Интегрированный урок (география + химия) по теме "Черная металлургия"

Цели:

• познакомить учащихся с особенностями производства черных металлов;
• знакомство с историей открытия железа;
• формирование знаний о строении атома железа, его свойствах, способах получения и применения;
• продолжить формирование умений читать, сопоставлять карты разного содержания.(слайд 2)

Оборудование:

• географические атласы; настенная физическая карта России;
• коллекция “Основные виды сырья”;
• интерактивное наглядное пособие “Черная металлургия”,
• настенная физическая карта Белгородской области.

Методы:

• репродуктивный, частично-поисковый,
• информационно-иллюстративный,
• демонстрационный.

Вопросы для беседы: Презентация (слайд 3)

1. Вспомните МОК который вы ранее изучили, какой МОК начали изучать?
2. Назовите состав металлургического комплекса. Какова основная задача металлургического комплекса?
3. На какие группы делятся металлы?

Учитель химии. Ребята, посмотрите по таблице, каких элементов больше: металлов или неметаллов? Из огромного количества металлов к черным относятся только железо и его сплавы, а все остальные металлы относятся к цветным. Сегодня на уроке вы познакомитесь с особенностями производства черных металлов.

Учитель географии. Вспомните, при каком содержании железа в руде ведется добыча железных руд? При каком содержании железа в руде месторождения разрабатывается редко? Вспомните причину возникновения нашего города? Губкин является центром горнорудной промышленности области. Основные промышленные предприятия – Лебединский горно-обогатительный комбинат, “КМАруда”, “КМАрудстрой”. (Слайд 4–5)

Лебединский ГОК находится на территории Лебединского месторождения Курской магнитной аномалии, расположенного у города Губкин.

Разведанные запасы железной руды Лебединского ГОКа составляют 5,5млрд.т.,что гарантирует обеспеченность комбината высококачественным сырьем более чем на 100 лет.

Деятельность Лебединского ГОКа началась в 1971 году. Разработка месторождения осуществляется открытым способом. Среднее содержание железа в кварцитах составляет 32,3%.

В процессе обогащения железорудной продукции содержание железа в железорудном концентрате доводится до 68–70%.(слайд 6)

Кроме железорудного концентрата комбинат производит высококачественные железорудные окатыши, а с 1999 года производят металлизованные брикеты с содержанием железа 92–95%.

(Просмотр слайдов). (Слайд 4-6)

Учитель химии. Запишите формулы природных соединений (на слайдах 7–10 представлены горные породы и минералы черной металлургии). Магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк. Вопросы: определите к каким классам неорганических соединений относятся данные горные породы? Магнитный железняк, красный железняк и бурый железняк относятся к классу оксидов, а пирит к классу солей. Дайте названия данным соединениям. Магнитный железняк – это оксид представлен в смешанном виде Fe, оксидом железа II и оксидом железа III. Красный железняк – оксид железа III. Пирит – соль, сульфид железаII.

Учитель географии. Без металла сегодня не может развиваться экономика России. Такие отрасли, как автомобилестроение, военное производство, судостроение ,строительство и другие не могут обходиться без стали. Технологическая цепочка производства черной металлургии выглядит следующим образом:

Собственно основа черной металлургии – это 3 цеха производства, если все три производства присутствуют на предприятии, то это завод полного цикла.

Найдите на карте атласа “Металлургия” заводы полного цикла. Где они расположены? (Нижний Тагил, Магнитогорск, Липецк, Череповец, Новокузнецк – большей частью у месторождений руды на Урале и в районе КМА). На размещение металлургических предприятий наибольшее влияние оказывают:

• качество используемого сырья (руды);
• применяемый для получения металла вид энергии;
• география источников энергии и сырья.

Металлургические предприятия выгоднее всего создавать:

• в районах добычи руд;
• в районе добычи коксующихся углей или производства дешевой электроэнергии;
• на пересечении потоков руды и угля.

При размещении учитывают также обеспеченность водой, транспортными путями, необходимость охраны природы(просмотр видеофильма о факторах размещения предприятий черной металлургии).

Под действием рассмотренных факторов металлургические предприятия размещаются по территории страны не равномерно, а сгустками, получившими название основных металлургических баз. На территории России выделяются три металлургических базы: Уральская , Центральная и Сибирская. Каждая из них имеет свои особенности по обеспеченности сырьем, топливом, электроэнергией, набору и мощности производства.

Запишите названия баз в тетрадь.

Учитель химии. Давайте познакомимся с химическим элементом (по традиционному плану):

1. Строение атома (работа с места).Железо – элемент 4 периода переходный металл.d – семейства. На внешнем энергетическом слое содержит 2 электрона. Проявляет степени окисления +2 и +3.
2. Физические свойства (учитель): Температура плавления = 1535. Температура кипения = 2750. Плотность = 7,87см относится к тяжелым металлам, твердый металл 4; тепло и электропроводный металл, серебристо – серый с металлическим блеском, пластичен. (Слайд 11)
3. Химические свойства (учитель). Железо – активный металл. В ряду напряжения стоит до водорода и поэтому реагирует при обычной температуре с кислородом воздуха, при взаимодействии с водой образует оксид, вытесняет водород из разбавленных кислот. (Слайд 12)

Уравняйте схемы реакций, отражающих химические свойства железа, и определите тип химической реакции:

Учитель: концентрированная азотная и серная кислота пассивируют железо.

4. Промышленный способ получения железа (просмотр слайдов13–17).

Железный век. По археологической классификации третий и последний период первобытной эпохи, характеризующийся распространением железной металлургии и железных орудий, и знаменует собой железный век. Представления о железном веке возникло впервые еще в античном мире. В XVIII – начале XIX века гипотезу о железном веке развивали уже многие ученые, в том числе и российские (А.Н.Радищев). В современном значении этот термин был введен в употребление около середины XIX века датским археологом К.Ю.Томсоном и вскоре распространился в литературе наряду терминами “каменный век” и “бронзовый век”.

В отличие от других металлов железо почти не встречается в природе в чистом виде, кроме метеоритного. Наиболее древний сохранившийся образец ковкого железа обнаружен при изучении большой пирамиды Хеопса и принадлежит к 2000–1500 годах до н.э. Однако не только в Египте, но и в Древней Греции было известно о существовании железа. Ведь герои поэм легендарного Гомера облачаются в доспехи и сражаются оружием из железа и меди.

Астрологи того времени утверждали, что каждой планете на небе соответствует свой металл на Земле, например, красноватому Марсу – гремящее в боях железо. Каждая планета издревле обозначалась особым знаком. Этими же знаками долгое время (вплоть до конца XIX века) обозначали и родственные этим планетам металлы.

Ученые предполагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было неземного происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется “небесным камнем”. Самый крупный железный метеорит нашли в Африке, он весил около 60 тонн. А во льдах Гренландии нашли железный метеорит весом 33 тонны. Уже и древности из этих небесных метеоритов изготавливались различные предметы, так как они были прочными и твердыми. Современные химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.

Начало производства железа из железных руд в Древнем Египте, Индии и других странах было положено около 4 тысяч лет назад, потому что возросла потребность людей в железных предметах – мечах, плугах и других изделиях, – а таких или похожих на них даров неба на Земле было гораздо меньше, чем химически связанного железа. Поэтому огромное значение имело открытие способа получения железа их железных руд. Эти открытия основывались на наблюдении процессов горения. В тех случаях, когда вместе с топливом случайно нагревались куски железной руды, железо при соприкосновении с раскаленным древесным углем восстанавливалось. Постепенно человек перешел к сознательному воспроизведению процесса выплавки железа.

В Америке, Австралии и на большинстве островов Тихого океана железо стало известно лишь во II тысячелетии н.э. вместе с появлением в этих областях европейцев. Предполагают, что железо было известно некоторым племенам Центральной и Северной Африки, однако каких-либо достоверных данных по этому вопросу нет. Культурой железного века называется обычно культура первобытных племен Европы и Азии, живших к северу от области древних рабовладельческих цивилизаций. В среде этих племен металлургия железа распространилась в VIII–VII веках до н.э.

Так начался “железный век” – тот век, в котором мы и сейчас еще живем. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.

Учитель химии. Поговорим о применении железа и его сплавах. (Показ слайдов 18). Презентация

1. Какие металлы относятся к черным? Черными называют металлы, основу которых составляет железо (чугун, сталь, ферросплавы).
2. Назовите особенности строения атома по положению в таблице.