Металлы в природе понятие о металлургии конспект кратко



Металлы в природе понятие о металлургии конспект кратко

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Упражнение 2. Что такое металлургия? Отрасль науки и промышленности, которая занимается получением металлов и сплавов, называется металлургией (от греч. металлон — шахта, рудник и эргон — работа).
Какие способы получения металлов из природного сырья вы знаете? Различают пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.
Назовите черты сходства и различия в разных видах металлургии?
Сходство: для получения металлов используют процес восстановления их к нулевой степени окиснения.
Различие: металл восстанавливают разным способом .
В пирометаллургии для получения металла руду нагревают с подходящим восстановителем: углеродом (коксом), водородом или более активным металлом.
С + O2= СO2
СO2 + С = 2СО
2O2 + ЗСО = 2Fе + ЗСO2
или
WO3 + ЗН2 = W + ЗН2O
или
Сг2O3 + 2Аl = 2Сг + Аl2O3
В гидрометаллургии природное соединение металла предварительно переводят в раствор действием подходящего реагента, а затем катионы металла в растворе восстанавливают более активным металлом или электрическим током.
СuО + Н2SO4 = СuSO4 + Н2O
Fе + СuSO4 = FeSO4 + Сu
В электрометаллургии, пропустив электрический ток через расплавы соединений активных металлов, получают эти металлы в свободном состоянии.
2КСl (распл.) → 2K + Cl2

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Используя метод электронного баланса, составьте уравнения реакций, соответствующие следующим схемам превращений:
а) Сu2O + С → Сu + СО
Сu2О + С = 2Сu + СО
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Cu2 +1 O + C 0 → Cu 0 + C +2 O
C 0 — 2е → C +2 |2 |2 |1 ― процесс окисления
Cu +1 + 1e → Cu 0 |1 | |2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы углерода и меди. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 1. Это число 2, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 1, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов углерода и меди. Множители 1 и 2 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элементов углерода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 ( который обычно не пишем ) перед формулой двух соединений углерода (C, CО), а поскольку различным является индекс элемента меди ― ставим коэффициент 2 перед формулой меди:
Cu2O + C → 2Cu + CO. При неообходимости подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции углерод — восстановитель, а оксид меди (I) (за счёт атомов меди в степени окисления +1) — окислитель.

б) Fе2О3 + СО → Fe + СO2
Fe2O3 + 3СO = 2Fe + 3СО2
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Fe2 +3 O3 + C +2 O → Fe 0 + C +4 O2
C +2 — 2е → C +4 |2 |6 |3 ― процесс окисления
Fe +3 + 3e → Fe 0 |3 | |2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы углерода и железа. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 3. Это число 6, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 3, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов углерода и железа. Множители 3 и 2 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы элементов углерода в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 3 перед формулой двух соединений углерода (CО, CО2), а поскольку различным является индекс элемента железа ― ставим коэффициент 2 перед формулой железа:
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2. При неообходимости подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции угарный газ (за счёт атомов углерода в степени окисления +2) — восстановитель, а железная окалина (за счёт атомов железа в степени окисления +3) — окислитель.

в) V2O5 + Аl → Аl2O3 + V
3V2O5 + 10Al = 5Al2O3 + 6V
Схема окислительно-восстановительной реакции.
V2 +5 O5 + Al 0 → Al2 +3 O3 + V 0
2Аl 0 — 6е → 2Al +3 |6 |30 |5 ― процесс окисления
V +5 + 5e → V 0 |5 | |6 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы алюминия и ванадия. Находим наименьшее общее кратное для чисел 6 и 5. Это число 30, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 5 и 6, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов алюминия и ванадия. Множители 5 и 6 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и разными являются индексы элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому коэффициент 5 ставим перед формулой оксида алюминия, т.к. относится к двум атомам алюминия, а коэффициэнт 6 — перед формулой ванадия:
V2O5 + Аl → 5Аl2O3 + 6V
Подбираем коэффициенты для остальных соединений.
В приведённой реакции алюминий — восстановитель, а оксид ванадия (V) (за счёт атомов ванадия в степени окисления +5) — окислитель.

Упражнение 2 Напишите уравнения электролиза расплавов:
а) хлорида калия;
KCl → K + + Cl —
Катод: K + +1e — → K 0 |1|2|2
Анод: 2Cl — -2e — → Cl2 0 |2| |1
2K + + 2Cl — → 2К 0 + Cl2 0
или
2KCl (распл.) → 2К + Cl 2
б) бромида натрия;
NaBr → Na + + Br —
Катод: Na + +1e — → Na 0 |1|2|2
Анод: 2Br — -2e — → Br2 0 |2| |1
2Na + + 2Br — → 2Na 0 + Br2 0
или
2NaBr (распл.) → 2Na + Br 2
в) хлорида магния.
MgCl2 → Mg 2+ + 2Cl —
Катод: Mg 2+ +2e — → Mg 0 |2|2|1
Анод: 2Cl — -2e — → Cl2 0 |2| |1
Mg 2+ + 2Cl — → Mg 0 + Cl2 0
или
MgCl2 (распл.) → Mg + Cl2

Упражнение 4. Массовая доля сульфида цинка в руде сфалерит составляет 42%. Рассчитайте, какую массу цинка можно получить из 1 т такой руды.
Дано: m(руды)=1 т, ω(ZnS)=42%
Найти: m(Zn)—?
Решение.
1. Рассчитаем массу сульфида цинка ZnS в руде:
m(ZnS)=(ω(ZnS)•m( руды )):100%=(42%•1 т):100%=0,42 т=420 кг
2. Рассчитаем массовую долю цинка в сульфиде цинка:
Mr(ZnS)=Ar(Zn)+Ar(S)=65+32=97
ω (Zn)=(Ar(Zn):Mr( ZnS )) • 100%=(65:97) • 100%=67%
3. Рассчитаем массу цинка в сульфиде цинка:
m(Zn)=(ω(Zn)•m(ZnS)):100%=(67%•420 кг):100%=281 кг
Ответ: 281 кг цинка

Упражнение 5. В состав минерала халькопирита входят медь (массовая доля 34,78%), железо (массовая доля 30,44%) и сера (массовая доля 34,78%). Определите формулу минерала.
Дано: соединение CuхFeуSz, ω (Cu)=34,78%, ω (Fe)=30,44%, ω (S)=34,78%
Найти: формулу CuxFeySz-?
Решение
1-й способ
Находим соотношение атомов меди, железа и серы в соединении как деление числовых значений массовых долей химических элементов, входящих в состав данного соединения, на их относительные атомные массы:
х:у:z= ω (Cu)/Ar(Cu) : ω (Fe)/Ar(Fe) : ω (S)/Ar(S)=34,78/64: 30,44/56: 34,78/32=0,54:0,54:1,08
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что меньшее число (0,54) равно единице и большее число делим на него:
х:у:z=0,54/0,54 : 0,54/0,54 : 1,08/0,54=1:1:2, следовательно формула имеет вид CuFeS2
2-й способ
В 100 г минерале калькопирита масса атомов меди составляет 34,78 г, атомов железа ― 30,44 г, а атомов серы — 34,78 г. Рассчитываем соотношение индексов в формуле (соотношение количеств вещества элементов):
х:у:z=ʋ(Сu):ʋ(Fe):ʋ(S)=m(Cu)/M(Cu) : m(Fe)/M(Fe) : m(S)/M(S)= 34,78/64: 30,44/56: 34,78/32=0,54:0,54:1,08
Если соотношение между атомами выражено не целыми, а дробными числами, то считаем, что меньшее число (0,54) равно единице и большее число делим на него:
х:у:z= 0,54/0,54 : 0,54/0,54 : 1,08/0,54=1:1:2, следовательно формула имеет вид CuFeS2
Ответ: CuFeS2

Источник

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

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.

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

Читайте также:  Природа тундры люди в тундре окружающий мир

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

*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

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

Металлы в природе понятие о металлургии конспект кратко

учительучительучительучитель

Металлургия

Раздел ЕГЭ: 4.2. Ведущие страны — экспортеры основных видов промышленной продукции.
Факторы размещения производства

Металлургия — отрасль тяжёлой промышленности, занятая добычей руд, их обогащением, выплавкой металлов и их сплавов. Особенности отрасли: материалоёмкость, многостадийность производственного процесса, большая экологическая нагрузка.

Состоит из двух отраслей: чёрной и цветной металлургии. Около 90 % металлов, используемых в производстве, — чёрные, то есть железо и сплавы, получаемые на его основе.

Чёрная металлургия

Чёрная металлургия — отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей и производством чёрных металлов и сплавов, труб и проката.

Факторы размещения чёрной металлургии:

  • сырьевой — отрасль тяготеет к месторождениям каменного угля и железной руды;
  • энергетический — отрасль является энергоёмкой, поэтому ориентируется на наличие источников дешёвой электроэнергии
  • транспортный — тяготеет к грузопотокам сырья, необходимого для производства;
  • потребительский — ориентирована на потребителя (передельная металлургия).

металлургия

Сырьё, используемое чёрной металлургией:

  • железная руда — основное
  • марганцевые и хромовые руды
  • легирующие металлы (кобальт, никель);
  • коксующийся уголь.

Мировые разведанные запасы железной руды составляют примерно 160 млрд т, в них содержится около 80 млрд т чистого железа.

Страны — лидеры по запасам железной руды:

  • 1) Австралия;
  • 2) Бразилия;
  • 3) Россия;
  • 4) Китай;
  • 5) Индия.

Страны — лидеры по добыче железной руды:

  1. Китай;
  2. Австралия;
  3. Бразилия;
  4. Индия;
  5. Россия.

Крупнейшие железорудные бассейны мира:

  • КМА (Россия);
  • Криворожский (Украина)
  • Каракас (Бразилия)
  • Лотарингский (Франция)
  • Ньюфаундлендский (Канада)
  • железорудный район Верхнего озера (США);
  • Кирунавара (Швеция).
Читайте также:  Как общество влияет на природу обществознание

Основные экспортёры железной руды:

  • 1) Австралия;
  • 2) Бразилия;
  • 3) ЮАР;
  • 4) Канада;
  • 5) Индия.

Мировой объём производства чугуна — 1183 млн т. Страны — лидеры по производству чугуна:

  1. Китай;
  2. Япония;
  3. Индия;
  4. Россия;
  5. Республика Корея.

За 2016 г. в мире было произведено 1630 млн т стали. Страны — лидеры по производству стали:

  • 1) Китай;
  • 2) Япония;
  • 3) Индия;
  • 4) США;
  • 5) Россия.

Главнейшие экспортёры стали:

  • Китай
  • Япония
  • Россия.

Главнейшие импортёры стали:

  • США
  • Германия
  • Республика Корея.

Три основных мировых центра чёрной металлургии:

1) Азиатский — ведущий и самый быстрорастущий, богат сырьём. Здесь имеется старейший лидер в чёрной металлургии — Япония и новые развивающиеся лидеры — Китай, Индия, Республика Корея.
2) Европейский — старейший металлургический центр мира. Лидеры региона — Германия, Франция, Италия, Великобритания. Из-за ухудшения экологической обстановки активно переходит на привозное сырьё, поэтому заводы чёрной металлургии всё чаще появляются в районе портовых городов.
3) Североамериканский, лидер региона — США; в последние годы регион изменил международную специализацию: вместо крупных комбинатов здесь создаются небольшие заводы по производству стали высокого качества.

Цветная металлургия

Цветная металлургия — отрасль тяжёлой промышленности, занимающаяся добычей руд, производством цветных металлов и их сплавов. По объёмам производства цветная металлургия уступает чёрной примерно в 20 раз.

Факторы размещения цветной металлургии:

  • сырьевой;
  • энергетический;
  • водный;
  • потребительский;
  • экологический.

Цветная металлургия отличается комплексностью использования сырья. Многие руды цветных металлов полиметаллические, то есть содержат несколько металлов. С целью их полного извлечения (использования) в цветной металлургии эффективным является производственное комбинирование.

Цветные металлы

  • Тяжёлые: Медь, Цинк, Олово, Никель, Свинец.
  • Лёгкие: Алюминий, Титан, Магний.
  • Драгоценные: Золото, Платина, Серебро.
  • Тугоплавкие: Вольфрам, Молибден.
  • Редкие: Уран, Ванадий.

Алюминиевая промышленность

Главное сырьё для производства алюминия — бокситы. Их добыча сконцентрирована в небольшом количестве стран, преимущественно в Австралии и Океании, Центральной и Южной Америке, Азии.

Страны — лидеры по выплавке первичного алюминия:

  • 1) Китай;
  • 2) Россия;
  • 3) Канада;
  • 4) Индия;
  • 5) ОАЭ.

Стадии производства алюминия:

  1. Добыча сырья.
  2. Производство глинозёма.
  3. Выплавка первичного алюминия.
  4. Изготовление проката.
  5. Получение вторичного алюминия из лома.

Страны — лидеры по производству вторичного алюминия:

  • 1) США;
  • 2) Китай;
  • 3) Япония;
  • 4) Германия;
  • 5) Италия.

Страны — лидеры по добыче бокситов:

  • 1) Австралия;
  • 2) Китай;
  • 3) Бразилия;
  • 4) Гвинея;
  • 5) Индия.

Страны — лидеры по производству глинозёма:

  • 1) Китай;
  • 2) Австралия;
  • 3) Бразилия;
  • 4) Россия;
  • 5) США.

Глинозём — продукт переработки бокситов для последующей выплавки алюминия. Выплавку первичного алюминия осуществляют как развитые, так и развивающиеся страны. При этом наблюдается тенденция переноса производства на территорию развивающихся стран.

Медная промышленность

В мире добывается приблизительно 17,9 млн т медной руды. Основные её месторождения расположены в Евразии (Россия, Казахстан), Со верной и Южной Америке (Кордильеры, Анды), Африке (Демократическая Республика Конго, Замбия).

Страны — лидеры по добыче меди:

  • 1) Чили;
  • 2) Китай;
  • 3) Перу;
  • 4) США.

Медный пояс — природный регион в Центральной Африке, охватывающий юг Демократической Республики Конго и север Замбии. Известен как район добычи меди. Аналогичный, но гораздо больший по площади пояс протянулся по линии Кордильеры — Анды от США до Перу.

Страны — лидеры по выплавке меди:

  • 1) Чили;
  • 2) Китай;
  • 3) Перу;
  • 4) США;
  • 5) ДРК.

Цинково-свинцовая промышленность

Образования свинца и цинка в природе встречаются совместно в свинцово-цинковых рудах. Главным образом они сосредоточены в Северной Америке (США, Канада), Австралии, Евразии (Россия, Китай).

В мире добывается около 13,5 млн цинковых руд, из них 37 % — в Китае. Большие объёмы добычи также имеют Перу, Австралия, Канада, США. Страны — лидеры по выплавке цинка: Китай, Канада, Республика Корея.

По добыче свинцовых руд лидируют Китай, Австралия и США, при этом 55 % приходится на Китай.

Страны — лидеры по выплавке свинца: Китай; США; Германия.

Оловянный пояс — обширная зона добычи олова, протянувшаяся от Чукотки до Зондских островов. На неё приходится почти половина мировой добычи металла. Второй, меньший по площади оловянный пояс протянулся в Андах по территории Боливии, Перу и части Бразилии.

Основные производители олова в мире: Индонезия, Китай, Перу, Боливия.

Промышленность драгоценных металлов

Крупнейшие месторождения золота сконцентрированы на юге Африки (ЮАР), в России (Восточная Сибирь, Якутия, Дальний Восток), США (штат Аляска), а также Канаде, Австралии и Индонезии. Страны — лидеры по добыче золота:

  • 1) Китай;
  • 2) Австралия;
  • 3) Россия;
  • 4) США;
  • 5) Канада.

Крупнейшие месторождения серебри сконцентрированы в Перу, Чили, Боливии, Мексике, Австралии, Канаде, США, Польше, России. Страны — лидеры по добыче серебра:

  • 1) Мексика;
  • 2) Перу;
  • 3) Китай;
  • 4) Чили;
  • 5) Австралия.

Крупнейшие месторождения платины сконцентрированы в ЮАР, США, России, Зимбабве, Китае. Страны — лидеры по добыче платины:

  1. ЮАР;
  2. Россия;
  3. Зимбабве;
  4. Канада;
  5. США.

В смотрели конспект урока по географии «Металлургия». Выберите дальнейшее действие:

Источник

Технологическая карта урока химии в 9 классе «Металлы в природе. Понятие о металлургии»

Форма учебной деятельности: коллективная, парная, индивидуальная, исследовательская.

Методы: проблемно-интегративный, эвристический, объяснительно-иллюстрированный, исследование

Оборудование: на доске портреты ученых Н.Н.Бекетова, Г. Деви – первооткрывателей способов получения металлов, на столах — коллекции с рудами металлов, магниты, фарфоровые диски, компьютер, проектор, экран

Повторить, закрепить и обобщить знания учащихся по теме «Коррозия металлов»

Организовать процесс ознакомления учащихся с природными соединениями металлов и с самородными металлами;

Сформировать понятие о минералах, рудах, металлургии и ее разновидностях – пиро-, гидро- и электрометаллургии, микробиологических методах: сути и химизме этих процессов.

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».

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

Приветствует учащихся, организует рабочее место;

Проверяет количество учащихся в классе, наличие дежурных по классу. Настраивает на повторение домашнего задания

Приветствуют учителя, организуют своё рабочее место, отвечают на организационные вопросы, демонстрируют готовность к уроку.

Коммуникативные : Планирование сотрудничества. Управление своим поведением и деятельностью.

Развитие умения организовать рабочую среду. Развитие доброжелательности и эмоциональной отзывчивости.

Этап воспроизведения и коррекция опорных знаний (проверка домашнего задания) (8 мин.)

1)Организует устный фронтальный опрос класса (Приложение 1)

2) Организует письменный опрос по карточкам (3 варианта) – работа в мини группах – парах.

(Приложение 2)

3) Демонстрирует образец выполнения работы на слайде презентации

(Приложение 3)

1) Отвечают на вопросы учителя, применяя знания темы «Коррозия металлов»

2) Обсуждают в парах задание, совместно ищут варианты решения. Устно по желанию комментируют полученные результаты

3) Сверяют свои результаты с образцом, самостоятельно выставляют оценку

Коррозия металлов, агрессивные факторы среды, типы коррозии: химическая и электрохимическая коррозия, уравнения коррозии металлов

Регулятивные: (контроль, коррекция знаний)

Познавательные: (использование знаково-символических средств при решении заданий)

Коммуникативные: (монологические ответы, диалоговая коммуникация при обсуждении в парах.)

Самоопределение и смыслообразование.

Умение проявлять лидерские качества, уважать мнение партнера, толерантно относиться к оценке результатов

Этап актуализации — самостоятельного формулирования цели и темы урока

Логически подводит учащихся к самостоятельному формулированию темы, постановке цели, началу изучения нового материала

Строят умозаключения, логически подходят к теме урока и цели, над которой будут работать.

Коррозия одних металлов – это способ получения других металлов.

Регулятивные:

умение сравнивать, обнаруживать и формулировать проблему, определить цель учебной деятельности. Познавательные:

умение преобразовывать информацию, умение анализировать, делать выводы

Коммуникативные: умение выслушивать мнение одноклассников, обсуждать, оценивать правильность высказываний, формулировать свои ответы.

Уважительное отношение к собеседнику, готовность и способность вести диалог с другими людьми.

Осознание значимости знаний предмета.

Этап открытия новых знаний и первичного их усвоения (15 мин)

1. Демонстрирует презентацию на тему « Металлы в природе. Способы получения металлов». Контролирует процесс составления опорного конспекта учащимися по ходу объяснения материала

2. Организует выполнение исследования физических свойств железных руд, оказывает консультационную помощь и поддержку группам при выполнении лабораторных опытов, написании формул веществ.

3.Наблюдает за ходом исследования

4. Корректирует по необходимости формулировку выводов по результатам.

5. Организует проверку результатов исследования с образцом на слайде презентации

1. Слушают объяснение учителя, усваивают наглядную информацию со слайдов презентации, фиксируют главное в тетрадь, составляют опорный конспект по теме.

2. Формулируют цели исследований

3. Работают в парах методом кооперации над исследованием физических свойств руд черных металлов

4. Анализируют результаты

5. Фиксируют наблюдения

7. Заносят названия, формулы, результаты в таблицу

8. Сверяют полученные результаты с результатами в образце на слайде презентации

9. Самостоятельно выставляют оценку

Распространенность металлов в природе.

Руды: оксидные, сульфидные, хлоридные, сульфатные, фосфатные карбонатные.

Физические свойства руд черных металлов: окраска, блеск, цвет черты на фарфоре, магнитные свойства.

Самородные металлы. Металлургия: черная, цветная. Сплавы: Чугун, сталь. Виды металлургии.

— восстановление водородом – водородотермия,

-более активным металлом: алюминотермия (метод Н.Н. Бекетова) 2.Гидрометаллургия.

Уравнения соответствующих реакций.

Регулятивные:

Умение сравнивать, обнаруживать и формулировать проблему, определить цель учебной деятельности, организовывать свою работу в паре, оценивать результаты своей деятельности.

Познавательные умение преобразовывать информацию, умение анализировать, делать выводы, составлять опорный конспект

Коммуникативные: умение присваивать словесную информацию, трансформировать ее в письменный вариант, составлять таблицу;

выслушивать мнение напарника, обсуждать, оценивать правильность высказываний, формулировать свои ответы.

Принятие социальной роли обучающегося, развитие мотивов учебной деятельности и формирование личностного смысла обучения, социальных и межличностных отношений, уважение к своей деятельности,

осознание ее значимости на конкретном жизненном этапе, уважение к партнеру

к партнеру, учителю.

Этап закрепления, первичного контроля

знаний и рефлексии

Контролирует усвоение материала при помощи фронтальному тестированию класса.

На основе решенного теста, организует формулирование вывода учащимися.

Акцентирует внимание учащихся на правильность написания и произношения новых терминов.

(демонстрирует терминологический словарь на слайде)

Отвечают на вопросы теста.

Применяют знания нового материала для формулирования общего вывода по уроку.

Проверяют правильность написания и произношения терминов по слайду презентации

Тест (Приложение 4)

Регулятивные: контроль в форме сравнения способа действия и его результата с заданным эталоном, с целью обнаружения отклонений от эталона. Коррекция. Осознание качества и уровня усвоения материала. Самооценивание.

Читайте также:  Природа и этика швейцер

Познавательные: умение преобразовывать информацию, умение анализировать, применять, преобразовывать информацию во время тестирования, и формулирования выводов, при опоре на заданную схему.

Коммуникативные:

Составлять тезисы выступления. Выступать перед аудиторией, доказывать свою точку зрения.

Наличие внутренней позиции, адекватной мотивации учебной деятельности, включая учебные и познавательные мотивы.

Этап записи домашнего задания и инструктирования по его выполнению (2 мин)

Демонстрирует домашнее задание.

Объясняет варианты его выполнения.

Благодарит учащихся за урок

Записывают домашнее задание к следующему уроку.

Анализируют информацию, делают осознанный выбор творческого задания

Самоопределение и смыслообразование

Приложение 1

Фронтальный устный опрос

(вопросы и предполагаемые ответы обучающихся)

Ежегодно в мире подвергается разрушению более 20 миллионов тонн металла.

-Как называется этот процесс? (Этот процесс называется «коррозия»)

— Дайте определение понятию «коррозия». (Коррозия – это процесс самопроизвольного разрушения металлов и сплавов под действием факторов окружающей среды.)

— Под воздействием, каких агрессивных факторов, происходит коррозия металлов? (Агрессивные факторы, вызывающие коррозию — это влажный атмосферный воздух, газы — окислители, такие как хлор, кислород, азот, растворы кислот, солей, щелочей.)

— Какие виды коррозии металлов существуют? (Химическая и электрохимическая.)

— Кратко охарактеризуйте химическую коррозию. (Химическая коррозия подразделяется на газовую и жидкостную. Газовая – под воздействием газов: F 2, CL 2, O 2; жидкостная под воздействием агрессивных жидкостей – кислот, щелочей.)

— Кратко охарактеризуйте электрохимическую коррозию.

(Электрохимическая коррозия протекает при соблюдении двух условий: контакта двух металлов и наличии электропроводной среды. Например, при контакте железа и цинка в морской воде идет разрушение цинка, как более активного металла.)

Приложение 2

Письменный опрос — работа в мини группах — парах по карточкам

Задание: 1) Допишите уравнения реакций. Расставьте коэффициенты в уравнениях.

2) Найдите среди предложенных, уравнения реакций коррозии металлов. Определите вид коррозии.

Карточка 1: 1) Na+ O2

Карточка 2: 1) Ca+ O2

Карточка 3: 1) Fe+ O2

Приложение 3

Слайды презентации

Приложение 4

Тест (первичное закрепление материалами контроль)

Только в самородном состоянии в природе находятся металлы:

Na, K, Au 2. Au, Ag, Cu 3. Au, Pt

И в самородном состоянии и в виде соединений в природе встречаются металлы:

Na, K, Au 2. Ag, Cu, Pb 3. Fe, Mg, Hg

Только в виде соединений в природе встречаются металлы:

1. А u, K, Mg; 2. Na, Ca, Pt 3. Ca , Mg , Fe

4) Железо из оксида железа ( III ) получают при помощи методов:

1. Пирометаллургии 2. Электрометаллургии 3. Гидрометаллургии

5) Гидрометаллургические процессы получения меди из сульфида меди ( II ) включают в себя:

1. Обжиг и восстановление углем 2.Растворение в серной кислоте и восстановление из раствора более активным металлом 3. Электролиз сульфида меди ( II )

6) Электролизом расплавов солей получают металлы, стоящие в ряду напряжений металлов:

1. от Li до Al 2. От Li до Fe 3. от Li до Pb

7) Типичными восстановителями в пирометаллургии являются:

1. Na , K , Au 2. С, СО, Al 3. C , CO 2, Mg

8) В цепочке превращений С uCO 3 Х С u , веществом Х является:

1. С uSO 4 2. CuS 3. CuO

9) Способ получения металлов из оксидов, открытый русским ученым Н.Н.Бекетовым: 1. Магнийтермия 2. Алюминотермия 3. Электролиз

Источник

Понятие о металлургии: общие способы получения металлов

Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. Различают черную и цветную металлургию.

Черная металлургия — это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.).

Цветная металлургия — производство остальных металлов и их сплавов.

Широкое применение находят сплавы металлов. Наиболее распространенные сплавы железа — чугун и сталь.

Чугун — это сплав железа, в котором содержится 2-4 масс. % углерода, а также кремний, марганец и небольшие количества серы и фосфора.

Сталь — это сплав железа, в котором содержится 0,3-2 масс. % углерода и небольшие примеси других элементов.

Легированные стали — это сплавы железа с хромом, никелем, марганцем, кобальтом, ванадием, титаном и другими металлами. Добавление металлов придает стали дополнительные свойства. Так, добавление хрома придает сплаву прочность, а добавление никеля придает стали пластичность.

Основные стадии металлургических процессов:

  1. Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей)
  2. Получение металла или его сплава.
  3. Механическая обработка металла

1. Нахождение металлов в природе

Большинство металлов встречаются в природе в виде соединений. Наиболее распространенный металл в земной коре — алюминий. Затем железо, кальций, натрий и другие металлы.

2. Получение активных металлов

Активные металлы (щелочные и щелочноземельные) классическими «химическими» методами получить из соединений нельзя. Такие металлы в виде ионов — очень слабые окислители, а в простом виде — очень сильные восстановители, поэтому их очень сложно восстановить из катионов в простые вещества. Чем активнее металл, тем сложнее его получить в чистом виде — ведь он стремится прореагировать с другими веществами.

Получить такие металлы можно, как правило, электролизом расплавов солей, либо вытеснением из солей другими металлами в жестких условиях.

Натрий в промышленности получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl = 2Na + Cl2

Калий получают пропусканием паров натрия через расплав хлорида калия при 800°С:

KCl + Na = K↑ + NaCl

Литий можно получить электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl2

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl = 2Cs + CaCl2

Магний получают электролизом расплавленного карналлита или хлорида магния с добавками хлорида натрия при 720–750°С:

Кальций получают электролизом расплавленного хлорида кальция с добавками фторида кальция:

Барий получают из оксида восстановлением алюминием в вакууме при 1200 °C:

4BaO+ 2Al = 3Ba + Ba(AlO2)2

Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия Al2O3 в криолите Na3AlF6:

3. Получение малоактивных и неактивных металлов

Металлы малоактивные и неактивные восстанавливают из оксидов углем, оксидом углерода (II) СО или более активным металлом. Сульфиды металлов сначала обжигают.

3.1. Обжиг сульфидов

При обжиге сульфидов металлов образуются оксиды:

2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2

Металлы получают дальнейшим восстановлением оксидов.

3.2. Восстановление металлов углем

Чистые металлы можно получить восстановлением из оксидов углем. При этом до металлов восстанавливаются только оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо получают восстановлением из оксида углем:

2Fe2O3 + 6C → 2Fe + 6CO

ZnO + C → Zn + CO

Оксиды металлов, расположенных в ряду электрохимической активности до алюминия, реагируют с углем с образованием карбидов металлов:

CaO + 3C → CaC2 + CO

3.3. Восстановление металлов угарным газом

Оксид углерода (II) реагирует с оксидами металлов, расположенных в ряду электрохимической активности после алюминия.

Например , железо можно получить восстановлением из оксида с помощью угарного газа:

3.4. Восстановление металлов более активными металлами

Более активные металлы вытесняют из оксидов менее активные. Активность металлов можно примерно оценить по электрохимическому ряду металлов:

Восстановление металлов из оксидов другими металлами — распространенный способ получения металлов. Часто для восстановления металлов применяют алюминий и магний. А вот щелочные металлы для этого не очень подходят – они слишком химически активны, что создает сложности при работе с ними.

Алюмотермия – это восстановление металлов из оксидов алюминием.

Например : алюминий восстанавливает оксид меди (II) из оксида:

3CuO + 2Al = Al2O3 + 3Cu

Магниетермия – это восстановление металлов из оксидов магнием.

CuO + Mg = Cu + MgO

Железо можно вытеснить из оксида с помощью алюминия:

При алюмотермии образуется очень чистый, свободный от примесей углерода металл.

Активные металлы вытесняют менее активные из растворов их солей.

Например , при добавлении меди (Cu) в раствор соли менее активного металла – серебра (AgNO3) произойдет химическая реакция:

2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag

Медь покроется белыми кристаллами серебра.

При добавлении железа (Fe) в раствор соли меди (CuSO4) на железном гвозде появился розовый налет металлической меди:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

При добавлении цинка в раствор нитрата свинца (II) на цинке образуется слой металлического свинца:

3.5. Восстановление металлов из оксидов водородом

Водород восстанавливает из оксидов только металлы, расположенные в ряду активности правее алюминия. Как правило, взаимодействие оксидов металлов с водородом протекает в жестких условиях – под давлением или при нагревании.

CuO + H2 = Cu + H2O

4. Производство чугуна

Чугун получают из железной руды в доменных печах.

Печь последовательно загружают сверху шихтой, флюсами, коксом, затем снова рудой, коксом и т.д.

1- загрузочное устройство, 2 — колошник, 3 — шахта, 4 — распар, 5 — горн, 6 — регенератор

Доменная печь имеет форму двух усеченных конусов, соединенных основаниями. Верхняя часть доменной печи — колошник, средняя — шахта, а нижняя часть — распар.

В нижней части печи находится горн. Внизу горна скапливается чугун и шлак и отверстия, через которые чугун и шлак покидают горн: чугун через нижнее, а шлак через верхнее.

Наверху печи расположено автоматическое загрузочное устройство. Оно состоит из двух воронок, соединенных друг с другом. Руда и кокс сначала поступают в верхнюю воронку, а затем в нижнюю.

Из нижней воронки руда и кокс поступают в печь. во время загрузки руды и кокса печь остается закрытой, поэтому газы не попадают в атмосферу, а попадают в регенераторы. В регенераторах печной газ сгорает.

Шихта — это железная руда, смешанная с флюсами.

Снизу в печь вдувают нагретый воздух, обогащенный кислородом, кокс сгорает:

Образующийся углекислый газ поднимается вверх и окисляет кокс до оксида углерода (II):

CO2 + С = 2CO

Оксид углерода (II) (угарный газ) — это основной восстановитель железа из оксидов в данных процессах. Последовательность восстановления железа из оксида железа (III):

Последовательность восстановления оксида железа (III):

FeO + CO → Fe + CO2

Суммарное уравнение протекающих процессов:

При этом протекает также частичное восстановление примесей оксидов других элементов (кремния, марганца и др.). Эти вещества растворяются в жидком железе.

Чтобы удалить из железной руды тугоплавкие примеси (оксид кремния (IV) и др.). Для их удаления используют флюсы и плавни (как правило, известняк CaCO3 или доломит CaCO3·MgCO3). Флюсы разлагаются при нагревании:

и образуют с тугоплавкими примесями легкоплавкие вещества (шлаки), которые легко можно удалить из реакционной смеси:

CaO + SiO2 → CaSiO3

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник