"Железо. Особенности строения атома. Свойства железа. Получение, применение".

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №50»

г. НОВОСИБИРСК.

Разработка урока химии в 9 классе

««Железо. Особенности строения атома. Свойства железа.

Получение. Применение».

Автор:

Еранова Людмила Николаевна

учитель химии.

Тип урока: Самостоятельная работа учащихся по изучению нового

материала.

Вид урока: Проблемно – исследовательский с применением эксперимента.

Задачи обучения: Изучить особенности строения атома железа, как элемента восьмой группы побочной подгруппы. Систематизировать знания о физических и химических свойствах атома железа. Закрепить умение составлять уравнения химических реакций. Сформировать представление о способах получения железа из руд; о применении железа и его биологической роли.

Задачи развития: Используя ряд активности металлов, обучить учащихся прогнозировать возможности протекания химических реакций между металлами и солями.

Эксперимент. Д. Вытеснение железом атома меди из соли этого металла, как менее активного, чем железо.

Л.О. Качественные реакции на двух- и трехзарядные ионы железа.

Реактивы и оборудование. Д. Железо, сульфат меди, химические стаканчики.

Л.О. Хлорид железа(II), сульфат железа(III), гидроксид натрия, штатив с пробирками.

План урока

1. Строение атома железа.

2. Нахождение в природе.

3. Получение металла.

4. Физические свойства.

5. Химические свойства железа.

6. Соединения железа. Сплавы железа.

7. Биологическая роль железа. Применение.

8. Итог урока

Ход урока:

1. Строение атома железа.

Особенности строения электронной оболочки атома железа

Железо – элемент восьмой группы побочной подгруппы. Валентные электроны железа находятся на внешнем и предвнешнем слое энергетического уровня.

₊₂₆Fe 2e 8e 14e 2e

В древности людям было известно семь металлов. Считалось, что их не может быть больше, потому что столько же небесных тел хорошо видно с Земли. Каждому металлу посвящалось не только небесное тело, но и день недели: золоту– Солнце, воскресенье; серебру –Луна, понедельник; железу –Марс, вторник; ртути –Меркурий, среда; олову- Юпитер, четверг; меди –Венера, пятница; свинцу –Сатурн, суббота.

1. Нахождение в природе.

Железо – второй после алюминия по распространенности металл.

В свободном состоянии встречается только в метеоритах.

Природные соединения железа:

Красный железняк Fe₂O₃, магнитный железняк Fe₃O₄, серный колчедан

(пирит) FeS_2.

Соединения железа входит в состав живых организмов.

1. Получение. Пирометаллургический метод.

2Fe₂O₃ + 3C = 4Fe + 3CO₂

Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂

Fe₂O₃ + 3H₂ = 2Fe + 3H₂O

Fe₂O₃ + 2Al = 2Fe + Al₂O₃

1. Физические свойства.

Серебристо-белого цвета.

Пластичный и ковкий материал.

Плотность железа 7,87 г/см³, температура плавления 1539 ⁰С.

Железо обладает магнитными свойствами.

Сплавы железа

(показ мультимедийного фрагмента)

1. Химические свойства

Взаимодействие с простыми веществами:

А) с кислородом

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃

Б) с фтором, хлором, бромом

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

В) с серой, йодом

Fe + S = FS

Взаимодействие со сложными веществами:

А) с растворами кислот, кроме азотной кислоты

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Fe + HCl = FeCl₃ + H₂

Концентрированные азотная и серная кислоты при обычной

температуре с железом не реагируют.

Б) Железо вытесняет (восстанавливает) металлы, которые в ряду

активности стоят правее него, из их растворимых солей.

Для борьбы с вредителями садовых деревьев применяют раствор

медного купороса (CuSO₄). Можно ли готовить и хранить раствор медного купороса в железном ведре? Ответ подтвердите

соответствующими уравнениями реакций.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu

1. Соединения железа

Оксид железа (II) и гидроксид железа (II) проявляют основные

свойства, легко реагируют с кислотами:

Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Соединения железа со степенью окисления +2 неустойчивы и легко

окисляются до устойчивой степени окисления +3:

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

зеленый бурый

Соединения железа (III).

Разложение гидроксида железа(III) при нагревании:

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Качественные реакции на ионы железа (II) Fe²⁺ и железа (III) Fe³⁺.

Реактивом на ионы Fe²⁺ являются гидроксид-ионы OH^-.

При действии раствора щелочи на раствор соли железа (II) образуется осадок зеленого цвета Fe(OH)₂

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

^{зеленый}

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂

^{зеленый}

Ион Fe³⁺ в водных растворах можно распознать с помощью

гидроксид-ионов OH^- по осадку Fe(OH)₃ бурого цвета:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl

^бурый

Fe³⁺ + 3Cl^- = Fe(OH)₃

^бурый

1. Сплавы железа.

(показ мультимедийного фрагмента)

Чистое железо непрочное, мягкое. Все изделия, которые называют

обычно железными, на самом деле изготовлены из сплавов железа

с углеродом.

Углерод изменяет свойства железа: понижает температуру плавления, повышает твердость и хрупкость, уменьшает ковкость и свариваемость.

В зависимости от содержания углерода в сплаве железа различают:

чугун и сталь

Чугун содержит более 2% углерода, обладает высокой твердостью,

хрупкостью, поэтому при ударе дробится на кусочки. При затвердевании чугун не сжимается, а расширяется. Поэтому из

чугуна отливают станины машин, корпуса двигателей, трубы, ограды

парков, изготавливают предметы домашнего обихода.

Сталь содержит менее 2% углерода. Сталь можно ковать, штамповать,

прокатывать. Сталь, содержащая и другие элементы, называют легированной. Важнейшими легирующими элементами являются

хром (Cr), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si), ванадий(V), молибден (Mo).

Сталь, легированную хромом и никелем, называют нержавеющей.

Она применяется в химической, пищевой, машиностроительной и

других отраслях промышленности.

Сталь выплавляют из чугуна путем частичного удаления из него

углерода окислением.

1. Биологическая роль железа.

У животных и человека железо- СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ГЕМОГЛОБИНА

КРОВИ, благодаря которой осуществляется перенос кислорода

из легких по тканям; соединениями железа являются многие ферменты. В организме человека содержится 4-5 г железа. Наиболее

богаты железом печень и селезенка. При малокровии рекомендуют

пищу, богатую соединениями железа (гречка, яблоки, салат).

Железо необходимо для растений. При его недостатке растения не

Образуют хлорофилл, теряют зеленую окраску, задерживается их

рост и развитие.

1. Итог

1. Какие вещества используют для получения железа из оксида

железа (III) Fe₂O₃?

А) CO₂ , Б) H₂, В) N₂, Г) Al.

2. Железо реагирует с:

1. углекислым газом; 2) кислородом; 3) хлором; 4) цинком; 5)кислотами; 6) солями; 7) оксидом кальция.

Из перечисленных реакций возможны:

а) 2, 3, 4, 5; б) 2, 3, 5, 6; в) 3, 4, 5, 7; г) 1, 3, 4, 7.

Домашнее задание:

Учебник химия 9 класс, Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А., Москва «Просвещение» 2021.

§34 , стр. 177 упр. 4,5.

Карта-задание

Экспериментално-исследовательская работа

(раздается каждому учащемуся)

Фамилия_____________________ Класс ________ Дата______________

Соблюдайте технику безопасности

Качественные реакции на ионы железа (II) Fe²⁺ и железа (III) Fe³⁺.

Докажите опытным путем, что сульфат железа(II) содержит ион

железа Fe²⁺, а хлорид железа (III) содержит ион железа Fe³⁺.

Опыт №1 Обнаружение иона железа Fe²⁺

1.Проведите опыт. В FeSO₄ прилейте 1мл гидроксида натрия NaOH.

2.Для реакций обмена составьте сокращенные ионно-молекулярные уравнения. Продолжите реакцию.

FeSO₄ + NaOH =

__________________________________________________________

___________________________________________________________

3.Цвет осадка: _______________

Опыт №2. Обнаружение иона железа Fe³⁺

1.Проведите опыт. В FeCl₃ прилейте 1мл гидроксида натрия NaOH.

2.Для реакций обмена составьте сокращенные ионно-молекулярные уравнения. Продолжите реакцию.

FeCl₃ + NaOH =

____________________________________________________

_________________________________________________

3.Цвет осадка: ______________