Конспект урока химии 11 класс на тему "Сплавы металлов"

Урок химии 11 класс по теме « Сплавы металлов. Решение задач» Цель урока: организовать работу по усвоению знаний учащимися понятий черные и цветные  металлы, сплавы  и их применение.   Задачи : Образовательная. Обобщить и углубить знания учащихся о сплавах металлов и их свойствах.   Показать   отличия   между   металлами   и   сплавами   металлов.   Рассмотреть классификацию сплавов по различным признакам. Рассмотреть особенности строения, свойств и применения черных сплавов. Отработать умение решения задач.  Развивающая.  Развивать   у   школьников   умение   выделять   главное   в   изучаемом   материале, сравнивать, обобщать, делать выводы, составлять схемы. Воспитательная.  Содействовать   в   ходе   урока   формированию   мировоззренческой   идеи причинно­следственной зависимости состава, строения и свойств металлов. Оборудование:  периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, коллекция «Сплавы металлов»  Литература: Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман «Химия. 11»,  Тип урока: урок­изучение нового материала. Межпредметные связи: физика. Ход урока. I. Оргмомент.  Открываем   тетради,   записываем   число   и   тему   урока  «Сплавы металлов» . Сегодня   нам   предстоит   вспомнить   и   расширить   знания   о   металлах   и   сплавах,   их классификации, о   свойствах черных сплавов, их получении и применении. Но, прежде чем, перейти к её изучению, вспомним основные свойства металлов как простых веществ. II. Актуализация знаний.  Фронтальный опрос:  Где в периодической системе расположены металлы?  Как изменяются металлические свойства в периоде и группе?  В   чем   особенность   строения   атомов   металлов   и   их   кристаллических решеток?  Какие металлы притягиваются магнитом?  Перечислите общие физические свойства металлов.  Какие существуют различия в физических свойствах металлов? III. Изучение нового материала. План урока (на доске). 1. Металлы и сплавы. 2. Классификация сплавов. 3. Черные сплавы. 4. Решение задач 1. Металлы и сплавы. Работа с учебником стр 11­113 Теперь, когда мы познакомились со свойствами важнейших металлов главных и побочных подгрупп, можно вспомнить  о сплавах. Чем различаются простые металлы и сплавы? Простые   металлы  состоят   из   одного   основного   элемента   и   незначительного количества примесей других элементов. Например, технически чистая медь содержит от 0,1 до 1% примесей свинца, висмута, сурьмы, железа и других элементов. Сплавы  – это сложные металлы, представляющие сочетание какого­либо простого металла (основы сплава) с другими металлами или неметаллами. Например, латунь – сплав меди с цинком. Здесь основу сплава составляет медь. Сравните физические свойства металлов и сплавов. Высокая   электропроводность,   теплопроводность, металлический блеск, непрозрачность.   ковкость,   пластичность, Таким образом, понятие сплавы можно сформулировать следующим образом (записываем в тетради): Сплавы – это системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов   и   неметаллов,   обладающие   свойствами,   присущими   металлическому состоянию.  СТР 111 2. Классификация сплавов. У сплавов есть как общие свойства, так и различные, поэтому их можно классифицировать по следующим признакам : стр 112 Классификация сплавов                                                                                                                             По характеру металла,                                                                                            основой сплава,­ По структуре – гомогенные (однофазные) являющегося и По числу компонентов ­ двойные, тройные и т.д. гетерогенные (смеси), состоящие из нескольких фаз черные (сталь, чугун), цветные (сплавы алюминия, меди и т.д.) По технологическим признакам – литейные (для изготовления деталей путем литья) и деформируемые (подвергаемые ковке, штамповке, прокату, прессованию и другим видам обработки) По характерным свойствам – тугоплавкие, легкоплавкие, жаропрочные, высокопрочны е, твердые, коррозионно­ устойчивые Каждый   тип   классификации   обсуждается   с   учащимися.   Учащиеся   приводят примеры   сплавов   с   рассматриваемыми   признаками.   Схема   во   время   обсуждения оформляется в тетради. 3. Черные металлы. К черным металлам относятся железо и его сплавы (сталь и чугун). стр 112 таб 10 Они   и   получили   наибольшее   распространение   в   технике.   Это   обусловлено   большими запасами железных руд в земной коре, сравнительной простотой технологии выплавки черных металлов, их высокой прочностью. Основными металлическими материалами современной техники являются сплавы железа с углеродом. Сплавы делятся на стали и чугуны в зависимости от содержания углерода. В чем отличие химического состава  стали от чугуна? В стали углерода содержится менее 2%, в чугуне – более 2%. Чугун – железоуглеродистый сплав с содержанием углерода свыше 2%. Чугун более хрупок,   чем   сталь,   он   хуже   сваривается,   но   обладает   лучшими   литейными   свойствами. (Рассмотрим таблицу 16 на с. 116.) Сталь – железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится до 2%. Стали присущи свойства, делающие её незаменимым материалом. Она обладает высокой прочностью и твердостью, хорошо сопротивляется ударным нагрузкам. Сталь можно ковать, прокатывать, легко обрабатывать на металлорежущих станках. Стальные изделия хорошо свариваются. Углеродистые стали не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам современной   техники.   Применение   углеродистых   сталей   для   изготовления   деталей, подвергающихся   действию   значительных   нагрузок   и   работающих   при   больших   скоростях, вызвало   бы   значительное   увеличение   размеров   деталей.   Кроме   того,   углеродистые   стали обладают  низкой коррозионной устойчивостью и стойкостью при повышенных температурах и т.д. Значительно улучшает физико­механические и химические свойства сталей введение в их состав легирующих компонентов – элементов, придающих стали специальные свойства. Легированные   стали  –   стали,   у   которых   наряду   с   обычными   компонентами имеются также легирующие элементы. В   качестве   легирующих   компонентов   применяются:   хром,   никель,   вольфрам,   ванадий, молибден, кобальт, титан, ниобий, алюминий, медь и т.д., а также кремний и марганец при повышенном содержании. Рассмотрим некоторые примеры (таблица11 с.113):  Хром  ­ самый дешевый легирующий элемент. Он увеличивает твердость, прочность, коррозионную   стойкость,   несколько   уменьшает   пластичность.   При   большом содержании хрома в стали она становится нержавеющей.  Никель  придает   стали   высокую   прочность   и   пластичность,   повышает   ударную вязкость,   увеличивает   прокаливаемость,   устойчивость   против   коррозии.   При большом содержании никеля сталь становится немагнитной.  Марганец придает стали твердость, механическую прочность, устойчивость против ударов и трений.  Титан  повышает   прочность   и   плотность   стали,   увеличивает   жаростойкость   и механическую   прочность   при   высоких   температурах,   устойчивость   против коррозии.  Вольфрам – дорогой и дефицитный металл. С углеродом стали он образует очень твердые соединения – карбиды, резко увеличивающие её твердость, жаропрочность, износоустойчивость.  Молибден  повышает   упругость,   прочность,   красностойкость,   коррозионную стойкость и окалиностойкость стали.  Ванадий  –   тоже   дорогой   металл.   Он   увеличивает   плотность   стали,   повышает прочность, твердость, упругость и устойчивость к металлам.  Кремний – повышает устойчивость к воздействию кислот. IV. Закрепление изученного материала.  Графический диктант. 1. Общим физическим свойством сплавов является пластичность. 2. Не все сплавы обладают теплопроводностью. 3. Сплавы состоят только из металлов. 4. Мягкость серому чугуну придает свободный углерод в виде графита. 5. Основой каждого сплава является железо. 6. К черным сплавам относятся сталь, чугун и бронза. 7. Содержание углерода в чугуне более 2%. 8. Сталь сваривается лучше, чем чугун. 9. Легирующим элементом называется основа сплава. 10. Белый чугун используется для переработки в сталь. . ∩ ∩ .__.__. .__. .__.__. .  (да ­  ∩ ∩ ∩ ; нет ­ __)  Взаимопроверка  ∩ Ключ: . Критерии.  5­  нет или 1 ошибка 4­   2­3 ошибки. 3­    4­5 ошибок. 2­     6 и более Учитель: «Вспомним алгоритм решения задач на w выхода продукта реакции от теоретически возможного»     Алгоритм решения задач на выход продукта от теоретически возможного выхода 1) Прочитай внимательно условие задачи 2) Запиши: «Дано» и что «Найти». !!! Если в условии задачи есть слова «получилось», «образовалось», то это практически  полученное количество и масса. 3) Составьте уравнение реакции (не забудь расставить коэффициенты). 4) Помни: то, что считаем по уравнению – это теоретическое количество и масса.  5) Если выход продукта дан, то находим: ­ по уравнению реакции количество, массу или объём теоретический; ­ затем по формуле массу или объём практический. 6) Если дана масса или объём практический, то находим: ­ по уравнению количество, массу или объём теоретический; ­ затем по формуле  массовую или объёмную долю выхода продукта реакции.  ω вых  = m    (практич.)                    или                                  ω вых  = V    (практич.)                    m (теоретич.)                                                                           V (теоретич.)                           Задача. Из 28 г оксида кальция получили 76 г нитрата кальция. Вычислите массовую долю выхода полученной соли от теоретически возможного. 1)    Записать уравнение химической реакции CaO + 2HNO3   → Ca(NO3)2 + H2O 2)    Над уравнением реакции записать данные из условия задачи:                                                   mтеорет.= ?            28 г                            mпрактич.=76 г CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O 3)    Под уравнение реакции записать данные из уравнения реакции:                                           mтеорет.= ?   28 г                             mпрактич.=76 г CaO + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O 1 моль                               1 моль   56 г                            164 г Для более удобного проведения расчетов количество вещества (моль) из уравнения  реакции пересчитать в граммы. С этой целью необходимо рассчитать молярные массы  веществ, а дальше произвести расчеты по формуле m=n∙M M(CaO) = 40 + 16 = 56 г/моль;                                m = 1 моль ∙ 56 г/моль = 56 г M(Ca(NO3)2) = 40 + 14∙2 + 16∙3∙2 = 164 г/моль;  m = 1 моль ∙ 164 г/моль = 164 г Полученные значения подставить под уравнением реакции 4)   Составить пропорцию и рассчитать массу (теоретическую) для нитрата кальция:       28 г СаО / 56 г СаО  =  mтеорет.Ca(NO3)2 / 164 г  Ca(NO3)2  Y  Подведение   итогов   урока.   Вернемся   к   теме   урока   и   цели     урока.  Взаимооценка   и самооценка работы уч­ся на уроке. Учащиеся оценивают свою работу на уроке по результатам теста и своим ответам. Учитель корректирует  оценки и выставляет их в журнал. VI Рефлексия. Где пригодятся полученные знания на уроке? Что было интересным, Что трудным? Чему научились?  VII  Домашнее задание: § 28 Повторить конспект . Решить одну из задач.   Решите задачи: 1. При взаимодействии 15 г. алюминия с серой образовалось 35 г. сульфида  алюминия  AL2  S 3   .Сколько это составляет процентов от теоретически  возможного? 2. Сколько л водорода выделится при действии избытка соляной кислоты HCL на 2,7 г. алюминия, если выход водорода составляет 90%  от  теоретического? 3. При взаимодействии 60 г. железа с хлором образовалось 75 г. хлорида  железа  ( III   )   . Сколько это составляет % от теоретически возможного? 4. Определит V водорода, который может быть получен при взаимодействии  с водой 5 г. кальция ,если выход водорода составляет 90 % от  теоретически возможного .