калий-2,4%

Магний – 1,9%

Титан – 0,6%

хром        - 0,3%

никель – 0,2%

медь – 0,01%.

Металлы встречаются в природе как в свободном виде, так и в виде соединений.

Знаете ли вы, что означает слово «самородок»? Какие металлы на ваш взгляд могут быть самородными: золото, серебро, платина («серебришко») и др. 

Бывает ли самородное железо или натрий? Только из метеоритов.

Таким образом, только некоторые металлы могут быть в самородном состоянии – это благородные металлы. Подавляющее большинство металлов находятся в природе в виде минералов.  Вместе с тем, не всякий минерал годится для получения содержащегося в нем металла.

Определение: Горную породу или минерал, содержащий тот или иной металл  в количестве, которое делает экономически выгодным его промышленное получение, называют рудой данного металла. 

(Демонстрация коллекций руд).

Получение металла из его руды – задача металлургии.

Часто в названии руды имеется указание на то, какой металл из него можно получить. Выполняем упражнение №2 – соотнести формулу минерала и  формулу химического соединения, содержащего металл.

Рассмотрим химизм получения металлов из руд.

1. если руда оксид – необходимо осуществить переход Ме+n  → Ме0 , т.е. осуществить восстановление металла.

Выполняем упражнение №3 -  написать схему процесса восстановления металлов из предложенных руд.

2. основной проблемой для металлургии является выбор  реагента - восстановителя, отвечающего многим условиям: большие запасы, дешевизна, условие незагрязнения полученного металла продуктами реакции.

Выполняем упражнение №4 на доске:

Выводы: 1. Только небольшая группа металлов находится в самородном состоянии – это малоактивные металлы.

2.Основным  механизмом  получения металла из его соединения является процесс восстановления.

3.2 Физические свойства металлов

 Простые вещества металлы обладают рядом общих свойств. Нам известно, что физические свойства вещества определяются его строением – типом кристаллической решетки.         

Мы видим, что большинство металлов имеют на внешнем слое 2-3 электрона, большие атомные радиусы по сравнению с неметаллами, т.е. металлы легко отдают внешние электроны – являются восстановителями.

В виде простого вещества атомы металлов связаны между собой так называемой металлической связью, которая обуславливает как физические так и химические свойства металлов. Тип кристаллической решетки – металлическая.

Металлическая связь – особый вид связи, присущий только металлам. Связь между положительными ионами металлов и свободно движущимися обобществленными электронами (электронный газ).

Рассмотрим физические свойства металлов: металлический блеск, пластичность, тепло- и электропроводность.

Более подробно остановимся на понятие пластичность – способность к сложной деформации без нарушения металлической прочности.

• Назовите все виды механической обработки металлов, с которыми вы познакомились в курсе технологии. Ковка, резка, шлифовка, сварка, прокат, волочение, прессование, штамповка, литье.
• Агрегатное состояние металла:  жидкость – ртуть, Тпл= -39

                                        твердые  - все остальные, Тпл (W)= 3370

Из какого металла делают спираль накаливания в электрических лампочках? Вольфрам.

• Твердость металлов сравнивают с твердостью алмаза:

Твердый – хром, мягкий – натрий, калий и т.д.

• Плотность: тяжелые – ρ больше 3 г/мл; легкие - ρ  меньше 1 г/мл

Какие металлы, на ваш взгляд,  при взаимодействии с водой будут плавать по её поверхности? Щелочные металлы.

• Магнитные свойства: ферромагнитные ( намагничиваются и притягиваются магнитом) – железо, кобальт, никель и их сплавы.

Из какого металла необходимо делать сердечник  в катушке индуктивности? Железо

• Наиболее электропроводные металлы: серебро, медь, алюминий.

Какие металлы являются самыми распространенными для производства металлических проводов? Медь и алюминий 

Какое явление на ваш взгляд может мешать свободному движению электронов в металле?

Тепловое колебание атомов металлов в кристаллической решетке.

Как вы понимаете термин сверхпроводимость?

.

4. Закрепление материала:

Выполняем упражнение №5, заполняем таблицу:

5. Итог урока:

Оценивание учащихся.

Домашнее задание: §35 (полностью), вопросы для самостоятельного изучения: гидрометаллургия, электрометаллургия.

Рабочая инструкция к теме:

«Получение металлов, физические свойства металлов»

Упражнение №1.Заполните таблицу, пользуясь таблицей Д.И. Менделеева.

Запомни! Распределение элементов металлов в земной коре:

Алюминий – 7,5%

Железо – 4,7%

Кальций – 4,4%

Натрий – 2,6%

Калий-2,4%

Магний – 1,9%

Титан – 0,6%

хром        - 0,3%

никель – 0,2%

медь – 0,01%.

Горную породу или минерал, содержащий тот или иной металлов в количестве, которое делает экономически выгодным его промышленное получение, называют рудой данного металла.

Упражнение №2. Соотнести формулу минерала и  название руды.

Сделайте вывод: к какому классу соединений относится большинство руд.

Упражнение №3. Определите степень окисления металла в руде.

                                Напишите схему процесса восстановления металлов из предложенных руд.

SnO2,  Al2O3. H2O , Cu2O,  FeO.Fe2O3, ZnS

Упражнение №4. Допишите уравнения восстановления металлов

1.Назовите все виды механической обработки металлов, с которыми вы познакомились в курсе технологии.

2.Агрегатное состояние металла:  жидкость – ртуть, Тпл= -39

                                        твердые  - все остальные, Тпл (W)= 3370

Из какого металла делают спираль накаливания в электрических лампочках?

3.Твердость металлов сравнивают с твердостью алмаза:твердый – хром, мягкий – натрий, калий и т.д.

Какой металл на ваш взгляд можно резать ножом?

4.Плотность: тяжелые – ρ больше 3 г/мл; легкие - ρ  меньше 1 г/мл

Какие металлы при взаимодействии с водой будут плавать по её поверхности?

5.Магнитные свойства: ферромагнитные (намагничиваются и притягиваются магнитом) – железо, кобальт, никель и их сплавы.

Из каких металлов необходимо делать сердечник  в катушке индуктивности?

6.Наиболее электропроводные металлы: серебро, медь, алюминий.

Какие металлы являются самыми распространенными для производства металлических проводов? Какое явление на ваш взгляд может мешать свободному движению электронов в металле?

7.Как вы понимаете термин сверхпроводимость?

Упражнение №5. Заполняем таблицу: