Урок-конференция "Якутию прославили металлы…"

Урок – конференция – одна из форм обобщения и закрепления. Урок – защита проекта на тему: “Якутию прославили металлы...” - пример возможной интеграции курсов химии, географии и национальной культуры Якутии. Наибольший интерес содержание урока представляет для классов гуманитарного и социально-экономического профиля обучения. Интегрированный урок является возможным вариантом урока-закрепления по теме “Металлы” по химии в 9-х или 10-х классах и по географии в 9-х по теме “География Якутии”.

Основное внимание на уроке уделено закреплению знаний о металлах главных и побочных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева открытых в недрах Якутии, о рудных полезных ископаемых, их происхождении и размещении, об истории перспективах развития металлургического производства и горнодобывающей промышленности Якутии. Особую актуальность уроку в период празднования 377-летия вхождения Якутии в состав России и 175-летие со дня рождения Д. И. Менделеева придает тщательно отобранный краеведческий материал.

Цель урока:

Опираясь на знания учащихся из курса 9-10-х классов по химии и географии добиться понимания распространения на территории Якутии редких и цветных металлов.

Задачи:

• закрепить знания о физической природе металлов;

• изучить важнейшие месторождения рудных полезных ископаемых на территории Якутии и акцентировать внимание учащихся на возможности интеграции курсов химии, географии и национальной культуры Якутии;

• вызвать интерес к изучению географии своей малой родины, для того чтобы понимать задачи дальнейшего развития республики, рационального природопользования, быть готовым к активной творческой и трудовой деятельности;

• развивать познавательный интерес учащихся к естественно-научным и экономическим наукам;

• способствовать развитию целостного научного мышления о природных явлениях, естественных науках, их взаимосвязи, реализуя межпредметные связи курсов химии, географии, экологии;

• развивать коммуникативные компетенции:

• вести дискуссию, быть корректными к мнению других, находить приемлемые решения при наличии разных точек зрения;

• развивать творческие и аналитические способности в процессе самостоятельной поисковой деятельности;

Оборудование:

- И.И. Жирков, К. И. Жирков, Г. Н. Максимов, О. М. Кривошапкина. География Якутии. 9 класс. – Якутск: Бичик, 2004.

- интернет - ресурсы; Портрет Д.И. Менделеева, периодическая система химических элементов, коллекции металлов, карта “Полезные ископаемые”;

- экран, мультимедийный проектор;

-портрет Д.И. Менделеева, периодическая система химических элементов, коллекции металлов, карта “Полезные ископаемые”;

Дидактические задачи: Формирование целостной системы ведущих знаний по теме курсов химии и географии, экономике, выделение мировоззренческих идей.

Базовые знания: умение работать с учебной и научно-популярной литературой, с компьютерной программой PowerPoint.

Новизна содержания урока состоит в организации самостоятельной творческой деятельности подростка по изучению своего родного края.

Форма учебного труда: коллективная, индивидуально - групповая деятельность.

Метод: коммуникативный, частично-поисковый, метод проектов.

Тип урока: обобщение и закрепление материала с элементами усвоения новых знаний.

Этапы урока:

Подготовительный этап.

1. За две недели до урока учитель ориентирует учащихся на то, что они должны знать и уметь по данной теме. В кабинете вывешиваются памятки, вопросы конференции, темы проектов, список дополнительной литературы.

2. Учитель формирует проектные группы по уровню подготовки и по сходным психологическим параметрам или по желанию. Ребята получают задание изучить важнейшие месторождения рудных полезных ископаемых Якутии и подготовить сообщение о месторождении и природе металла.

Ориентировочно – мотивационный этап. Усвоение новых знаний.

Организация мини-конференции в виде ролевой игры.

Операционно - исполнительский этап . Защита творческих проектов.

Рефлексивно оценочный этап.

Презентации проектов и самостоятельная работа учащихся на уроке обсуждается аналитической группой, итоги подводятся за круглым столом.

Домашнее задание.

Записать в тетрадь физические, химические свойства нескольких металлов встречающихся на территории Якутии, их важнейшие соединения и применение.

На контурной карте обозначить и подписать основные месторождения рудных полезных ископаемых благородных, редких и цветных металлов открытых на территории Якутии.

Ход урока.

1. Ориентировочно – мотивационный этап.

Учитель.

-Сегодня у нас необычный урок. Нам предстоит на некоторое время стать специалистами не только в области химии металлов, но и в области географии, т.е. распространения их на территории Республики Саха.

Историк.

-В 2009 году наша республика отмечает 377 лет вхождения ее в состав России. История Якутии так многогранна, так богата событиями, что трудно остановить свой выбор на какой-то одной эпохе. Взглянем на историю Якутии с точки зрения человека, увлеченного химией. Какие химические элементы прославили нашу республику?

Учитель.

-Ребята, сегодня главным экспертом на нашей конференции будет выдающийся русский химик, исследователь и преподаватель – Д.И. Менделеев.

Историк.

-Мы не зря обратились к помощи Д.И. Менделеева. В 2009 году мировая наука отмечает 175-лет со дня его рождения. Д.И. Менделеев был не просто кабинетным ученым, он принимал самое активное участие в общественной жизни России своего времени, откликался на важнейшие для страны события. Более ста лет тому назад по просьбе председателя Кабинета министров России, графа С. Ю. Витте, Д. И. Менделеев представлял Россию на 10 Всемирной выставке в Париже, посвященную итогам столетия. Выставка состояла из павильонов разных стран. Семнадцать из восемнадцати тематических отделов представила Россия. Один из павильонов был посвящен этнографии так называемых окраин России – Сибири, Крайнего Севера, Средней Азии, Кавказа.[4]

Географ.

-Горное дело и металлургия России были представлены 70 участниками – компаниями, заводами и фабриками. Свою продукцию в Париж привезли 25 крупнейших металлургических заводов и 5 самых известных самоварных фабрик. Наша Республика в этом году отмечает важное событие - 377 лет вхождение Якутии в состав России и мы приглашаем Д.И. Менделеева посетить павильоны нашей выставки, посвященные важнейшим месторождениям рудных полезных ископаемых, а также развитию металлургического производства и горнодобывающей промышленности Якутии в 20 веке.

Геолог.

- Минерально-сырьевые ресурсы Республики Саха (Якутия) определяют ее экономическое развитие на будущее. Якутия издавна привлекает внимание геологов. Первые сведения о полезных ископаемых Якутии известны с работ И.Г. Гмелина и его сотрудников. В 18 –19 в в. уже стали известны месторождения и проявление железных и серебро - свинцовых руд в Центральной Якутии и бассейне реки Колыма. В начале 20 века на территории Якутии вели работу экспедиционные отряды Геологического комитета, которые изучили геологическое строение бассейнов рек Лены, Алдана, Вилюя и приморской низменности. В 1960-70-х годах были обнаружены многочисленные коренные проявления свинца, меди, золота, а также платиновых материалов. В 1923 г. открыты россыпные месторождения золота на Алданском щите. В 1925-1937 гг. изучались и осваивались рудные месторождения. В 1932 г. открыты первые оловорудные месторождения, в 1949 г. найдены первые алмазы, в 1955 г. открыто первое месторождение алмазов – кимберлитовая трубка “Мир”. В настоящее время Якутия располагает уникальными по запасам месторождения угля, нефти и газа и многих других полезных нерудных ископаемых. [3]

Географ.

- Якутию прославили металлы! Первые металлогенические обобщения на территории Якутии, сделанные в конце 1930- годов, принадлежат С.С. Смирнову, Б.А. Билибину. С.С. Смирнов описал металлогенезис Верхоянской области, проявление меди и олова. Открыты месторождения железа, титана (Алданский щит, Анабарская, Лено–Вилюйская, Верхояно – Колымская провинция), марганца, ванадия, хрома; месторождения цветных металлов: меди, цинка, кобальта, никеля, свинца, алюминия; благородных металлов: золота, серебра, платины, ртути, висмута и молибдена. .[3]

Д.И.Менделеев (учитель химии).

-Химия недр Якутии необычайно разнообразна. Все выше перечисленные металлы в Периодической системе химических элементов занимают определенное положение. Охарактеризуйте общее положение металлов в ПСХЭ.

Химик.

- Металлы занимают в ПСХЭ левый нижний угол. Металлы расположены в 1-3 группах (кроме Н и В), в остальных группах в главных подгруппах – в конце и полностью составляют побочные подгруппы. В периодах металлы расположены в начале малых периодов, а в больших периодах – в четных рядах и начале нечетных.

-В древности людям было известно семь металлов. Считалось, что их не может быть больше, потому что столько же небесных тел хорошо видно с Земли. Каждому металлу посвящалось не только небесное тело, но и день недели. (Рис1.)

Методист.

- Ребята, сейчас мы должны будем изучить карту провинций и карту бассейнов рудных полезных ископаемых Якутии. После сбора информации выполните задание.

Задание. Изучив карту бассейнов рудных полезных ископаемых и основных провинций Якутии, нанесите на контурной карте важнейшие месторождения золота, железной руды, меди, ртути, олова и свинца.(Рис.2, рис. 3)

Геолог:

- Республика Саха (Якутия) занимает одно из первых мест в России по разнообразию и запасам полезных ископаемых – это и благородные металлы, редкие и цветные металлы. И как мы видим, основные залежи редких и цветных металлов расположены в Восточной Якутии. В Восточной Якутии находится крупнейший в мире Верхояно – Колымский оловополиметаллический бассейн, часть Азиатского оловянного пояса. Он состоит из 4 провинций: Верхоянской (свинцово – цинковой), Яно – Индигирской (олово – сурьмяной), Момо – Полоустной (олово – вольфрамовой ), Приколымской ( хромо – титаново – молибденовой). [2, 3]

Методист.

- А сейчас, мы познакомимся с выставочными павильонами, которые нам расскажут о природе металлов главных и побочных подгрупп периодической системы Д.И. Менделеева открытых в недрах Якутии, об их месторождениях и значении. Мы узнаем о развитии металлургического производства и горнодобывающей промышленности Якутии.

Операционно - исполнительский этап . Защита творческих проектов.

Проектная группа 1. Золото и золотодобывающая промышленность. (Презентация 1)

• Месторождения золота.

В природе встречается в самородном состоянии, с примесями меди и серебра, иногда теллура. Якутия – основная золтодобывающая республика России. Здесь добыча в основном ведется в 4 золтоносных районах: Алданском , Аллах – Юньском, Верхне – Индигирском и Куларском. Из расположенных в разных геологических структурах коренных рудных и россыпных месторождений используются 535 месторождений, а 380 находятся в резерве. [3]

• Химия металла

Au 79

Золото

196,966

5s ² 5р⁶ 5d ¹⁰ 6s¹

Элемент I группы шестого периода ПСХЭ Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +2.

• Благородный металл желтого цвета, мягкий, ковкий и очень плотный; t_пл = 1063, 4⁰С; обладает высокой электро- и теплопроводностью

• Химически инертен, не окисляется кислородом воздуха, не растворяется в кислотах и щелочах. Au растворяется только в царской водке – смеси соляной и азотной кислот.

• Промышленность.

Индексы физического объема золотодобывающей промышленной продукции. 1990 год- 100 % (Рис.4)

• Применение.

- в ювелирной промышленности и стоматологии, для изготовления химической аппаратуры, в электротехнике; [1]

Проектная группа 2. Сурьма и полиметаллические руды.

?Месторождения сурьмы.

Сурьма (антимонит). В Якутии найдено три месторождения сурьмы, из них наиболее богато Сарылахско, которое открыто в 1961 г. Второе крупное месторождение – Сэнтэченско. Ежегодно добывается 12 тыс. т сурьмяного концентрата, наряду с сурьмой извлекают золото и серебро.

• Химия металла

Sb 51

Сурьма

4р⁶4d¹⁰5s²5p³

Элемент V группы пятого периода ПСХЭ Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +3, +5, - 3

• Природное соединение – минерал сурьмяной блеск (стибнит, антимонит) – Sb₂ S₃

• Хрупкий металл серебристо-белого цвета, при нагревании реагирует с кислородом, галогенами, серой, мышьяком, фосфором.

• Применение:

-в виде сплавов для изготовления типографского шрифта, подшипников, в производстве полупроводников, аккумуляторных пластин;

- в технике, органическом синтезе, резиновой промышленности, медицине, в производстве стекла, керамики, красок.

- в оборонной промышленности для производства оружия; .[1]

• Промышленность.

Ежегодно Якутия поставляет на Карамджайский завод, находящийся в Кыргызстане, до 40 тыс. тонн золото-сурьмяного концентрата для получения чистой сурьмы. Почти вся прибыль достается Кыргызстану. Россия выкупает металл по мировым ценам. Поэтому проблему строительства в Якутии завода по очистке сурьмы от примеси золота необходимо решать.

• Месторождения полиметаллических руд.

Якутия богата и полиметаллическими рудами, главными ценными компонентами которых являются свинец и цинк. А попутными металлами являются – медь, золото, серебро, кадмий, висмут, олово, галлий, скандий и индий.

Первое месторождение свинцово – цинковых руд Эндыбал было открыто в 1765 г., с тех пор разведано и исследовано 11 месторождений полиметаллических руд. По их запасам Якутия занимает одно из первых мест в России. В Верхоянской полиметаллической провинции, кроме свинцово – цинковых руд, также найдены медно – молибденовые руды, в Приколымской провинции – хромо-титановые руды, а в Юго – Западной провинции – медно - серебряные руды, которые пока не используются. .[2, 3]

• Химия металла

Рb 82

Свинец

207,2 (1)

5р⁶5d¹⁰6s²6p²

Элемент IV группы шестого периода ПСХЭ Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +2, +4.

• Природное соединение – минерал аленит (свинцовый блеск) - РbS

?Металл мягкий, пластичный, тускло-серого цвета, t_пл = 327,4⁰С, во влажном воздухе покрывается защитной оксидной пленкой. Устойчив к воздействию кислорода, но растворяется в азотной кислоте. Все растворимые соединения свинца ядовиты.

• Применение.

- Оксид свинца (II) – PbO применяют для производства аккумуляторов;

- в изготовлении кабелей, типографского сплава, свинцовых экранов (для защиты от радиации);

- Pb ₃ O ₄ (сурик, или красный свинец) – в стекольной промышленности, как пигмент при изготовлении масляных красок, защищающих железные и стальные конструкции от коррозии;

- в производстве дроби, пуль для огнестрельного оружия. [1]

Проектная группа 3. Олово и оловодобывающая промышленность Якутии.

• Отгадай:

Меня сгибают,
Я издаю несильный треск,
Когда же в холод помещают,
То теряю цвет и блеск. (Олово)

• Месторождения.

Олово (касситерит). Первое коренное месторождение касситерита Эсэ Хайа было открыто в 1936 г. Всего найдено 57 месторождений оловянных руд, из них 13 коренных, 44 россыпных. В настоящее время используется 20. Ежегодно в среднем добывается 5 тыс. т оловоносных концентратов. Месторождения олова содержат и другие руды редких металлов - вольфрам, молибден, ртуть, бериллий, литий, тантал, ниобий. [2, 3]

• Оловодобывающая промышленность Якутии.

Северо-восток Якутии обеспечивает 60 % добычи олова в СНГ. Оловоносные руды обогащают и получают концентрат с содержанием металла 20%. Значит, 80 % веса концентрата приходится на пустые породы, которые вывозятся самолетами в Новосибирск. Ежегодно Якутия поставляет 5 тысяч тонн чистого олова и 20 тысяч тонн пустой породы. Дорогое удовольствие. В связи с этим встала проблема строительства металлургического завода по очистке олова, однако, очень много проблем: отсутствие специалистов, дефицит электроэнергии и проблема доставки. [3]

• Химия металла

Sn 50 Олово

118,710 (7) 4р⁶4d¹⁰5s²5p²

Элемент IV группы пятого периода ПСХЭ Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +2, +4.

• Природное соединение – касситерит – SnO₂

• Серебристо – белый металл, высокая ковкость, t_пл = 231,9⁰С, на воздухе тускнеет медленно, покрываясь оксидной пленкой. Металл устойчив при t = 13,2⁰, при охлаждении ниже t = 13,2⁰ белое олово переходит в серое.

• При обычных условиях химически устойчив к коррозии, медленно растворяется в разбавленных кислотах и щелочах. Станниты- соли оловянной кислоты - Н₂ SnO_2. Станнаты – соли метаоловянной кислоты- Н₂ SnO_3.

• Применение:

-как защитное покрытие железа;

- в консервной промышленности,

- в виде сплавов, сплав олова с сурьмой и медью идет на изготовление подшипников, олова со свинцом применяют для пайки в качестве припоя, изготовление оловянной посуды; при производстве фольги, бронзы.

- сульфид олова как краска для позолоты дерева (сусальное золото) .[1]

Проектная группа 4. Железо и железные руды.

Рефлексивно оценочный этап.

Презентации проектов и самостоятельная работа учащихся на уроке обсуждается аналитической группой, итоги подводятся за круглым столом.

Домашнее задание.

Записать в тетрадь физические, химические свойства нескольких металлов встречающихся на территории Якутии, их важнейшие соединения и применение.

На контурной карте обозначить и подписать основные месторождения рудных полезных ископаемых благородных, редких и цветных металлов открытых на территории Якутии.

Литература

1. Гончаров А.И. Справочник по химии.- Киев.: “Вища школа”, 1977

2. Егорова К.Е. Химия. (содержание регионального компонента образовательной области “Вещество”) Пособие для учителя. – Якутск.: “Бичик”, 1999

3. Жирклв И.И. География Якутии. – Якутск.: “Бичик”, 2004

4. Макареня А.А., Рысев Ю.В. Д.И. Менделеев: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1983 –(Люди науки)