Конспект урока по химии: "Железо и его соединения", 9 класс

Конспект урока по химии.

Класс:9

Тема: Железо и его соединения.

Цель: обеспечить усвоение знаний о важнейших соединениях железа +2 и +3, качественных реакциях на ионы железа +2 и +3, биологической роли железа, используя опорные знания о строении железа, лабораторную работу, сообщения учащихся, мультимедийное приложение.

Задачи:

Образовательные: Продолжить формировать умения составлять схемы строения атома, электронную формулу, графическую формулу; систематизировать знания о характере оксидов и гидроксидов со степенями окисления +2 и +3 на примере оксидов и гидроксидов железа +2 и +3.Формировать умения сравнивать свойства важнейших соединений железа(II) и железа(III), научиться определять с помощью качественных реакций соединения, содержащие ионы Fe²⁺, Fe³⁺.Совершенствовать умения школьников из предложенных формул составлять генетические ряды, осуществлять цепочки превращений, составлять уравнения химических реакций. Совершенствовать навыки работы с реактивами при выполнении опытов, соблюдать правила по ТБ. Раскрыть значение железа в природе и жизни человека.

Развивающие: Продолжить развитие мыслительных способностей: умения пользоваться опорными знаниями, умения сравнивать, обобщать, делать выводы, объяснять ход эксперимента; навыков самостоятельности при работе с учебником, инструктивной картой и реактивами; исследовательских навыков при исследовании свойств соединений железа(II) и железа (III) и проведении качественных реакций;

Воспитательные: Продолжить воспитание положительной мотивации обучения, умения самостоятельной работы, чувство ответственности.

Тип урока: Комбинированный. Сообщение новых знаний и их совершенствование.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, таблица растворимости веществ, таблица “Генетические ряды неорганических веществ”, инструктивные карты к лабораторной работе, тесты, компьютер, мультимедийный проектор,  презентация “Соединения железа”, Коллекция минералов: красный железняк, бурый железняк, магнитный железняк, железный колчедан.

Реактивы: растворы: FeCI₂, FeCI₃, KSCN, желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆], красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆], NaOH, соли: FeSO₄•7H₂O, FeCI₃, Fe₂(SO₄)₃•9H₂O

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Формулирование цели и задач.

3. Изучение нового материала: (работа в группах)

1-я группа. Характеристика железа как химического элемента.

Инструкционная карта

Положение в периодической системе.

1.      Порядковый номер, период, группа, подгруппа, относительная атомная масса, валентность.

2.      Строение атома железа: заряд ядра, количество электронов, протонов и нейтронов, электронное строение атома.

3.      Степень окисления.

4.      Оксид и гидроксид, их характеристика.

5 Нахождение в природе. Работа с коллекцией. Рассказать о распространенности железа в земной коре. Среди предложенных образцов выбрать важнейшие руды железа и назвать их. Содержание в земной коре. В земной коре содержится 4,65% (по массе) железа. По распространенности железо занимает 4-е место после кислорода, кремния, алюминия. Редко встречается самородное железо (метеоритного или земного происхождения).

Важнейшие природные соединения железа
Название минерала	магнетит (магнитный железняк)	гематит (красный железняк)	гидрогетит (бурые железняки)	сидерит (шпатовый железняк)	пирит
Химическая формула	Fе3О4	Fе2О3	НFеО2 • nН2О (n = 1- 4)	FеСО3	FеS2

2-я группа. Характеристика простого вещества железа.

Инструкционная карта:

1.      Тип химической связи.

2.      Тип кристаллической решетки.

3.      Физические свойства железа.                                                                                                              4. Историческая справка. «Слово «железо» произошло от санскритских слов «джальжа» (металл, руда) или «жель» (блистать, пылать).  Люди впервые овладели железом в четвертом-третьем тысячелетиях до н. э., подбирая упавшие с неба камни — железные метеориты — и превращая их в украшения, орудия труда и охоты. Их и сейчас находят у жителей Северной и Южной Америки, Гренландии и Ближнего Востока, а также при археологических раскопках на всех континентах.
Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». 
Самым древним предметом из железа считаются бусы из полых трубочек, найденные при раскопках египетских захоронений конца IV в. до н. э. Бусы выкованы из железа, содержащего 7,5 % никеля, что характерно для железа метеоритного происхождения. 
В Индии в 415 г. была изготовлена железная колонна в честь правителя древнего государства Чандрагупты II. Высота ее 7,3 м, диаметр у основания 41,6 см, у верха 29,5 см, масса 6,5 т.» 

5 Способы получения. «Железо можно получить:

1.Восстановлением железа из его оксидов, например, Fe₂O₃:

а) водородом при нагревании:Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

б) алюминием: Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + Al₂O3

в) оксидом углерода (II) CO:Fe₂O₃ + 3СО =2Fe + 3СО₂

г) коксом С: Fe₂O₃ + 3С = 2Fe + 3СО

3-я группа. Химические свойства железа.

Инструкционная карта:

1.      Предсказать химические свойства железа на основе положения в периодической системе и ряду напряжений металлов.

2.      Написать уравнения возможных реакций, характеризующих химические свойства железа.

3.      Объяснить, почему с некоторыми веществами реакции не идут.

4.      Написать химические реакции:

1.      Fe + Cl₂→

2.      Fe + S→

3.      Fe + O₂→

4.      Fe + H₂O→

5.      Fe + HCl→

6.      Fe + CuCl₂→

2 Выступление групп.

3 Вывод : Железо дает два ряда соединений, соответствующих степени окисления +2, +3. Степень окисления Fe зависит от окислительной способности реагирующего вещества. У сильных окислителей железо принимает степень окисления +3, у более слабых +2.

Ученики записывают схему в тетрадь. 

4. Актуализация знаний

Цель: на основе имеющихся знаний о металлах подготовить учащихся к восприятию новых знаний о соединениях железа

1.      Какие соединения образуют металлы со степенью окисления +2? (Планируемый ответ: основные оксиды, основания, соли.)

2.      Какие соединения образуют металлы со степенью окисления +3? (Планируемый ответ: амфотерные оксиды, амфотерные гидроксиды, соли.)

3.      Сделайте вывод о характере оксида и гидроксида железа со степенью окисления +2 (Планируемый ответ:FeO – oсновный оксид, Fe(OH)₂ – основание.)

4.      Сделайте вывод о характере оксида и гидроксида железа со степенью окисления +3. (Планируемый ответ: Fe₂O₃ – амфотерный оксид, Fe(OH)₃ – амфотерный гидроксид.)

5.      Какие химические свойства следует ожидать от этих соединений? (Планируемый ответ: взаимодействуют с кислотами, амфотерные окиды и гидроксиды еще взаимодействуют и со щелочами, нерастворимые основания разлагаются при нагревании)

5. Формирование знаний о получении гидроксидов железа и качественных реакциях на ионы Fe²⁺, Fe³⁺.

Учитель: Как можно получить гидроксиды железа в лаборатории?

Предполагаемый ответ: нерастворимые основания можно получить при взаимодействии раствора соответствующей соли со щелочью.

Лабораторный опыт 1. Получение гидроксида железа(II) и гидроксида железа(III)

(Выполняют по инструкции в парах.)

Получить гидроксиды железа в лаборатории можно взаимодействием солей железа со щелочью.

а) Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорид железа(II). Добавьте к нему по каплям раствор гидроксида натрия до появления явных признаков химической реакции. Отметьте цвет образовавшегося осадка. Записать уравнения реакций.

б) К хлориду железа(III) прилейте по каплям раствор гидроксида натрия до появления явных признаков химической реакции. Отметьте цвет образовавшегося осадка.

Что наблюдаете? Записать уравнения реакции. Слайд  – уравнение реакций (самопроверка)

FeCI2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCI Осадок темно- зеленого цвета

FeCI3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCI бурый осадок

6 Вывод: Это один из способов распознавания соединений железа с различной степенью окисления, качественные реакции на ионы Fe²⁺ Fe³⁺.

Fe(OH)₂ окисляется на воздухе: сначала зеленеет, потом приобретает бурую окраску.

(Демонстрация разрезанного яблока и пробирки с Fe(OH)₂, на стенках которой видно как осадок становится бурого цвета.)

4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Fe(OH)₃ 

Кроме перечисленных реакций, ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ можно определить и с помощью других реактивов – желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆] и красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆]. Качественные реакции на ионы железа вы сейчас проделаете сами в процессе лабораторной работы.

7 Лабораторный опыт2

Качественная реакция на ион Fe³⁺

1. Реактив – роданид калия KSCN.

К раствору хлорида железа(III) добавить одну каплю раствора роданида калия (KSCN). Перемешайте содержимое пробирки и рассмотрите на свету. Отметьте цвет.

Результат воздействия – интенсивно красный цвет

FeCl₃ + 3KSCN = Fe (SCN)₃ + 3KCl.

2. Реактив – желтая кровяная соль K₄ [Fe(CN)₆]

г) К раствору хлорида железа(III) Во 2-ю пробирку добавьте 1–2 капли раствора гексацианоферрата(II) калия K₄[Fe(CN)₆] (желтой кровяной соли). Перемешайте содержимое пробирки, отметьте цвет.

Результат воздействия – синий осадок берлинской лазури.

K₄ [Fe(CN)₆] + FeCI₃ = 3KCI + KFe[Fe(CN)₆]

7 Лабораторный опыт 3.

Качественная реакция на ион Fe²⁺.

Реактив – красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆].

Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида железа(II). Добавьте к нему по каплям раствор осадка. гексацианоферрата(III) калия K₃[Fe(CN)₆] (красной кровяной соли). Отметьте цвет осадка.

Результат воздействия – синий осадок (турнбулевой сини)

FeCI₂ + K₃[Fe(CN)₆] = 2КCI + KFe[Fe(CN)₆]↓

8 Вывод:

1.      Реактивами на ионы Fe²⁺ являются щелочи и красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆].

2.      Реактивами на ионы Fe³⁺ являются щелочи, роданид калия и желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆].

Учащиеся записывают уравнения качественных реакций в тетради и выводы. 

9        Первичное закрепление знаний.  Генетические ряды соединений железа(II) и железа(III).

(Конструирование схем из приведенных формул.) Слайд

FeCI2	Fe	FeCI3
Fe(OH)2	Fe3O4	Fe(OH)3
FeO	FeSO4	Fe2O3

Из приведенных формул составить схемы генетических рядов:

Вариант 1. От оксида железа(II) до железа.

Вариант 2. От железа до оксида железа(III).

Написать уравнения соответствующих реакций.

Ответы учеников проверяются по слайду.

10. Формирование знаний о соединениях железа, имеющих наибольшее практическое значение.

(Самостоятельная работа с учебником и образцами минералов.)

Задания для самостоятельной работы

1.      Рассмотреть образцы выданных вам минералов, отметить их агрегатное состояние, цвет.

2.      Выписать в тетради формулы, название этих соединений, их практическое значение.

Формула вещества	Название вещества		Практическое значение
	Систематическое	техническое
FeSO4•7H2O	кристаллогидрат сульфата железа(II)	железный купорос	Для борьбы с вредителями растений, для приготовления минеральных красок, обработки древесины
FeCI3	хлорид железа(III)		При очистке воды, в качестве протравы при крашении тканей
Fe2(SO4)3•9H2O	кристаллогидрат сульфата железа(III)		При очистке воды, в качестве растворителя в гидрометаллургии и в других целях

11. Контроль знаний. Тест.

Формы работы (индивидуальная)                                                                                                                                

Вопрос                                                               1Какова плотность, цвет и температура плавления железа?  Ответ 1Плотность железа - 7, 86 г/см3 Цвет- серебристо-белый Температура плавления 15390 С  2 Назовите положение железа в периодической системе химических элементов?  2 Железо находится в побочной подгруппе (VIII) группы.  3 Расскажите о нахождении железа в природе?  3 В природе железо находится в следующих минералах магнетит Fe3О4 (Fe2О3 х FeO) содержит до 72% железа. Гематит (Fe2О3) содержит до 65% . Лимонит содержит до 60% железа. Пирит содержит примерно 47% железа.	ОТВЕТ
4 Будет протекать реакция замещения при внесении железа в разбавленный раствор:  иодида калия  иодоводорода  сульфата натрия  сульфата магния	Иодоводорода
5 Железо реагирует со следующими веществами:  кислород  медь  хлор  вода  щелочь  соляная кислота	Кислород хлор  вода соляная кислота
6 В цепочке превращений  1 2 3 4 Fе à FеС12 à Fе(ОН)2 à Fе(ОН)3 à FеС13 использование соляной кислоты возможно на этапах 1  2  3  4	1 4
7 Правильная формула валентных подуровней атома железа - это... а)3d44s2       б)3d54s1       в)3d64s0        г) 3d64s2	3d64s2
8Железную стружку можно отделить от алюминиевой с помощью раствора: 1        NaOH    2 магнита  3 раствора NH3         4 HCl(конц)	Магнита
9Железо будет вытеснять водород из…  NaOH(конц)  NH3*H2O(конц)  HNO3(разб)  H2SO4(разб)	H2SO4(разб)
10Укажите реакции получения хлорида железа (III):  FеС12 + С12 à...  FеS + НС1 (разб.) à ...   Fе2(SО4)3 + ВаС12 à ...	FеС12 + С12 à... Fе2(SО4)3 + ВаС12 à
11Краткому ионному уравнению Fе2+ + S2- = FеS со­ответствуют реагенты 1Fе(ОН)2 и К2S 2Fе(ОН)2 и Н2S                                                                                                                                                                               3FеS04 и Н2 4FеS04 и К2S 12Где применяется железо?  для изготовления сердечников, трансфо-, мембраноматоров, электромагнитов и мембран микрофонов. Больше всего на практике используют сплавы железа - чугуна и стали  13Насколько важно для нашего организма присутствие железа?  Железо относится к микроэлементам, и выполняет важную структурную и ферментативную роль.	FеS04 и К2S

12. Рефлексия учебной деятельности на уроке. Подведение итогов, анализ деятельности обучающихся на уроке. Выставление оценок.

13 Домашнее задание: параграф 17.