Урок №
Тема: Общие способы получения металлов. Металлургия.
Внимательно изучаем материал. Законспектировать.
Для закрепления зад.4, 5 стр.120
Распространённость химических элементов металлов в земной коре различна. К наиболее распространённым металлам относятся алюминий (7,45%), железо (4,20%), кальций (3,25%), натрий (2,40%), калий (2,35%) и магний (2,35%). Содержание других металлов в земной коре может составлять тысячные доли процента и ниже.
Металлы встречаются в природе в свободном состоянии, их называют самородными металлами, так и в виде соединений.
В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь, платина и ртуть. Эти металлы обычно содержатся в небольших количествах в виде зёрен или вкраплений в горных породах. Изредка встречаются и довольно крупные куски металлов – самородки. Самый крупный самородок меди весил четыреста двадцать т, золота – сто двенадцать кг, а серебра - сто девять кг.
Схема «Металлы в природе»
Большинство металлов в природе существует в связанном состоянии, т.е. в виде различных природных соединений. Химические природные соединения металлов называют минералами. Минералы в основном встречаются в виде оксидов либо в виде сульфидов. Например:
Минералы входят в состав горных пород и руд.
Природные образования, содержащие минералы металлов, пригодные для промышленного получения из них металлов, называют рудами. Наука о получении металлов из руд называется металлургией. В зависимости от способа извлечения металла из руды выделяют следующие виды металлургических процессов:
1.Пирометаллургия – это метод извлечения металлов из руд под действием высоких температур.
|
|
Сульфидные руды подвергают обжигу:
2CuS + 3O2 → 2CuO + 2SO2
Оксидные руды и оксиды восстанавливают водородом, углем, угарным газом, более активными металлами – алюминием (алюминотермия), магнием (магнийтермия). WO3 + 3H2 = W + 3H2O
CuO + C → Cu + CO 2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
2Al + Cr2O3→ 2Cr + Al2O3
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 
Восстановление железа методом алюминотермии до сих пор применяется при сварке рельсов.
Этот метод получения металлов был предложен русским учёным
Н.Н. Бекетовым.
2.Гидрометаллургия – это метод получения металлов, основанный на химических реакциях, происходящих в растворах.
Гидрометаллургия включает 2 способа:
a). Получение из различных руд растворимых солей металла
CuS + 4H2SO4(конц.) → CuSO4 + 4SO2 + 4H2O
б). Восстановление металла из раствора соли с помощью различных восстановителей (H2, C, CO, Me)
CuSO4 + Fe → FeSO4+ Cu
3.Электрометаллургия – это метод получения металлов из их солей, и оксидов под действием электрического тока.
Восстановление металлов электрическим током (электролиз)
А) Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (хлоридов):
2NaCl –расплав, электр. ток. → 2 Na + Cl2↑
CaCl2 –расплав, электр. ток.→ Ca + Cl2↑
расплавов гидроксидов:
4NaOH –расплав, электр. ток.→ 4Na + O2↑ + 2H2O (!!! используют изредка для Na)
Б) Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов):
2Al2O3 –расплав в криолите, электр. ток.→ 4Al + 3 O2↑
В) Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных:
|
|
2CuSO4+2H2O –раствор, электр. ток. → 2Cu + O2 + 2H2SO4