Конспект урока 'Железо и его соединения'

Железо и его соединения

Тип урока: урок формирования новых знаний и умений с использованием групповых форм работы.
Цель урока: Познакомить учащихся с элементом побочной подгруппы периодической системы Д.И.Менделеева - железом. Рассмотреть физические, химические свойства железа, основные способы его получения, раскрыть биологическое значение железа. Способствовать развитию навыков исследовательской деятельности учащихся, а так же умения аргументировать своё утверждение, воспитывать умение работать в группах.

Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, коллекция «Минералы и горные породы», географическая карта «Полезные ископаемы», компьютер, мультимедийный проектор, экран, лабораторный штатив, прибор для получения газов, магнит, спиртовка, железный стержень, кристаллическая решетка железа (таблица с изображением кристаллической решетки), стакан, электромагнит, аудиокассета, скрепка, микроудобрение, индукционная катушка, провод.

Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота, порошкообразное железо, железный гвоздь, вода.

Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Вступительное слово учителя. Постановка цели.
- Сегодня мы познакомимся с новым представителем класса «Металлы» - железом.
- Рассмотрим особенности этого элемента в сравнении с ранее изученными металлами.
- Познакомимся с физическими и химическими свойствами этого металла.
- Узнаем о нахождении железа в природе.
- Определим его биологическое значение.
Для работы класс разбивается на 7 групп, каждая группа получает бланк- задание с правом использовать материал учебника, дополнительную информацию и справочную литературу. Время подготовки 10 минут.
- Повторим правила техники безопасности при работе с химическими оборудованием и реактивами и преступаем к работе.
Задание 1-й группы:
«Положение железа в периодической системе химических элементов и строение его атома».
Рассмотреть положение железа в периодической системе химических элементов и строение его атома. Объяснить, на основе каких общих признаков строения атомов элементы побочных подгрупп могут быть объединены в одну группу. Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева.
Задание 2-й группы:
«Нахождение железа в природе». Из выданных образцов минералов выберите минералы, содержащие железо. Покажите по карте важнейшие месторождения железных руд.
Задача.
Какой из минералов гематит (Fe₂O₃) или магнетит (Fe₃O₄) богаче железа? (Решение задачи оформляется на слайдах с помощью мультимедийного проектора, затем во время отчёта проецируется на экран.)
Оборудование: коллекция «Минералы и горные породы», географическая карта «Полезные ископаемы», проектор.
Задание 3-й группы: «Получение железа». - В кабинете физики для изучения магнитного поля понадобился порошок железа. Предложите химический способ получение железного порошка из выданных вам реактивов - оксида железа (II) и оксида железа(III)
- и проверьте его на опыте.
Оборудование: лабораторный штатив, прибор для получения газов, спиртовка, магнит.
Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота.
Задание 4-й группы:
«Физические свойства железа».
-Докажите физические свойства железа на примере выданного вам образца.
Задача. Сколько атомов железа содержится в выданном вам образце железа массой 3г.?
Оборудование: Магнит, лабораторный штатив, спиртовка, железный стержень, кристаллическая решетка железа (таблица с изображением кристаллической решетки).
Задание 5-й и 6-й группам: «Химические свойства железа».
- Мы живём в мире железных конструкций и машин, докажите, огнеопасно ли железо. В атмосфере каких веществ может гореть железо? Оборудование: Лабораторный штатив, спиртовка, воронка.
Реактивы: Порошкообразное железо.
Методические указания: Проделать опыт самовоспламенения очень мелкого порошка железа с некоторый высоты. Учащиеся должны указать, что в атмосфере кислорода горит компактное железо (в виде листов, балок, проволоки), если предварительно раскалена какая-либо его часть. Привести уравнение реакции горения железа в атмосфере хлора.
Близ города Дели в Индии, стоит железная колонна без малейшего пятнышка ржавчины, хотя её возраст более 2800 лет. Это знаменитая Кутубская колонна высотой около 7 метров и массой 6.5 тонн.
Объясните, почему не происходит ржавление колонны? Всегда ли ржавчина вредна? Как железо реагирует с водяными парами?
Оборудование: стакан.
Реактивы: железо (железный гвоздь), вода.
Задание 7-й группы: «Применение железа. Значение железа для жизни».
Рассмотреть иллюстрации и выданные приборы. Назовите области их применения. На каком свойстве железа основано их применения?
Оборудование: электромагнит, аудиокассета, скрепка, микроудобрение, индукционная катушка, провод, картинки с изображением изделий из железа и его сплавов (железнодорожных рельсов, деталей экскаваторов и др.)
3. Обмен информацией. Представление работ.
Представители каждый группы представляют отчёт о проделанной работе, а класс принимает участие по обсуждению результатов.
4. Работа в тетрадях. Составление учащимися опорного конспекта.
По мере защиты групп в рабочих тетрадях учащихся должны быть зафиксированы основные выводы, уравнения реакций по каждому из рассматриваемых вопросов.
Опорный конспект:
1 группа:
Элемент 8 группы, побочной подгруппы. На последнем энергетическом уровне 2 электрона.
Распределение электронов по уровням: ₂₆Fe 2е;8е;14е;2е
Электронная формула:
1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4S²

Степень окисления +2 и +3.
2 группа:
По распространению в земной коре железо занимает четвертое место среди всех элементов. Минералы: магнитный железняк (магнетит) Fe₃O₄; красный железняк (гематит) Fe₂O₃, бурый железняк (лимонит) 2Fe₂O₂ * 3H₂O; железный или серный колчедан (пирит) FeS₂.
Задача.

Дано:

Решение.

Fe₂O₃ (гематит)

М(Fe₂O₃) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160

Fe₃O₄(магнетит)

W%₁(Fe) = 112/160 * 100 = 70%

W%₁(Fe) - ?

М(Fe₃O₄) = 56*3 +16*4 = 232

W%₂(Fe) - ?

W%₂(Fe) = 168/232 * 100 = 72,4%

W%₁(Fe) < W%₂(Fe)

Ответ: минерал магнетит богаче железом
3 группа:
Способ получение железного порошка из выданных реактивов - оксида железа (II) и оксида железа(III)
Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота.
a) FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O
FeCl₂ + Zn = Fe + ZnCl₂
б) Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
3FeCl₃ + 3Zn = 2Fe + 3ZnCl₂
Проверка его на опыте.
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
CuCl₂ + Fe = FeCl₂ + Cu
4 группа:
Серебристо-белый блестящий металл, пластичный, ковкий. Обладает свойством намагничиваться и размагничиваться.
Задача.

Дано:

Решение:

m(Fe) = 3 г

N = Nа х m/M = 6 х 10²³ х 3/56 = 3,2 х 10²²

N (Fe) - ?

Ответ: число атомов железа в данном образце 3,2 х 10²²
5 и 6 группы:
2Fe⁰ + 3Cl⁰₂ = 2FeCl₃

Fe⁰ + S⁰ = Fe⁺²S^-2
3Fe⁰ + 2O⁰₂ = ⁺²Fe⁺³₃O^-2₄
3Fe⁰ + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂
Fe⁰ + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
Fe⁰ + 2HCl = FeCl₂ + H₂

7 группа:
Роль химического элемента железа в жизнедеятельности живых организмов очень велика. Оно входит в состав гемоглобина крови, который осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к другим органам и тканям.
Соединения железа издавна применяют для лечения малокровия, при истощении, упадке сил.
5. Подведение итогов. Резюме о проделанной работе. - Сегодня на уроке мы познакомились с новым представителем класса «Металлы» - железом. Рассмотрели его положение в периодической системе Д.И.Менделеева, наблюдали физические, химические свойства и способы получения этого металла, ознакомились с природными минералами и с его значением для жизни.
Объявление оценок.
6.Домашнее задание.

Опорный конспект.