Урок по теме: "Сплавы (сталь, чугун, дюралюминий, бронза)"

Дата_____________                                                 Класс_______________



Тема: Сплавы (сталь, чугун, дюралюминий, бронза).

	

Цели урока: знать определение металлургии, способы промышленного получения металлов, роль русских ученных в развитии металлургии; знать понятие руды и пустой породы, основные стадии получения металла.



Ход работы



1. Организационный момент урока.

2. Изучение нового материала.

Получение металлов

 

Большинство металлов встречаются в природе в составе соединений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления, значит для того, чтобы их получить, в виде простого вещества, необходимо провести процесс восстановления.

Ме+n  + ne- → Me0

 

I. Пирометаллургический способ

Это восстановление металлов из их руд при высоких температурах с помощью восстановителей неметаллических - кокс, оксид углерода (II), водород; металлических - алюминий, магний, кальций и другие металлы.

 

1. Получение меди из оксида с помощью водорода – Водородотермия:

 

Cu +2O + H2 = Cu0 + H2O

 

2. Получение железа из оксида с помощью алюминия – Алюмотермия:

 

Fe+32O3 +2Al = 2Fe0 + Al2O3

 

Для получения железа в промышленности железную руду подвергают магнитному обогащению:

3Fe2 O3 + H2 = 2Fe3 O4 + H2O или 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 , а затем в вертикальной печи проходит процесс восстановления:

 

Fe3O4 + 4H2 = 3Fe + 4H2O

Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2

 

II. Гидрометаллургический способ

Способ основан на растворении природного соединения с целью получения раствора соли этого металла и вытеснением данного металла более активным.

 

Например, руда содержит оксид меди и ее растворяют в серной кислоте:

 

1 стадия – CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O,

2 стадия – проводят реакцию замещения более активным металлом

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

 

III. Электрометаллургический способ

Это способы получения металлов с помощью электрического тока (электролиза).

Этим методом получают алюминий, щелочные металлы, щелочноземельные металлы.

При этом подвергают электролизу расплавы оксидов, гидроксидов или хлоридов:

 

2NaCl эл.ток→ 2Na + Cl2

 

2Al2O3 эл.ток→  4Al + 3O2

 

IV. Термическое разложение соединений

 

Например, получение железа:

Железо взаимодействует с оксидом углерода (II) при повышенном давлении и температуре 100-2000, образуя пентакарбонил:

 

Fe + 5CO = Fe (CO)5

 

Пентакарбонил железа-жидкость, которую можно легко отделить от примесей перегонкой. При температуре около 2500 карбонил разлагается, образуя порошок железа:

 

Fe (CO)5 = Fe + 5CO↑

 

Если полученный порошок подвергнуть спеканию в вакууме или в атмосфере водорода, то получится металл, содержащий 99,98– 99,999% железа.

 

 

Реакции, лежащие в основе получения металлов

1. Восстановление металлов из оксидов углем или угарным газом

MxOy + C = CO2 + Me  или   MxOy + CO = CO2 + Me

2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением

1 стадия – MxSy+O2=MxOy+SO2

2 стадия -  MxOy + C = CO2 + Me  или   MxOy + CO = CO2 + Me

3. Алюминотермия (восстановление более активным металлом)

MxOy + Al = Al2O3 + Me

4. Водородотермия

MxOy + H2 = H2O + Me

 

Таким образом, мы познакомились с природными соединениями металлов и способами выделения из них металла, как простого вещества.

Бронза

Бронза в скульптуре

Дюралюминий

Изделия из дюралюминия

Изделия из латуни

Изделия из легированных сталей

Изделия из мельхиора

Изделия из нихрома (электрические нагревательные приборы)

Изделия из углеродистой стали

Изделия из чугуна

Состав и применение некоторых сплавов



3. Закрепление изученного материала.

Задача №1. Свойства кальция и его соединений.

Осуществите превращения по схеме:

Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2



Задача №2  Свойства соединений алюминия.

Осуществите превращения по схеме:

AlCl3 → Al(OH)3 → AlCl3

                      ↓

             Na[Al(OH)4]



Задача №3. Способы устранения жёсткости воды.

В двух склянках содержится вода. В одной из них вода содержит сульфат кальция, а в другой – гидрокарбонат кальция.  Какими ионами обусловлена постоянная, а какими временная жесткость воды? Предложите способы, при помощи которых можно устранить постоянную и временную жесткость воды.



4. Домашнее задание.

П. 38, повторить 45-47, упр.13-15 на стр. 147.