Железо и его соединения.

Винокурова Ольга Васильевна

КГУ «Средняя школа № 17»

акимата города Рудного

учитель биологии и химии

II квалификационная  категория

Урок химии в 9 классе

по теме: Железо и его соединения

(урок изучения нового учебного материала).

Аннотация.

      Урок разработан в форме исследования с целью получения новых знаний с использованием проблемного и дифференцированного подхода. Основная цель урока – в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений, дать представление о роли железа и его соединений в жизни человека. Содержание урока включает не только химический, но и исторический, биологический компоненты, которые соотнесены с интересами и возрастными особенностями детей. На уроке планируется продолжить развитие умений и навыков проведения химического эксперимента, познавательного интереса к предмету. Урок должен продолжить формирование бережного отношения к окружающей среде. В процессе проведения урока учитель использует демонстрационный эксперимент.

    Цели  урока:

- обучающие: формирование представление о физических и химических свойствах элемента железа и важнейших его соединениях, качественные реакции на  ионы железа (II)  и  (III);

-воспитательные: побуждение к пониманию химических процессов, происходящих в окружающем нас мире;

- развивающие: развитие речи и мышления.

   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.

Метод обучения: проблемно-поисковый

Формы урока: беседа, самостоятельная работа, сообщения учащихся.

Средства обучения:

ü     таблицы Д. И. Менделеева.

ü     химическое оборудование и реактивы: растворы медного купо­роса, сульфата железа (II) и хлорида железа (III),соляной кислоты, гидроксида натрия, роданида калия; железо (3,5 г), сера (2 г), железный гвоздь на нит­ке,  минералы — маг­нетит, гематит, лимонит, пирит;

ü     интерактивная доска, презентация.

ХОД УРОКА

I. Изучение нового материала

УЧИТЕЛЬ. Ребята, сейчас вы услышите загадку и дол­жны будете ответить, о каком металле в ней идет речь.

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).

Итак, тема нашего урока «Железо и его соединения».

УЧИТЕЛЬ. Вспомните, где этот металл находит применение.

Дети называют области использования железа, учи­тель дополняет.

1)                    Применение железа.

УЧИТЕЛЬ. Действительно, применение железа насчитывает уже много столетий, но настоящее вторжение железа в технику произошло на рубеже XVIII и XIX в.

Из сплавов, в состав которых входит железо, изго­тавливается плуг земледельца, станок рабочего, ору­жие воина, стоящего на страже мирного труда, игла, которой вы шьете. Без железа немыслима ни одна от­расль современной промышленности: кораблестроение строительство железных дорог, машиностроение, стро­ительное дело, военное дело.

     2) Железо в живой природе (сообщение ученика  и демонстра­ция образцов минералов); Входя в состав гемоглобина, железо обусловливает красную окраску этого вещества. От него в свою очередь зависит цвет крови человека и животных. Основная роль железа в живом организме заключается в осуществлении важнейшего жизненного процесса - дыхания, состоящего в захвате гемоглобином кислорода воздуха и переносе его в ткани, т. е. благодаря железу мы дышим. Три четверти железа входит в состав гемоглобина, а одна четверть распространена по всему организму человека. Даже в тканях таких органов, как хрусталик и роговица, совершенно лишенных кровеносных сосудов, содержится железо. Наиболее богаты железом печень и селезенка. Железо обнаружено в крови почти всех животных. В состав крови некоторых червей входит двухвалентное железо вместо трехвалентного, как в крови других животных и человека. Кровь, содержащая двухвалентное железо, зеленого цвета. Недостаток железа в почве вызывает железное голодание растений и болезнь - хлороз. Наиболее чувствительны к недостатку железа плодовые деревья - яблоня, груша, слива, персик, цитрусовые, а также малина, виноград и др. Хлороз, или бледная немочь, - заболевание, относящееся к группе так называемых железодефицитных анемий, свойственно и человеку при недостатке железа в организме или плохом его усвоении. Признаки болезни - плохой цвет лица, быстрая утомляемость, головные боли и постоянно плохое настроение.  Итак, все живое не может жить без железа в организме.

3)    Положение железа в периодической сис­теме и строение его атома.

УЧИТЕЛЬ.  Где располо­жено железо в периодической системе? Ка­ково строение его атома? Какую степень окисления следует ожидать у железа в его соединениях?

На эти вопросы у доски отвечает ученик, остальные записывают в тетради.

Электронная формула ₂₆Fe: ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

Степени окисления (наиболее ха­рактерные): +2, +3. (После работы  на экране появляется слайд).

Fe      Порядковый номер: 26        Период: IV         Группа: VIII       Подгруппа: В
Электронное строение атома:       ls²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

4) Физические свойства железа (сообщение ученика);

УЧЕНИК. Железо — блестящий, серебристо-белый металл, с плотностью, равной 7,87г/см³; его легко обрабатывать — резать, ковать, прокатывать, штамповать. Ему можно придать большую прочность и твердость за счет термического и механического воз­действия (закалка, прокатка).

Железо высшей чистоты содержит менее 0,001% примесей. Оба материала обладают хорошими магнитными свойствами, хорошо свариваются. Однако если техни­чески чистое железо — металл средней активности, то высокочистое — почти инертно. Механические свой­ства железа высшей чистоты не высокие, прочность намного меньше, чем у стали или чугуна. В качестве конструкционного материала железо высшей чистоты не применяется. Но если в него ввести в определенном порядке легирующие добавки, то оно сможет выдержать нагрузку до 600 кг/см² вместо обычных 17—21 кг/см².

5) Химические свойства железа и его соединений

УЧИТЕЛЬ. Железо взаимодействует как с простыми, так и сложными веществами. Предлагаю вам провести эксперименты с серой, соляной кислотой, сульфатом меди, объяснить свои наблюдения и составить уравнения химических реакций (Учитель демонстрирует)

ВОПРОС: Чем является железо в данных уравнениях реакций? (На экране появляется слайд). (Ученики записывают в тетрадях)

1.Fe + S = FeS

_2.   Fe + 2HCI = FeCI₂ + H₂

3.Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Fe⁰ - 2e = Fe⁺² (восстановитель)

ВОПРОС: Что вы наблюдали при проведении третьей реакции?

УЧЕНИКИ: Железо вытеснило медь из раствора сульфата меди.

ВОПРОС: Действует ли вода и кислород на железо?

УЧИТЕЛЬ: При обычных условиях вода не действует на железо, однако, в присутствии кислорода протекает следующая реакция: (на экране появляется слайд ) (запись в тетради)

4Fe   +   6Н₂О  + 3О₂  =  4Fe(ОН)₃

Fe⁰  - 3ē  =  Fe⁺³    4      восстановитель, процесс окисления

О₂⁰  + 4ē  = 2О^-2     3      окислитель, процесс восстановления

УЧИТЕЛЬ: Предлагаю учащимся провести опыт: реакцию обмена между сульфатом железа (II) и гидроксидом натрия, записать уравнение химической реакции в молекулярном и ионном виде (на экране появляется слайд) (запись в тетради).

FeSО₄  +  2NaОН  = Na₂SО₄  + Fe(ОН)₂

Fe²⁺   +  SО₄^2-  +   2Na⁺  + 2ОН^-  =   2Na⁺  + SО₄^2-  + Fe(ОН)₂

Fe²⁺   + 2ОН^-  = Fe(ОН)₂

Учитель предлагает учащимся вновь вернуться к полученному осадку и посмотреть на изменение цвета.

ВОПРОС:  Как изменился цвет осадка? Что произошло?

УЧЕНИКИ. Отмечают изменение цвета осадка из зеленоватого до бурого .

УЧИТЕЛЬ. Соединение железа двухвалентного неустойчиво и окисляется, превращаясь в соединение железа трехвалентного бурого цвета (слайд) (запись в тетради).

4 Fe(ОН)₂  +  О₂   + 2Н₂О   =  4Fe(ОН)₃

Fe⁺²  - 1ē  =  Fe⁺³    4      восстановитель, процесс окисления

О₂⁰  + 4ē  = 2О^-2     1      окислитель, процесс восстановления

ВОПРОС: Может вытеснять железо водород из воды?

УЧЕНИКИ. Да, может, но только при сильном нагревании (запись на доске и в тетради).

Fe + H₂O = FeO +H₂

Fe⁰ - 2e = Fe⁺² - восстановитель - окисление

2H⁺ + 2е = Н_{2 -} окислитель - восстановление

ВОПРОС: Какие два оксида образует химический элемент железо?

УЧЕНИКИ. FeO – оксид железа (II)  и Fe₂O₃– оксид железа (III).

ВОПРОС: Какими свойствами они обладают?

УЧЕНИКИ. FeO (оксид железа (II)) – основными;  Fe₂O₃ (оксид железа (III)) – амфотерными (запись в тетради).

6)  Получение железа.

УЧИТЕЛЬ. Получение железа. Чистое железо по­лучают в сравнительно небольших количествах элект­ролизом водных растворов его солей или восстановлени­ем водородом его оксидов. В стадии научной разработки находится способ непосредственного получения железа из руд путем электролиза расплавов (подобно алюми­нию). Получает развитие производство достаточно чистого железа прямым восстановлением его из рудных концентратов водородом, природным газом или углем при относительно низких температурах.

II. Закрепление материала    Самостоятельная работа

Осуществить превращения:

Fe⁺³ → Fe⁰ → Fe⁺², Fe⁰ → Fe⁺³ → Fe⁰.

III. Подведение итогов урока.

IV. Домашнее задание:§38 №6

Используемые источники:

Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия. Учебник для 9 класса общеобразовательных учебных учреждений. М.: Просвещение, 2001;

 Книга для чтения по неорганической химии. Сост. В.А.Крицман. М.: Просвещение, 1984; 

Зяблова Е.В. Из опыта проведения практической работы «Железо и его соединения». Химия в школе, 2003, № 5.

Краткое описание документа:

Урок разработан в форме исследования с целью получения новых знаний с использованием проблемного и дифференцированного подхода. Основная цель урока – в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений, дать представление о роли железа и его соединений в жизни человека. Содержание урока включает не только химический, но и исторический, биологический компоненты, которые соотнесены с интересами и возрастными особенностями детей. На уроке планируется продолжить развитие умений и навыков проведения химического эксперимента, познавательного интереса к предмету. Урок должен продолжить формирование бережного отношения к окружающей среде. В процессе проведения урока учитель использует демонстрационный эксперимент.