Интегрированный урок по химии и географии «Цветная металлургия Казахстана» (2 часа)
Цель урока: изучение географии и особенностей цветной металлургии Казахстана, основные принципы производства цветных металлов .
Задачи:
Образовательные: ознакомить с особенностями металлургии тяжелых и легких металлов и производственных процессов; определить ведущие факторы размещения; выявить проблемы и перспективы развития.
Развивающие: формирование умения анализировать, сопоставлять карты, статистические данные; развитие географического мышления, способности самостоятельно приобретать знания и применять их на практике, в условиях новых учебных задач.
Воспитательные: повысить мотивацию к совместной работе, сотрудничеству, проявлению коммуникативных явлений; грамотно работать с информацией; воспитывать экологическую культуру.
Оборудование: мультимедийное оборудование, презентация “Цветная металлургия”,
физическая карта Казахстана, образцы цветных металлов и сплавов; периодическая таблица Д.Менделеева; раздаточный материал.
Методы: словесный (беседа, фронтальный опрос, опережающие сообщения), наглядный, решение проблемных заданий, парно-групповая поисковая работа.
Тип урока: интегрированный с использованием ИКТ и элементами урока-конференция, решение проблемных вопросов.
Ход урока
1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания.
А) Индивидуальное задание по карточке: заполнить схему межотраслевых связей металлургии.
Б) Фронтальный опрос:
1. Какое сырье и топливо используется в черной металлургии? Какая продукция выпускается?
2. Какие типы предприятий существуют в черной металлургии? В чем их отличие?
3. В чем преимущества комбинирования выпуска чугуна, стали и проката на одном предприятии-комбинате?
4. Назовите факторы решающего влияния при размещении предприятий черной металлургии.
5. Предложите вариант размещения на территории современного Казахстана нового металлургического комбината полного цикла. Обоснуйте свое решение.
3. Изучение нового материала.
Учитель географии: В мире выплавляется свыше 70 цветных металлов. Их производят 14 отраслей, образующих цветную металлургию. Большую часть цветных металлов стали использовать совсем недавно. Широкое применение их вызвала НТР.
Сообщение ученика (опережающее задание): Казахи с древних времен знали, как плавить цветные металлы. Такие места выплавки открыты в Центральном Казахстане и на Алтае. Найденная во время археологических раскопок, недалеко от г.Есик Алматинской области одежда саксого воина сделана из золота в 5-6 веках до.н.э. В Казахстане цветная металлургия начала развиваться с того времени, когда в 1717г. на Алтае были обнаружены свинец и цинк. В течение века, с 1730 до 1832 г., на Алтае были открыты крупные месторождения - Березовское, Николаевское, Риддерское, Зыряновское, Соколовское.
Учитель химии: Давайте вспомним с вами, на какие группы делятся цветные металлы? (работа со схемой «Основные группы цветных металлов») Приведите примеры тяжелых, легких и благородных металлов.
Частично-поисковая работа учащихся по парам
Учитель географии: По карте полезных ископаемых Казахстана, определите основные месторождения цветных металлов на территории нашей республики. (работа учащихся с картой атласа, опираясь на схему)
Учитель химии: Цветные металлы широко применяют для получения сплавов, которые по качеству превосходят исходные материалы. Это (демонстрация сплавов цветных металлов):бронза, латунь, мельхиор, дюралюминий, бериллиевая бронза.
Задание: Определить химические формулы данных сплавов пользуясь учебником химии.
Бронза-
Латунь-
Мельхиор-
Дюралюминий-
Бериллиевая бронза-
Сообщение ученика (опережающее задание): Применение цветных металлов
В современной технике объем применения цветных металлов и сплавов на их основе непрерывно растет. В связи с бурным развитием авиастроения, ракетной и атомной техники, химической промышленности в качестве конструкционных материалов в настоящее время стали применять такие металлы (и сплавы на их основе), как титан, цирконий, никель, молибден и даже ниобий, гафний и др.
Области применения отдельных цветных металлов и сплавов на их основе весьма разнообразны. Медь и ее сплавы широко используют в химическом машиностроении, для изготовления трубопроводов самого различного назначения, емкостей, различных сосудов в криогенной технике, в электроэнергетике и т. п. Алюминий и его сплавы применяют для изготовления различных емкостей в химической и пищевой промышленности. Сплавы на основе алюминия широко применяют для самолетов, ракет, судов, в строительстве и электроэнергетике. В связи с их сравнительно высокой прочностью при малой плотности, высокой коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах и высокими механическими свойствами при низких температурах.
Учитель географии: А теперь давайте попробуем составить технологическую цепочку производства цветных металлов. При ответах опирайтесь на знания по черной металлургии. (Учащиеся дают свои варианты ответов).
Технологическая цепочка производства цветной металлургии выглядит следующим образом (составляется учениками с помощью учителя и записывается на доске):
добыча руды ГОК (обогащение) плавка чернового металла плавка рафинированного (чистого) металла прокат
(учащиеся схему переписывают в тетрадь)
Как мы выяснили различают металлургию тяжелых, легких и других металлов.
Учитель географии: Руды тяжелых металлов многокомпонентны. Для их рационального использования созданы комбинаты с комплексной переработкой сырья. Так, в Шымкенте, кроме свинца, получают еще 14 видов продукции.
Учитель химии: Тяжелым металлам сопутствует сера. При плавке образуется ядовитый сернистый газ. Газ улавливают, перерабатывают в серную кислоту. Это имеет большое значение для охраны окружающей среды……..
Учитель географии: Низкое содержание полезных компонентов- другая особенность руд тяжелых металлов. (демонстрация образцов руды)
Задание: Установите по таблице 13 §13, как различается содержание металлов в руде. Каковы будут факторы размещения плавильных заводов? (ответы учащихся)
Тяжелые металлы выпускают медная и свинцово-цинковая (полиметаллическая) промышленность. Географию медной промышленности определяют комбинаты в Жезказгане и Балхаше, имеющие все стадии получения меди.
Учитель химии по рисунку-схеме рассказывает о стадиях получения меди.
Задание: Чем отличается черновой металл от рафинированного? Как используются отходы производства?
Сообщение ученика (опережающее задание) о медной промышленности РК.
Учитель географии: Свинцовая и цинковая промышленность имеют общую сырьевую базу- полиметаллические руды. В рудах Востока преобладает цинк, в рудах Юга и Центра-свинец. Главный район полиметаллической промышленности- Рудный Алтай. Здесь 3 центра. Задание: Найдите центры полиметаллической промышленности в Рудном Алтае, на Востоке РК. (работа с картами атласов, ответы учащихся)
Учитель географии: В рудах легких металлов полезных компонентов больше, чем в рудах тяжелых металлов. Это сырье транспортабельное. Легкие металлы производят алюминиевая и титаномагниевая промышленность. Сырьем для получения алюминия служат бокситы, содержащие глинозем. Но переработка легких цветных металлов требует много электроэнергии. Задание: Определите главный фактор размещения заводов по выпуску легких металлов. Где на территории Казахстана находятся крупные алюминиевые и титаномагниевые заводы? (Работа с картой. Ответы учащихся)
Учитель химии: Прошу внести черный ящик (лаборант вносит черный ящик)
Спрятан в ящике предмет
Без него не съесть обед.
Вещь незаменимая,
Вещь необходимая.
Если мы садимся кушать
Тот предмет нам очень нужен,
Из чего же сей предмет?
Серебристо-белый цвет
Вам позволит дать ответ.
(Алюминиевая ложка)
Поговорим с вами о производстве алюминия.
«Получение алюминия»
Немецкий химик Ф. Велер в 1827г. получил алюминий при нагревании хлорида алюминия со щелочными металлами калием или натрием без доступа воздуха:
AlCl3 + 3K →3 KCl + Al
Для промышленного получения алюминия эти методы экономически невыгодны, поэтому был разработан электрохимический метод получения алюминия из бокситов.
2Al2O3 Na3AlF6, ток 4Al + 3O2
Учитель географии: Исходя из вышесказанного давайте определим, где на территории Казахстана находятся крупные алюминиевые заводы? (Работа с картой. Ответы учащихся)
Казахстан богат алюминиевыми рудами. Однако до второй половины ХХ в. в Казахстане не было ни одного завода по производству алюминия. Огромное богатство оставалось неисследованным и невостребованным. Вообще строительство алюминиевых заводов происходило наряду со строительством электростанций, так как для получения одной тонны алюминия необходимо было затратить 18 тыс. киловатт-часов электроэнергии.
В Казахстане в 2007 г был построен Павлодарский электролизный завод по получению алюминия. На этом заводе используется иртышская вода, экибастузский уголь и торгайские бокситы. Электролиз расплава проводится при температуре 1000ºС, пропуская ток силой 60 000А, напряжением 4 -6 В. Для получения одной тонны алюминия расходуется 20 000 кВт/ч электроэнергии. Применяя последние технические достижения, Павлодарский завод выпускает самый дешевый алюминий. Планируется довести производство алюминия до 240 тыс. т в год
Титан легкий, очень прочный, устойчивый к коррозии металл. Его извлекают из титановых руд (песков), запасы которых есть в разных частях Казахстана.
Задание: Найдите на рис.88, стр.146 месторождения титановых руд. Где они расположены? (ответы учащихся)
Учитель химии: Производство титана Металлатермическое восстановление титана из тетрахлорида TiCl4 проводят магнием или натрием. Для восстановления магнием служат аппараты, представляющие собой помещенную в печь герметичную реторту высотой 2—3 м из хромо-никелевых сталей. После ввода в разогретую до ~ 750 °С реторту магния в нее подают тетрахлорид титана. Восстановление титана магнием TiCl4 + 2Mg = Ti + + 2MgCl2 идет с выделением тепла, поэтому электронагрев печи отключают и реторту обдувают воздухом, поддерживая температуру в пределах 800—900 °С; ее регулируют также скоростью подачи тетрахлорида титана. За один цикл восстановления длительностью 30—50 ч получают 1—4 т титана в виде губки (твердые частицы титана спекаются в пористую массу — губку).
Источник: http://emchezgia.ru/cvet_met/33_proizvodstvo_titana.php МЧ-ЗГИА.РУ ©
Задание: Выделите по рисунку стадии получения титана. Какую продукцию получают из отходов? (работа с рисунком)
Учащиеся самостоятельно определяют, что титаномагниевый завод находится в Усть-Каменогорске.
Физкультминутка (расслабляющая пауза)
Работа с географической картой и периодической таблицей на знания нахождения полезных ископаемых и умения найти химический элемент в периодической таблице. Дать краткую характеристику и воздействие данного элементов на здоровье человека.
«Я металл серебристый и легкий
И зовусь самолетный металл,
И покрыт я оксидною пленкой,
Чтоб меня кислород не достал».
(алюминий)
«Известен людям с давних пор
Я как важнейший элемент,
Я ток отлично провожу,
Мои нужны повсюду сплавы,
И людям много лет служу,
Как все известные металлы».
(медь)
«Давно известна человеку,
Она тягучка и краса.
Еще по бронзовому веку
Знакома в сплавах нам она.
С горячей серной кислотою
Дает нам синий купорос,
Чернеет иногда порою, когда?
Ответьте на вопрос».
(медь)
«Он тверд, тяжел и тугоплавок
И сталь прекрасную дает,
И от его больших добавок
Она ржаветь перестает.
Его валентность, без сомненья,
Бывает шесть лишь иногда,
А у его соединений окраска
Розовая всегда».
(хром)
«Особой важной я считаюсь,
И широко я применяюсь.
Когда случайно я прольюсь,
Блестящим шариком качусь».
(ртуть)
«Я первым себе примененье нашел,
Я злом и войной к человеку пришел,
Я солнцу подобен и ярче огня,
Монеты и слитки куют из меня».
(золото)
Учитель географии: Возвратимся к нашей схеме. Какие металлы относятся к благородным? Золото получают из отдельных руд и попутно с тяжелыми металлами, а рафинируют в Балхаше и Усть-Каменогорске. Серебро извлекают попутно. Большую часть серебра дает Жезказган. На территории Казахстана есть уникальный Ульбинский металлургический завод в Усть-Каменогорске, который выпускает так называемые «атомные металлы»- бериллий и ниобий.
В Казахстане 3 металлургические базы. Задание: По рис.89, стр.148 найдите металлургические базы. Какие крупные центры металлургии они объединяют?
4. Обобщение и систематизация знаний
Исходя из всего, что мы сегодня узнали, определим проблемы и перспективы цветной металлургии (формулируются учителем)
1. Проблемы:
– Истощение месторождений медных, алюминиевых руд.
– Отсутствие крупных месторождений марганцевых, хромитовых, и других руд.
– Низкое качество выплавляемых металлов (из-за того, что большая часть заводов работает на старом оборудовании и старых технологиях).
– Дороговизна казахстанского металла (цены выше мировых на 20-40%). Одна из причин этого – монополия заводов-гигантов.
– Экологическая проблема (металлургия – грязная отрасль). Металлургия дает 37% вредных выбросов в атмосферу.
2. Перспективы:
– Развитие Северной металлургической базы.
– Применение новых технологий добычи, позволяющих меньше загрязнять окружающую среду. Разработаны гео- и биотехнологии добычи руды.
– Одно из перспективных направлений в металлургии – это создание автоматизированных мини-заводов, которые работают на металлоломе и меньше загрязняют окружающую среду.
– Использование вторсырья, переплавка которого эффективна.
5. Закрепление. Парно-групповая работа.
Обсуждение проблемных вопросов в группах по карточкам.
Задание: (для всего класса) Совместите центры цветной металлургии и главную продукцию, которую они выпускают:
Шымкент медь
Жезказган алюминий
Павлодар цинк, свинец
Риддер медь, золото
Балхаш цинк, титан
Усть-Каменогорск вторичная медь
Алматы свинец
Задание: Проанализируйте карту «Экспорт цветных металлов из Казахстана». Установите, какие страны являются главными покупателями казахстанских цветных металлов. Запишите результаты своего исследования в виде схемы. Сделайте вывод.
Задание: В чем различие технологической цепочки производства черных и тяжелых цветных металлов?
Задание: В чем различие в принципах размещения медеплавильных и алюминиевых заводов?
Выступления от групп
6. Домашнее задание:
География- §13, задание 5, 6
Химия- доклад на тему цветная металлургия РК.
Получите свидетельство
Вход
Интегрированный урок по химии и географии «Цветная металлургия Казахстана» (0.58 MB)
2
1499
219
Нравится
0
