Урок химии на тему "Железо и его соединения".

9 класс

Тема: «Железо и его соединения»

                                                                        Учитель химии :Ахмедова З.И.

Цели:

1.     Дать характеристику железу как представителю металлов побочных подгрупп.

2.     Познакомить учащихся  с физическими и химическими свойствами железа.

3.     Показать значение железа и его соединений в жизни человека.

4.     Развивать познавательную активность учащихся, расширить их кругозор.

5.     Воспитывать чувство патриотизма.

Знания:

Всех определений и  понятий по данной теме, областей применения соединений железа и его сплавов, роли железа для организма человека

Умения:

·        составлять  формулы различных веществ и давать им названия

·        проставлять в них степени окисления  

·        составлять   молекулярные и  ионные уравнения  реакций и определять их типы,  уравнения окислительно-восстановительных реакций

Навыки:

·        самостоятельной работы  

·        работы в парах по предложенному  заданию

·        возможности самооценки при выполнении заданий

Задачи:

- знать о строение и свойства химического элемента железа и его соединений;

- уметь осуществлять химическую реакцию и составлять уравнение реакции соединений железа;

- давать сравнительную характеристику химического элемента;

- владеть приёмами диалогической речи и способами самоконтроля при выполнении тренажерных заданий.

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, работа в парах

Оборудование:

- мультимедийный проектор,  компьютер, карточками для индивидуальной работы  на столах

;

- таблицы «Периодическая система химических элементов» и «Растворимость кислот, солей и оснований»;

- на столах у учеников химическое оборудование: по 2 пробирки, хлорид железа (II), хлорид железа (III), роданид калия, красная кровяная соль (гексацианоферрат (III) калия);

- презентация к уроку.

Методы обучения:

 словесные,  наглядные,  репродуктивные, частично-поисковые, практические (решение упражнений, заданий), интерактивные, самостоятельной работы.

Литература:

1. О.С. Габриелян. Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. . – М.: Дрофа, 2014.

2. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумова. «Химия». 9 класс. Настольная книга учителя. – М.: Дрофа, 2003.

3. О.С. Габриелян, А.В. Яшукова. Химия. 9 класс: тетрадь для лабораторных опытов и практических работ к учебнику О.С. Габриеляна «Химия. 9 класс» – М.: Дрофа, 2011.

4. О.С. Габриелян. Программы курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. – Москва: Дрофа, 2010.

5. www.fcior.edu.ru

Ход урока

I.Стадия вызова:

Учитель: Прежде, чем сообщить тему сегодняшнего урока, я загадаю вам загадку, а вы должны угадать, о чем пойдет речь на уроке.

Очень древний я металл,
Счёт столетьям потерял!

Я давно в названии века,
В организме человека.
Называют мной характер,
Из меня почти весь трактор.
Очень в яблоке полезно,
И зовут меня … (Железо).

Объявление темы, постановка цели.

Из предложенных карточек составить на доске с помощью магнитиков план работы по теме урока: местоположение  Fe в Периодической системе, строение атома, физические свойства, химические свойства, природные соединения железа, качественные реакции Fe+2, Fe+3, биологическое значение.

Учитель. Какой карточки не хватает для плана характеристики элемента?

Ответ. Применение.

II. Стадия изучения нового материала:

Академик А.Е. Ферсман говорил: « …железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда. и трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества»

Учитель: Ребята, составим план, по которому мы будет изучать данный металл.

Учащиеся высказывают свои идеи и составляют план.

1.     Положение в ПСХЭ

2.     Физические свойства

3.     Нахождение в природе

4.     Биологическая роль

5.     Химические свойства

6.     Качественные реакции на ионы железа

7.     Способы получения

8.     Соединения железа

9.     Применение железа и его соединении

1. Положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Учитель: Определите положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Ученики отвечают.

Учитель: Железо – это элемент побочной подгруппы. Строение атомов элементов побочных подгрупп отличается от строения атомов главных подгрупп.

2. Физические свойства железа.

Учитель. Какие физические свойства железа вы знаете?

Ответ. Серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, плотность 7,87г/см3; tпл.=1539°С; tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, обладает магнитными свойствами.

3.Нахождение в природе

Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия).

Железо встречается не только в метеоритах. В природе широко распространены руды железа:

• магнетит Fe3O4 – содержит 72% железа;
• гематит Fe2O3 – содержит до 65% железа;
• лимонит Fe2O3•nH2O – содержит до 60% железа;
• пирит FeS2 – содержит примерно 47% железа.
• сидерит – FeCO3

Обучающиеся рассматривают коллекцию минералов и горных пород.

4.Биологическая роль железа

• обеспечивает транспорт кислорода (входит в состав гемоглобина)
• обеспечивает транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях организма (входит в состав цитохромов и железосеропротеидов)
• участвует в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов

5.Химические свойства железа.

Учитель: 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.

Железо — металл с умеренной химической активностью.

При обычной температуре железо не взаимодействует даже с сильными окислителями, но при нагревании его активность повышается.

Железо взаимодействует при нагревании с простыми веществами:

·         кислородом

3Fe+2O2→Fe3O4(FeO⋅Fe2O3);

·         галогенами

2Fe+3Cl2→2FeCl3;

·         серой

 Fe+S=FeS.

При обычных условиях железо не реагирует с водой и растворами щелочей.

Концентрированные растворы азотной и серной кислот пассивируют поверхность железа, и оно в них не растворяется.

При высокой температуре раскалённое железо реагирует с парами воды:

3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2↑.

При растворении железа в кислотах могут образовываться соли железа(II) и железа(III).

Если в результате реакции взаимодействия железа с раствором кислоты выделяется водород, то образуется соль двухвалентного железа:

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.

Железо вытесняет малоактивные металлы из растворов их солей:

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu↓. 

6. Качественные реакции на ионы железа.

Учитель: Качественные реакции – реакции, с помощью которых распознаются различные вещества. Качественные реакции, как правило, протекают с каким - либо ярким внешним эффектом.

Демонстрация качественных реакций  на ионы железа Fe2+ и Fe3+

Обучающиеся записывают уравнения в тетрадь.

Качественная реакция на ион Fe2+

Реактив – красная кровяная сольK3[Fe(CN)6]

Результат воздействия – синий осадок (турнбулевой сини)

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

Качественная реакция на ион Fe3+

1) Реактив – желтая кровяная сольK4[Fe(CN)6]

Результат воздействия – синий осадок (берлинской лазури)

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

2) Реактив – роданидкалия КNCS

Результат воздействия – интенсивно-красный цвет.

FeCI3 + КNCS = [FeNCS]CI2 + КCI

В лабораторных условиях железо можно получить из его соединений следующими способами:

·         восстановление железа из оксида Fe2O3 водородом при нагревании:

Fe2O3+3H2−→−t2Fe+3H2O↑⏐⏐;

·         восстановление железа из его оксидов алюминием при нагревании:

Fe2O3+2Al−→−t2Fe+Al2O3;

·         электролиз водных растворов солей железа(II).

В промышленных условиях железо получают из руд, массовая доля железа в которых — не менее 16 %.

Получение железа из руды проводят в доменной печи.

Доменная печь представляет собой вертикальную конструкцию высотой около 20–30м.

Это устройство непрерывного действия.

В нём при высокой температуре происходит доменный процесс.

·         Сверху в печь подаётся железная руда, кокс и флюсы (карбонаты кальция и магния).

·         Снизу поступает обогащённый кислородом воздух.

·         В результате сложных процессов из руды постепенно восстанавливается железо.

Кокс растворяется в расплавленном железе, поэтому в результате доменного процесса получается чугун — сплав железа с углеродом (массовая доля углерода более 2 %).

Недостатком чугуна является его хрупкость, поэтому основная его масса идёт на производство стали — сплава железа с углеродом (массовая доля углерода не более 2%).

Биологическая роль железа

Железо — важнейший микроэлемент в организме человека и животных, так как входит в состав гемоглобина, ферментов, других сложных комплексов и стимулирует функцию кроветворных органов. Недостаток железа в организме приводит к болезни крови — анемии.

Применение железа, его соединений и сплавов

Чистое металлическое железо применяют для изготовления сердцевин трансформаторов электромоторов, электромагнитов и мембран микрофонов, потому что оно способно быстро намагничиваться и размагничиваться.

Сплавы железа (чугун и сталь) являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Оксид железа(III) применяется для производства чугуна и стали, приготовления коричневой краски.

Ферриты используются при производстве теле- и радиоаппаратуры, компьютеров, средств связи.

Хлорид железа(III) применяют для очистки воды, в текстильной промышленности, в органическом синтезе как катализатор.

Сульфат железа(III) применяют при очистке воды, а также в медицине.

III. Стадия рефлексии.

Выполнение проверочного теста с последующей проверкой (тест на отдельных карточках).

1.     При взаимодействии, с какими веществами железо образует соединения со степенью окисления +2?

А) СI2          Б) S             В)HNO3

2.     С какими из веществ реагирует железо?

А) О2Б) Na2O          В)СО2

3.     Какова электронная формула атома железа?

А) 2е, 8е, 9е, 7е      Б) 2е, 8е, 13е, 3е       В) 2е, 8е, 14е, 2е  

4.     С какими из веществ реагирует FeO?

А) Н2О           Б) HCI      В) Na2O

5. Реактиву – желтая кровяная соль, соответствует формула:

А) K3[Fe(CN)6]       Б) K4[Fe(CN)6]     В) КNCS

Самооценка: за каждый правильный ответ по одному баллу. Добавить по баллу, работающим у доски ученикам.

Задание: Написать вывод урока по образцу, закончив предложения:

Сегодня я понял (а), что…

Главным на уроке для меня было…

Больше всего мне запомнилось…

Ученики зачитывают свои выводы.

Домашнее задание: §17, упражнение 4.