Конспект урока химии 9 класс

Конспект урока по теме

«Железо»

Цели: 

• Дать представление о строении атома железа на основании его положения в ПСХЭ, о физических и химических свойствах простого вещества железа и его нахождении в природе

• Обобщить знания учащихся о применении железа и его сплавов в народном хозяйстве

• Обсудить значение железа в организме  человека

Оборудование:

1. Для лабораторных  работ: штативы для пробирок, пробирки, железный гвоздь, 1М раствор сульфата меди (II), ПСХЭ, коллекции природных соединений железа в чашках Петри;

2. Для демонстраций: штатив для пробирок, пробирка, железные опилки, 1М раствор соляной кислоты, пробка, спички, магнит;

3. Для окончания урока: яблоки

4. Технические средства: компьютер, колонки, медиапроектор, экран.

Структура урока:

1. Организационный момент

2. Введение в новую тему

3. Изучение нового:                                                                                                                                          1) Нахождение железа в природе                                                                                                                             2) Актуализация знаний о строении химического элемента железа на основании его положения в ПСХЭ;                                                                                                                          

4.  3) Физические свойства железа;                                                                                                          

5.  4) Химические свойства железа;                                                                                                                   5) Применение железа;                                                                                                                          

6. 6) Биологическая роль железа                                                                                                                                      

7. Закрепление полученных знаний                                                                                                                    

8. Домашнее задание

9. Окончание урока

7.   Рефлексия

Ход урока

1. Организационный момент

Музыка. Настрой на работу

2. Введение в новую тему

Звучит отрывок из стихотворения Михаила Герасимова «Песнь о железе»

В железе есть зовы

Звеняще-грозовы,

Движенье чугунное масс:

Под звоны металла

Взбурлило, восстало,

Заискрилось в омутах глаз.

В железе есть нежность,

Игривая снежность,

В шлифованном - светит любовь.

Закатная алость,

Порыв и усталость,

В изломе заржавленном - кровь.

В железе есть сила -

Гигантов взрастила

Заржавленным соком руда.

Железной ратью

Вперед, мои братья,

Под огненным стягом труда!

3. Изучение нового материала

1) Нахождение железа в природе

Упражнение для осанки (руки – за спинку стула)

     Сегодня на уроке мы познакомимся с металлом, который занимает 4-е место по распространённости в земной коре (после кислорода, кремния и алюминия) (4,65%) – железом. Считается, что в глубинах нашей планеты находится расплавленное «ядро» Земли, состоящее из сплава железа с никелем. «Земное» железо – практически всегда связанное в виде соединений, минералов магнетита Fe₃O₄ (магнитного железняка), гематита Fe₂O₃ (красного железняка), лимонита Fe₂O₃∙ nH₂O (бурого железняка), пирита FeS₂ (железного или серного колчедана) и других.

Лабораторная работа «Ознакомление с образцами природных соединений железа»

     В Карелии известно несколько месторождений железных руд, крупнейшее из них – Костомукшское. Запасы его составляют миллиарды тонн. Руда содержит до 30% железа. После её переработки на Костомукшском горно-обогатительном комбинате получаются концентраты (окатыши) с содержанием железа до 60 – 70%. Железная руда Костомукшского месторождения залегает на небольшой глубине. Иногда она выходит на поверхность, что позволяет добывать её открытым способом, из карьера, без строительства шахт.

     Учёные полагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». Самый крупный железный метеорит Гоба нашли на юго-западе Африки, в Намибии в 1920г., он весил около 60т. Уже в древности из этих небесных тел, так как они были прочными и твёрдыми, изготавливались различные предметы. Современные химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.

     У древних египтян железо ценилось так же высоко, как золото, - недаром железные лезвия, кинжалы и бусы находили в гробницах фараонов. Скорее всего, железные предметы попадали в Египет с Ближнего востока, где уже три тысячи лет назад начала развиваться чёрная металлургия. Позднее секретом получения «главного металла» овладели и в Европе. Так начался «железный век» - тот век, в котором мы и сейчас ещё живём. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.

2) Строение атома железа

? Дайте характеристику химического элемента железа по его положению в ПСХЭ

! Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода ПСХЭ

Д.И. Менделеева. Порядковый номер – 26. Это означает, что в состав атома железа входят 26 электронов и 26 протонов (заряд ядра +26). Относительная атомная масса железа – 56, следовательно в состав ядра входят 30 протонов (56-26=30).

     Атомы железа устроены несколько отлично от атомов элементов главных подгрупп. Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют четыре энергетических уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем же уровне атомы железа содержат два электрона. Следовательно, распределение электронов по уровням в атомах железа таково: ₂₆Fe 2e^-, 8e^-, 14e^-, 2e^-.

? Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют атомы железа?

! Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные свойства.

? Какую степень окисления при этом будет проявлять железо?

! +2

     Часто при химических взаимодействиях атомы железа отдают не только два электрона с внешнего уровня, но и один электрон с предпоследнего уровня, при этом степень окисления атома повышается до +3.

3) Физические свойства железа

? Что означает латинское название железа Ferrum?

! Крепость

? Какие свойства железа отражает это название?

? Опишите физические свойства железа (Лабораторная работа)

Это серебристо-белый блестящий металл. Пластичный. Температура плавления 1539^оС. Обладает способностью намагничиваться (демонстрация). Способен образовывать сплавы (чугуны и стали)

Сплавы железа:

? Что означает поговорка «Куй железо, пока горячо»? Какое свойство железа отражает поговорка?

? Как человек использует физические свойства железа?

! Это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения. Транспорта и средств связи, космических кораблей и вообще всей современной цивилизации. Большинство изделий, начиная от швейной иглы и кончая космическими аппаратами, не может быть изготовлено без применения железа.

Упражнение для глаз (с закрытыми глазами напишите слова «Железо» или «Ferrum»)

4) Химические свойства железа

Демонстрация видеоролика «Взаимодействие железа с кислородом»

    _{0                0          +2,+3   -2}

3 Fe + 2 О₂ →  Fe₃О₄ (на слайде)

Демонстрация видеоролика «Взаимодействие железа с хлором»

    _{0                0                +3   -1}

2 Fe + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃  (ОВР)

Число электронов, которое атом железа отдаёт при химических взаимодействиях, зависит от окислительной способности реагирующих с ним веществ.

Демонстрация химического эксперимента «Взаимодействие железа с раствором соляной кислоты»

 _{0              +1  -1             +2   -1            0}

Fe + 2 HCl → 2 FeCl₂  + H₂ ↑  (ОВР)

? Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо (Что это означает?)

! Образуют на поверхности металла плотную, прочную оксидную плёнку

Задание: Запишите уравнения химических реакций. Расставьте коэффициенты

Лабораторная работа «Взаимодействие железа с раствором сульфата меди (II)»

_{0           +2                     +2                    0}

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu  (ОВР)

В соответствии с положением железа в электрохимическом ряду напряжений оно может вытеснять металлы, стоящие правее него, из водных растворов их солей (Примеры?)

Задание: Запишите уравнение химической реакции. Расставьте коэффициенты

Самопроверка записи химических уравнений

5) Применение железа

? Из предложенных иллюстраций выберите те, которые отражают области применения железа (оружие, военная техника, памятники, трактора, поезда, топоры, чугунная посуда, иголки, скрепки, цепи + изделия из пластмассы, стекла, алюминия).

6) Биологическая роль железа

     В организме человека содержится около 5г железа. Около 70% железа сосредоточена в гемоглобине крови, который осуществляет перенос кислорода от органов дыхания ко всем другим органам и тканям.

Суточная потребность в железе составляет 0,02г. При недостатке железа развивается заболевание – анемия. Источник железа – это пища (самый богатый – печень, а также мясо, сухофрукты, зелёные листовые овощи, хлеб и мучные продукты).

Санаторий «Марциальные воды»

Санаторий расположен в 55 км от Петрозаводска в лесной зоне, где находится долина железистых минеральных источников и лечебных грязей, которые послужили основой для создания Первого в России курорта "Марциальные воды",  открытого Петром I

Воды источников курорта уникальны, поскольку по содержанию железа превосходят все известные местности с железистыми минеральными водами у нас и за рубежом. На курорте «Марциальные воды» железистые воды с успехом применяются для лечения больных железодефицитными анемиями («малокровием»), с заболеваниями пищеварительной системы (хроническим гастритом, холециститом). Полезна вода при некоторых болезнях почек. Кроме того, марциальная вода содержит кальций, магний, натрий, марганец и успешно применяется у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, заболеваниями обмена веществ, у лиц, подвергшихся воздействию радиационных катастроф. Применяемые внутрь минеральные воды являются поистине богатырским источником здоровья

4. Закрепление полученных знаний

Задание 1: Выберите верные утверждения

Железо занимает четвёртое место по распространённости в земной коре

Мы живём в «железном веке»

Атомы железа проявляют окислительные свойства

При взаимодействии железа с простым веществом хлором образуется хлорид железа (II)

При недостатке железа развивается заболевание – анемия

Взаимопроверка

Задание 2: Отгадайте загадки

1) Мальчик в одной руке несёт 1 кг железа,  в другой столько же кг чугуна. Что тяжелее?

2) Он идёт на сковородки                                                                                                                             Да узорные решётки.                                                                                                                                      Он совсем-совсем неловок, невоспитан и нековок…                                                                                   Он ломается, как лёд                                                                                                                                          И тяжёл, как бегемот.                                                                                                                                        Но не врун и не болтун                                                                                                                                   Работяга наш -  (чугун)

3) От дождя я не ржавею,

Не ломаюсь, не темнею.

Как алмаз, в бою крепка,

Как лозиночка, гибка.

Если крепко закалюсь –

Никогда не отступлюсь.

Такова моя мораль!

Дальше мой автограф: (сталь)

5. Домашнее задание

1) Составьте 3-4 предложения, используя фразы:

Железная воля

Стальные нервы

Сталь в голосе

Железный характер

Железный кулак

Чугунная голова

Подумайте, какие свойства железа отражены в этих фразах.

2) Посмотрите на железо глазами художника, глазами рекламного агента, глазами сказочника

6. Окончание урока

Угощение. Как правильно есть яблоки?

Нередко можно услышать такой совет: “Ешьте побольше яблок: они очень богаты железом и витамином С”. На самом деле яблоки не особенно богаты железом. Более того, они содержат его порой меньше, чем другие продукты питания. Другое дело, что соли железа, содержащиеся в яблоках, лучше усваиваются организмом, поскольку они находятся в благоприятном соотношении с витаминами.

7. Рефлексия

Источники информации:

1. Габриелян, О.С. Химия. 9 класс: учеб. Для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян. – М.: Дрофа, 2019. – 270 с.

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/ - железо, природные соединения и сплавы железа и их применение

3. http://kostomuksha-gorod.narod.ru/ -Костомукшский горно-обогатительный комбинат