Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Оксиды и гидроксиды II и III валентного железа

Автор: Гендугова Адиюх Хасановна

Организация: МКОУ СОШ 1 с. Алтуд

Населенный пункт: Кабардино-Балкарская Республика, с. Алтуд

Цель урока: рассмотреть строение атома железа, как элемента побочной подгруппы, изучить свойства простого вещества железа и его соединений, нахождение в природе и его биологическая роль, рассмотреть качественные реакции на ионы железа.

 

Задачи:

-обучающие : рассмотреть положение химического элемента железа в Периодической системе химических элементов Д. И Менделеева, строение атома; изучить химические свойства простого вещества – железа; познакомиться с природными соединениями железа; рассмотреть биологическую роль железа;

-развивающие: развивать интеллектуальные умения: выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, использовать ранее накопленные знания по химии в контексте нового материала, расширить научную лексику путем введения в активный словарь новых терминов, отработка ИКТ - компетентности;

-воспитательные: воспитывать коммуникативные навыки, формировать научное мировоззрение, интерес к предмету, поддерживать устойчивую мотивацию к изучению химии на основании положительного эмоционального восприятия предмета и использования ИКТ – технологии.

 

Планируемые результаты обучения.

- учащиеся должны знать положение химического элемента железа в ПСХЭ, уметь характеризовать свойства атома на основании положения в ПСХЭ, особенности строения атома железа;

- уметь объяснять химические реакции, протекающие между простым веществом железом и простыми и сложными веществами;

- знать общие физические свойства, области применения и биологическую роль железа и его соединений.

 

Тип урока: комбинированный урок

Формы работы учащихся: фронтальная, групповая и индивидуальная работа.

 

Используемое оборудование и реактивы: компьютер, проектор, пробирки; химические реактивы:

Fe, HCl, Н₂SО_4, NaOH, FeSO₄, СuSО_4.

Структура и ход урока.

 

1. Организационный момент.

 

Здравствуйте ребята! Меня зовут Гендугова Адиюх Хасановна и сегодняшний урок проведу у вас я.

 

2. Повторение. Активизация знаний.

Учитель: Ребята, скажите, о чем вы говорили на предыдущем уроке?

Ученик: Об алюминии.

Учитель: Сейчас я проверю ваши знания об этом химическом элементе. Некоторые из вас будут работать по карточкам. У меня три карточки.

(Распределение карточек (Приложение 1))

Задание для ответа у доски: один ученик запишет на доске электронно-графическую формулу атома алюминия, остальные продемонстрируют свои знания об алюминии.

 

Блиц опрос:

1. Самый распространенный на Земле металл?
2. Чему равна валентность алюминия? (III).
3. Чему равна степень окисления алюминия? (+3)
4. Какие свойства проявляют соединения алюминия? (амфотерные)?
5. Какое место занимает алюминий по распространенности в природе? (третье место).
6. Какие важнейшие соединения алюминия вы знаете? (оксиды, гидроксиды, соли алюминия).
7. Как получают оксиды алюминия? (сжиганием металлического алюминия).
8. Как получают соли алюминия? (взаимодействием металлического алюминия с кислотами).
9. Где применяется алюминий? (для производства сталей, для производства электрических проводов, как средство для защиты от коррозии).

 

1. Изучение новой темы.

1. Мотивация

Наш век называют по-разному: и атомным и нейлоновым, веком полупроводников. Тем ни менее существует традиция, по которой век называют именем металла, из которого делают самые нужные и сложные орудия труда.

В таблице Менделеева трудно найти другой металл, с которым была бы так неразрывно связана история цивилизации. В древности у некоторых народов оно ценилось дороже золота. В Древнем Риме из него изготавливали даже обручальные кольца. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем каким веком? (железным)

Учитель: Учёные предполагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Метеоритное железо – всегда самородное.

Самый крупный железный метеорит Гоба нашли в Африке, он весил около 60т. Название металла означает «капнувший с неба» или «небесный металл».

3.2.Целеполагание

Учитель: Итак, ребята какова же тема нашего урока, о чем же пойдет речь?

Ученики: Тема урока: «Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Оксиды и гидроксиды II и III валентного железа».

Давайте запишем тему урока в своих тетрадях.

 

Учитель: А вопросом сегодняшнего урока будет «Продолжается ли век железный?». Мы должны опровергнуть это или доказать.

Железо - самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда человечества». Сегодня на уроке вы в этом убедитесь.

 

Учитель: Ребята, посмотрите на доску! Данный металл мы будем изучать по следующему плану:

1. Положение в ПСХЭ
2. Нахождение в природе
3. Способы получения
4. Физические свойства
5. Химические свойства
6. Биологическая роль
7. Соединения железа
8. Применение железа и его соединений

 

Посмотрите на план и попробуйте сформулировать цели нашего урока: рассмотреть строение атома железа, как элемента побочной подгруппы, изучить свойства простого вещества железа и его соединений, нахождение в природе и его биологическая роль, рассмотреть качественные реакции на ионы железа.

 

1. 1. Положение в ПСХЭ

Сейчас мы с вами будем изучать строение атома. Откройте фарзац учебника. Здесь у вас таблица Менделеева.

Запишите в тетрадях:

Химический знак – Fe

Относительная атомная масса – 56

Строение атома: +26 ) ) ) )

_{2 8 14 2}

Электронная формула строения атома: 1S² 2S² 2P⁶ 3S² 3P⁶ 3d⁶ 4S²

Железо расположено в 4 –ом периоде, в побочной подгруппе 8 – ой группы Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.

• внимание на отличительную особенность металлов побочных подгрупп, у них заполняется электронами не последний, а предпоследний энергетический уровень. Поэтому железо относится к d– элементам и проявляет переменную валентность (2) и (3). В связи с этим, атомы железа в химических реакциях могут отдавать не только электроны последнего уровня, приобретая степень окисления +2, но и один электрон предпоследнего уровня, принимая степень окисления +3.

 

1. 1. Нахождение в природе.

По распространенности среди металлов железо занимает второе место после алюминия. Содержание железа в земной коре составляет 5% (масс). Откройте учебник на стр. 133 и найдите 32 таблицу. Здесь у нас природные соединения железа:

– магнетит Fe₃O₄ (магнитный железняк) важнейшие месторождения на Южном Урале Магнитогорске ,

гематит (красный железняк) Fe₂O₃ ,

пирит FeS₂, (железный колчедан) Урал,

лимонит (бурый железняк) Fe₂O₃•nH₂O) - Крым Керченские месторождения (таблица 32 на стр. 133)

1. 1. Получение железа.

Получать можно железо несколькими способами. Рассмотрим некоторые из них: (записи в тетрадях)

1. Восстановлением железа из его оксида водородом при нагревании:

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

1. Восстановлением железа из его оксидов алюминотермическим методом:

Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3

 

1. 1. «Физические свойства железа».

А сейчас мы рассмотрим физические свойства железа.

Чистое железо – серебристо - белый пластичный металл. Плотность железа 7,87 г/см³, оно плавится при температуре 1539 ⁰С и легко намагничивается.

1. 1. Химические свойства.

• теперь рассмотрим химические свойства железа. Работаем по учебнику.

На стр. 133 находим 33 таблицу. Здесь даны химические свойства железа. Железо, как мы видим по таблице, вступает в химическую реакцию как с простыми веществами при нагревании, так и со сложными веществами при комнатной температуре. Рассмотрим взаимодействие железа с простыми веществами:

1. Хлор сильный окислитель, он окисляет железо до степени окисления, равной +3:

2Fe + 3CI₂ ------- 2FeCI₃

1. Железо горит в кислороде с треском, разбрасывает искры и окисляется до +2 и +3:

2Fe +2O₂ ------- Fe₃O₄ (FeO Fe₂O₃)

Fe₃O₄ - железная окалина, смесь FeO и Fe₂O₃

1. С серой.

Fe + S ------- FeS

1. Взаимодействие железа с соляной кислотой

Fe + 2HCl ------------- FeCl₂ + H₂ (выделяется газ – водород)

1. Взаимодействие железа с серной кислотой.

Fe + H₂ SO_{4 _}----------- Fe SO₄ + H₂ (выделяется газ – водород)

1. Взаимодействие железа с сульфатом меди(II)

Fe + CuSO₄ ---------- FeSO₄ + Cu

Чистое железо на воздухе устойчиво. На практике используются железа с примесями. Такое железо легко подвергается коррозии.

Сообщение учащегося «О коррозии» .

Коррозия металлов наносит большой экономический ущерб, вследствие коррозии выходят из строя оборудование, машины, механизмы, разрушаются металлические конструкции. Особенно сильно подвержены коррозии оборудования, контактирующего с агрессивной средой, например растворами кислот, солей.

Для замедления коррозии металлических изделий вводят вещества (чаще органические), которые называют замедлителями коррозии, или ингибиторами, их применяют в тех случаях, когда металл необходимо защищать от разъедания кислотами.

 

Задача. Требуется скрепить железные детали. Какими заклепками следует пользоваться — медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию деталей? Ответ обоснуйте.

Ответ: Если скрепить железные детали медными заклепками, то процесс электрохимической коррозии железа усилится, поскольку медь — менее активный металл, чем железо. Поэтому надо пользоваться цинковыми заклепками, которые замедляют коррозию железа. При этом сами заклепки буду корродировать быстрее, чем в отсутствие железа.

 

ж. Биологическая роль.

- Сообщение о биологической роли железа.

Учитель: дополнительная информация: в человеческом организме железо есть не только в крови. Его содержат мышцы, костный мозг, селезенка, печень. В организм железо попадает с пищей. Много железа в зеленых овощах – салате, шпинате, капусте. Розовая черешня содержит наполовину меньше железа, чем черная. Светло-зеленый капустный лист в 6 раз беднее железом, чем зеленый. В говядине железа больше, чем в телятине. Причем, самый богатый железом пищевой продукт это не яблоки, а курага: в ее составе железа в 5 раз больше.

 

з.Соединения железа

Теперь приступим к изучению соединений железа. Какие соединения может образовывать железа? (оксиды, гидроксиды, соли).

Оксиды образуются при сгорании железа на воздухе. Соли железа (II) получают при взаимодействии железа с растворами кислот. Эти реакции мы рассмотрели при изучении химических свойств железа. А соли (III) железа получают при взаимодействии железа с концентрированными серной и азотной кислотами.

2Fe + 6H₂ SO₄₌ Fe₂(SO₄)₃+ 3SO₂+6H₂O

Fe + 4H NO₃₌ Fe(NO₃)₃+ NO+2H₂O

А гидроксиды (II) и (III) валентного железа мы будем изучать с помощью опытов.

Для выполнения опытов мне нужны два ассистента. Приступаем к выполнению лабораторного опыта. Вы будете работать с щелочами. Какие правила техники безопасности нужно соблюдать вспомним еще раз.

 

Выполнение работы, комментирование результатов опытов, запись уравнений реакций в рабочую тетрадь.

 

• Применение железа и его соединений

 

Учитель: Ребята, подумайте и скажите, где применяются железо и его соединения.

Учитель дополняет: железо – это металл, использование которого в промышленности и быту не имеет пределов. Широко распространена сталь в современной технике. Оксиды и соли железа применяют в производстве красок, магнитных материалов, катализаторов, лекарственных препаратов, удобрений. Железо – основа всех черных сплавов. Чугун и сталь - сплавы на основе железа, материальная основа нынешней техники.

Железо - основа всей металлургии, машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения, грандиозных инженерных сооружений - от башни Эйфеля до ажура железнодорожных мостов. Все, все - начиная от швейной иглы, гвоздя, топора и кончая паутиной железных дорог, плавающими крепостями - авианосцами и линкорами - и огнедышащими домнами, где рождается само железо, - состоит из железа. Железо - это металл созидания!

Как, я говорила выше, железо используется в производстве лекарственных препаратов. Сейчас в СМИ много говорят о том, что много фальсифицированных препаратов. Сейчас, мы с вами проведем мини исследовательскую работу по выявлению железа в лекарственных препаратах.

Препарат фельнюс по составу содержит ионы железа. Сейчас попробуем качественной реакцией определить наличие ионов железа в данном препарате. Для этого мне нужны два помощника-ассистента.(Опыт).

Вывод: действительно, у нас образовался осадок бурого цвета, что свидетельствует о наличии ионов железа. Значит, фельнюс смело можно принимать, как железосодержащий препарат.

 

 

 

4. Итоги урока.

Итак, ребята, что сегодня мы с вами узнали на уроке. Ну и как мы ответим на наш вопрос:

- продолжается ли железный век?

- достигли ли мы поставленной цели?

- что нового на уроке узнали?

- что было вам наиболее интересным?

 

В завершение хочу поблагодарить за активную работу на уроке, пожелать всем железного здоровья. Для восполнения энергии, затраченных на уроке, предлагаю вам шоколадки «Гемотоген», содержащий железо.

 

Используемые учебники и учебные пособия:

1. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., Химия. Учебник для 9 класса общеобразовательных учебных учреждений. М.: Просвещение, 2011;
2. http://www chim/ssau
3. http://www mendeleev.org.ua/31htm
4. А. М. Радецкий «Дидактический материал. Химия 8-9» М.

 

Полный текст статьи см. в приложении.
 

1. file0.doc.. 103,5 КБ
2. file1.ppt.zip.. 7,8 МБ

Опубликовано: 16.02.2021