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:

• таблицы Д. И. Менделеева.

• 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;

• 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.