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

Урок по теме:«Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Оксиды и гидроксиды II и III валентного железа» (9 класс)

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.

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:

Самый распространенный на Земле металл?

Чему равна валентность алюминия? (III).

Чему равна степень окисления алюминия? (+3)

Какие свойства проявляют соединения алюминия? (амфотерные)?

Какое место занимает алюминий по распространенности в природе? (третье место).

Какие важнейшие соединения алюминия вы знаете? (оксиды, гидроксиды, соли алюминия).

Как получают оксиды алюминия? (сжиганием металлического алюминия).

Как получают соли алюминия? (взаимодействием металлического алюминия с кислотами).

Где применяется алюминий? (для производства сталей, для производства электрических проводов, как средство для защиты от коррозии).

Изучение новой темы.

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».

Давайтезапишем 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:

Положение в ПСХЭ

Нахождение в природе

Способы получения

Физические свойства

Химические свойства

Биологическая роль

Соединения железа

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.

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.

Обратите 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.

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:

– магнетитFe₃O₄(магнитный железняк) важнейшие месторождения на Южном Урале Магнитогорске ,

гематит(красный железняк) Fe₂O₃ ,

пиритFeS₂, (железный колчедан) Урал,

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

Получение железа.

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

Восстановлением железа из его оксида водородом при нагревании:

Fe2O3   +   3H2    =     2Fe   +   3H2O

Восстановлением железа из его оксидов алюминотермическим методом:

Fe2O3   +   2Al   =    2Fe    +    Al2O3

«Физические свойства железа».

А сейчас мы рассмотрим физические свойства железа.

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

Химические свойства.

А 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:

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

2Fe + 3CI₂ ------- 2FeCI₃

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

С серой.

Fe + S ------- FeS

Взаимодействие железа с соляной кислотой

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

Взаимодействие железа с серной кислотой.

Fe + H₂SO_{4 _}----------- FeSO₄ +H₂ (выделяется газ – водород)

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.

к. 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: 

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., Химия. Учебник для 9 класса общеобразовательных учебных учреждений. М.: Просвещение, 2011;

http://wwwchim/ssau

http://wwwmendeleev.org.ua/31htm

А. М. Радецкий «Дидактический материал. Химия 8-9» М.

Приложение 1

Карточка № 1.

Осуществить превращение: АI-AI₂O₃-АICI₃

Ответ: 1) .4АI+3O₂=2AI₂O₃;

2). АI₂O₃+6HCI=2AICI₃+3H₂O

_____________________________________________________________

Карточка № 2.

Дописать следующее уравнение реакции расставить коэффициенты:

АICI₃+NaOH=

Ответ: АICI₃+3NaOH= АI(OH)₃ + 3NaCI₃

_________________________________________________________________

Карточка № 3.

Напишите уравнение реакции в котором алюминий восстанавливает серу.

Ответ: 2АI+3S=AI₂S₃

Приложение №2

Инструктивная карточка

Проделайте опыт №1:

Опыт №1.

Налейте в пробирку 1 мл раствора сульфата железа (II).

Добавьте несколько капель раствора гидроксида натрия.

Что наблюдаете? Отметьте цвет образовавшегося осадка.

________________________________________________________________

Проделайте опыт №2:

Опыт №2.

Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида железа (III).

Добавьте несколько капель раствора гидроксида натрия.

Что наблюдаете? Отметьте цвет образовавшегося осадка.

Памятка по ТБ при работе с кислотами.

1. Необходимо наливать в пробирку количество кислоты, которое указано в инструкции.

2. Заполнять пробирку можно только на 1/3 объема.

3. Взбалтывать вещества следует, слегка покачивая пробиркой, при этом не закрывать ее отверстие пальцем.

4.При разбавлении концентрированной серной кислоты выделяется большое количество теплоты. Поэтому смешивать концентрированную кислоту с водой следует с большой осторожностью: надо вливать серную кислоту в воду, а не наоборот. Если вливать воду в серную кислоту, то часть воды за счет выделения теплоты может нагреться до кипения. Кислота начнет разбрызгиваться и может попасть на кожу, в глаза.

5.Концентрированная серная кислота вызывает ожоги. Поэтому попавшую на кожу или ткань кислоту необходимо тотчас стряхнуть, смыть большим количеством воды, а затем раствором питьевой соды и вновь смыть водой.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/282609--zhelezo-nahozhdenie-v-prirode-svojstva-zhele