Инфоурок Химия КонспектыКонспект на тему "Железо"

Конспект на тему "Железо"

Скачать материал

Тема: Железо.

Цель:

            Дать знания о свойствах железа и его соединений, их нахождении и роли в природе, о способах получения и применения этих веществ, способах их распознавания.

 

Реактивы и оборудование: сульфат железа (II), гидроксид натрия, хлорид железа (III).

 

Содержание и ход урока:

Оргмомент

Д/з §40-42

Новая тема:

            Положение в ПС и строение атома. Железо – элемент побочной (Б) подгруппы VIII группы.

            Как и все элементы побочных подгрупп, относится к d- элементам. У него происходит заполнение предпоследнего энергетического уровня d- электронами, на внешнем энергетическом уровне при этом находятся два s-электрона:

                        Fe        +26     )2    )8   ) (8+6)    )2

Электронная формула

                                               1s22s22p63s23p63d64s2

Графическая формула:

                                    IV    

 

                                    III

 

                                    II

 


                                    I

                                               s         p                     d

Валентными у железа являются наружные s- и d-электроны предпоследнего уровня, поэтому его атомы имеют переменные степени окисления.

В химических реакциях железо может отдавать 2 или 3 электрона, проявляя степени окисления +2 и +3 в своих устойчивых соединениях:

 

Fe0 -2e → Fe2+

Fe0 -3e → Fe3+

Известны менее устойчивые соединения, в которых железо имеет степени окисления +6 (K2FeO4 – феррат калия).

Нахождение в природе. Железо – второй по распространенности в природе металл. На его долю в земной коре приходится 4,7%. Некоторые метеориты состоят из железа, поэтому в древности его называли «небесный», или «звездный» камень.

Сообщение «Железо» (с.115 Книга для чтения)

В земной коре железо образует много минералов. Важнейшие промышленные руды железа: красный железняк (Fe2O3), магнитный железняк (Fe3O4), пирит (FeS2).

В Казахстане имеются большие запасы железных руд (в Торгайском железнорудном бассейне и в Центральном Казахстане). В настоящее время в нашей стране известно несколько сотен месторождений и рудопроявлений железа, на многих из которых небольшая глубина залегания руды позволяет добывать ее дешевым открытым способом.

Железо входит в состав минеральных вод в виде сульфата (FeSO4) и гидрокарбоната (Fe(HCO3)2.

Получение в промышленности. Получают железо восстановлением его оксидов водородом, алюминием или оксидом углерода (II):

FeO + H2 = Fe + H2O

Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3

Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4 CO2

Физические свойства. Железо – блестящий серебристо-белый пластичный металл, плотность 7,87г/см3. Тплав15400С, обладает хорошей тепло- и электропроводностью, легко намагничивается и размагничивается. Легко подвергается прокатке, ковке и другим видам обработки.

Химические свойства. Железо, как и большинство металлов побочных подгрупп, является металлом средней активности.

Активные неметаллы окисляют железо:

2Fe0 + 3Cl02 = 2Fe3+Cl-13

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

Раскаленные опилки или тонкая стружка сгорают в кислороде с образованием железной окалины (смесь оксидов железа со степенью окисления +2 и +3 - FeO·Fe2O3):

3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO·Fe2O3)

В сухой атмосфере оно покрывается ржавчиной – смесью продуктов окисления (оксидов и гидроксидов). Упрощенно этот процесс можно записать так:

4Fe0 + 6H2O = 4Fe+3(OH)3

Fe0 – 3e → Fe+3      3        4

O02 + 4e → 2O-2      4      3  

Железо восстанавливает водород из кислот, а само окисляется при этом до степени окисления +2:

Fe0 + 2H+ = Fe+3 + H02

В концентрированных азотной и серной кислотах железо пассивируется, т.к. покрывается защитной пленкой нерастворимых соединений.

Железо восстанавливает менее активные металлы из их солей:

Fe0 + Cu+2Cl2 = Fe+2Cl2 + Cu0

Важнейшие соединения железа. Для железа характерны два ряда соединений со степенью окисления +2 и +3:

Оксид железа (II) FeO – кристаллическое вещество черного цвета проявляет слабые амфотерные свойства с преобладанием основных, не растворяется в воде, проявляет свойства слабого восстановителя:

FeO + H2SO4(разб) → FeSO4 + H2O

3 FeO + 10HNO3(разб) → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O

FeO + H2S →FeS + H2O (5000C)

FeO + H2 → Fe + H2O (3500C)

FeO + C → Fe + CO (10000C)

6FeO + O2 → 2 Fe3O4 (4000C)

Гидроксид железа (II) Fe(OН)2 – вещество голубовато-белого цвета, имеет выраженный основной характер, образуется при взаимодействии соли железа (II) с раствором щелочи.

На воздухе осадок быстро темнеет за счет перехода Fe+2 в Fe+3:

FeSO4 + NaOH → Fe(OН)2 + Na2SO4

4 Fe(OН)2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OН)3

В кислой среде железо (II) окисляется значительно медленнее.

Оксид железа (III) Fe2O3 – твердое вещество красно-бурого цвета, не реагирует с водой, обладает слабо выраженными амфотерными свойствами, восстанавливается до свободного металла:

Fe2O3 + 6HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O

Fe2O3 + 6 HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O

Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2(5000C)

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 2 CO2 (6000C)

Fe2O3 + 2NaOH → 2NaFeO2 + H2O(6000C)

                                    Феррит натрия

 

Соли железа (III) являются слабыми окислителями.

2FeCl3 + H2S → 2 FeCl2 + 2HCl + S↓

2FeCl3 + NaI → 2FeCl2 + 2NaCl + I2

2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Гидроксид железа (III) выпадает в виде красно-бурого осадка при действии щелочей на соли Fe+3, проявляет амфотерные свойства с преобладанием основных.

Fe2(SO4)3 + 6NaOH → Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4

Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3 H2O

Качественное обнаружение Fe+2Fe+3

Для качественного определения ионов Fe+2 используют красную кровяную соль (гексацианоферрат (III) калия), которая в растворе дает синий осадок – турнбуллеву синь.

FeCl2 + K3[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6]↓ + 2KCl

Желтая кровяная соль (гексацианоферрат (II) калия) используется для обнаружения в растворе ионов Fe+3 и дает в растворах синий осадок – берлинскую лазурь.

FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6]↓ + 2KCl

При добавлении роданида аммония к раствору соли Fe+3 жидкость окрашивается в кроваво-красный цвет из-за образования роданида железа (III).

FeCl3+ 3NH4SCN ↔ Fe(SCN)3 + 3NH4Cl

Сталь и чугун. Сплавы железа с углеродом называют сталями и чугунами. Если содержание углерода в сплаве более 2,14%, то его называют чугуном, если менее 2,14% - сталью. Чугун содержит углерод в виде твердого раствора – белый чугун или в виде фазы графита – серый чугун. Сталь содержит столько углерода, сколько его может растворить γ-железо. Кроме того, в сталях содержится цементит – карбид железа Fe3C. особенность чугуна в том, что при затвердевании он расширяется. Сталь при затвердевании - сжимается.

Биологическая роль железа. Железо содержится в живых организмах. В теле взрослого человека имеется 4-5г железа, 65% которого находится в гемоглобине крови. Гемоглобин придает крови красную окраску и осуществляет транспортировку кислорода от органов дыхания к различным тканям. Ионы железа необходимы для нормальной деятельности многих ферментов, для процесса кроветворения и для протекания обмена веществ в организме.

Недостаток железа в крови негативно отражается на здоровье человека, вызывая малокровие. Связанное железо содержится во многих пищевых продуктах: ржаном хлебе, картофеле, яблоках, абрикосах, гречневой крупе. необходимо вводить эти продукты в свой рацион питания для профилактики малокровия.

Применение. Чистое железо применяется для изготовления деталей электромагнитного оборудования, где требуется способность быстро намагничиваться и размагничиваться (в трансформаторах, электромоторах и т.д.). Железо используется для изготовления гвоздей. Чаще, однако, используются сплавы железа – чугун и сталь. Это главные конструкционные материалы современной техники.

Во всем мире железа и его сплавов производят в 20 раз больше, чем всех остальных металлов.

Демонстрационные эксперименты (Ознакомление с образцами железа и его сплавов, обнаружение ионов Fe+3 Fe+2.

Закрепление. Проверочная работа № 4 «Железо» (дм с.51-52), тест № 9 с.62-66

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Конспект на тему "Железо""

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 3 месяца

Директор по управлению персоналом

Получите профессию

Секретарь-администратор

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 626 615 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 19.02.2018 660
    • DOCX 57.5 кбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Черных Елена Сергеевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Черных Елена Сергеевна
    Черных Елена Сергеевна
    • На сайте: 7 лет и 4 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 37174
    • Всего материалов: 20

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Менеджер по туризму

Менеджер по туризму

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Химия")

Учитель химии

300 ч. — 1200 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Инновационные технологии в обучении химии в условиях реализации ФГОС

72 ч. — 180 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 40 человек из 27 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации

Учитель биологии и химии

500/1000 ч.

от 8900 руб. от 4450 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 316 человек из 67 регионов

Мини-курс

Проектный анализ: стратегии и инструменты управления успешными проектами

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Психология и профессиональное развитие

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Методы решения нестандартных математических задач

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
Сейчас в эфире

Как школьному учителю зарабатывать онлайн?

Перейти к трансляции