Сайтқа кіру Тіркелу

Железо и его свойства

Алдабергенова Л.А. учитель химии
г. Актобе, СШ № 26
Тема урока «Железо и его свойства»
«Всякое вещество - от самого простого до сложного - имеет три различные, но взаимосвязанные стороны: строение, состав, свойство…»
Б.М.Кедров

Цели урока:
♦ сформулировать общее представление об химическом элементе железо, сформировать представление о физических и химических свойствах железа в зависимости от проявляемой им степени окисления и природы окислителя.
♦ развивать дальнейшие умения составлять молекулярные и окислительно - восстановительные химические реакции.
♦ осуществлять меж предметные связи история - география - биология-химия
♦ развивать навыки работы с реактивами, развивать понятийное мышление таких операций, как анализ, сравнение, обобщение
Реактивы и оборудование: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, кристаллическая решетка железа, физическая карта Казахстана, минералы, содержащие железо, пробирки, спиртовка, спички, ложка для сжигания горючих веществ, растворы KSCN, FeCl3, K3[Fe (CN)6], K4[Fe (CN)6], CuSO4, HCl, Fe, FeCl2
Ход урока
Ребята! Сегодня мы с вами отправимся в путешествие в страну «Железо». Во время путешествия нам с вами предстоит сделать несколько остановок по требованию, а вам необходимо составить опорный конспект по данной теме.
Железо – это основа всей металлургии, машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения, грандиозных инженерных сооружений. Чугун и сталь – сплавы, основу которых составляет железо. Железо – это металл созидания.
Первая остановка «Историческая»
(сообщение учащихся о появлении железа на земле)

 Первое железо, попавшее в руки человека, очевидно, было небесного происхождения, т.е. метеоритное. Об этом говорит наличие изделий из железа у жителей Гренландии. Самое крупное скопление самородного железа было найдено на берегу острова Диско у берегов Гренландии. В отличии от метеоритного оно содержит не более 2% никеля, до 0, 3% кобальта, около 0, 4% меди и до 0, 1% платины. В древности железо ценилось очень высоко. В документах древнегреческого оратора и поэта Страбона (90 г до н.э.)сказано, что у африканских народов железо стоило в 20 раз дороже серебра и в 6400 раз дороже меди. Метеоритное железо всегда самородное. Оно относится к сверхчистому железу. Правда, из-за содержащейся примеси никеля почти не поддается ковке. Как ни странно, его следует обрабатывать только в холодном виде, а не в разогретом, как обычное железо. Согласно легенде, оружейники, которые не знали этого секрета и не сумели отковать меч из «небесного камня», были безжалостно казнены. Только спустя много столетий эта загадка была разгадана. В ХVIIIв. оружие из никелистого железа появилось у индийского раджи, сабли из уникального металла были у легендарного героя Боливара, у русского царя Александра I.
Чистое железо не ржавеет. Классический пример – Кутубская колонна в Индии, которая стоит уже 1, 5 тыс. лет и не разрушается, несмотря на влажный и жаркий климат. В гробницах египетских фараонов вместе с золотыми украшениями находят железные изделия, кинжалы, бусы. Железо обнаружено даже на Марсе и на Луне, причем в лунном грунте оно присутствует также в самородном состоянии.

 Железо в самородном состоянии встречается на земле главным образом в виде метеоритного:
- в 1908 году упал Тунгусский метеорит весом 50 тыс. тонн.
-в 1916 году в Дальневосточном крае наблюдали падение метеорита, два осколка весили по 256 кг.
- в 1920 году на Юге Запада Африке, нашли метеорит «Гоба» весом 60 тонн.
Вторая остановка «Теоретическая»
Положение железа в ПСХЭМ (Выясняем положение железа в ПСХЭМ, заряд ядра и распределение электронов в атоме)
Ученик: Железо - элемент побочной подгруппы VIII группы. Электронная формула атома железа следующая 26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2.
Учитель: В атоме железа в возбужденном состоянии 6 неспаренных электронов, так как происходит распаривание s-электронов и один из них переходит на 4-р орбиталь, поэтому известны соединения железа со степенью окисления +6. Например, феррат калия К2FeO4. Однако для железа более характерны соединения со степенью окисления +2 и +3
Fe0- 2 e-→ Fe2+
Fe0- 3 e-→ Fe3+
Учитель: Каковы физические свойства железа?
Ученик: Железо – серебристо-серый металл, температура плавления -15390С пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия, например, с помощью закалки и прокатки.

Учитель: Различают химически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути, представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0, 02 -0, 04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Химически чистое железо содержит менее 0, 01% примесей. Химически чистое железо – серебристо-серый, блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Железо имеет две формы кристаллических решеток - объемно-центрированный куб и гранецентрированный куб. В первом случае атомы железа расположены в вершинах куба и один в центре, во втором случае - в вершинах куба и в центре каждой грани. Химически чистое железо устойчиво к коррозии.
Третья остановка «Географическая»

(демонстрация коллекции минералов железа)
А теперь, используя знания географии, давайте вспомним минералы железа и их местонахождение в нашей республике(Учащиеся называют)
Учитель: (используется физическая карта Казахстана). В природе железо встречается виде минералов (демонстрируется коллекция). По распространенности среди металлов железо занимает второе место, после алюминия. В настоящее время известны несколько сотен месторождений и рудопроявлений железа. Состав, местонахождение и общая характеристика важнейших минералов железа представлены в таблице
Название минералов Химическая формула содержание железа в % Важнейшие месторождения
Магнетит Fe3O4 до 72 Северный Казахстан (Лисаковское, Соколово- Сарбайское, Карачарское, Аятское)
Центральный Казахстан (Кентобе, Каражалы, Каратас)
Гематит Fe2O3 до 65

Лимонит 2Fe2O3. 3H2O до 60
Сидерит FeCO3 до 10
Пирит FeS2 до 47
Гематит, или красный железняк – основная руда главного металла современности – железа. Содержание железа достигает в нем 70%. Гематит известен с давних пор. В Вавилоне и Древнем Египте он использовался в украшениях, для изготовления печатей, наряду с халцедоном служил излюбленным материалом в качестве резного камня. У Александра Македонского был перстень с вставкой из гематита, который, как он полагал, делал его неуязвимым в бою. В древности и в Средние века гематит слыл лекарством, останавливающим кровь.

Магнетит, или магнитный железняк – минерал, содержащий 72% железа. Это самая богатая железная руда. Замечательное в этом минерале его природный магнетизм – свойство, благодаря которому он был открыт. Как сообщал римский ученый Плиний, магнетит назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас стадо возле холма над р. Хинду в Фессалии. Неожиданно посох с железным наконечником и подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора, сложенная сплошным серым камнем. Минерал магнетит дал в свою очередь название магниту.

Пирит – один из тех минералов, увидев который хочется воскликнуть: "Неужели это так и было?" Трудно поверить, что высший класс огранки и полировки, поражающий нас в рукотворных изделиях, в кристаллах пирита – щедрый дар природы. Пирит получил свое название от греческого слова "пирос" – огонь, что связано с его свойством искрить при ударе стальными предметами. Этот красивый минерал поражает золотистым цветом, ярким блеском на почти всегда четких гранях. Благодаря своим свойствам пирит известен с глубокой древности.
Четвертая остановка «Химическая»
Учитель: Как получают железо?
Ученик: Получают железо восстановлением его оксидов водородом, алюминием или оксидом углерода (II)

FeO+ H2→ Fe + H2O
Fe2O3+ 2 Al→ 2 Fe+ Al2O3
Fe3O4+ 4 CO→ 3 Fe+ 4 CO2
Учитель: Железо, как и большинство металлов побочных подгрупп, является металлом средней активности. Поэтому рассмотрим его химические свойства, составим электронный баланс некоторых реакции:
● Активные неметаллы окисляют железо: 2 Fe0 +3 Cl20→ 2Fe+3Cl3-1
● В сухой атмосфере железо покрывается защитной оксидной пленкой. Такую пленку можно искусственно, прокаливая железо. Так получают вороненую сталь, которая не ржавеет. Раскаленное железо взаимодействует с парами воды:
Fe0+ H2+1O→ Fe+2O+ H20↑
● Во влажном воздухе железо покрывается ржавчиной, смесью продуктов окисления, этот процесс называется коррозия. 4Fe0 + 3О20+ 6H2O = 4Fe+3(O-2Н)3

● Железо восстанавливает водород из обычных кислот, а само окисляется при этом до степени окисления +2: Fe0+ 2 H+1Cl→ Fe+2Cl2+ H20. В концентрированных азотной и серной кислотах железо пассивируется, так как покрывается защитной пленкой нерастворимых соединений.
● Железо восстанавливает менее активные металлы из их солей:
Fe0+ Cu+2Cl2→Fe+2Cl2+ Cu0
Учитель: Теперь познакомимся важнейшими соединениями железа. Для железа характерны два ряда соединений со степенями окисления +2 и +3.
+2 +3

ОКСИДЫ
FeO оксид железа (II) Fe2O3 оксид железа (III)
FeO – порошок черного цвета, не растворим в воде. Проявляет основные свойства:
FeO + H2SO4→ FeSO4+ H2O Fe2O3 красно- бурый порошок, нерастворим в воде. Для него также наиболее характерны основные свойства:
Fe2O3 + 3H2SO4→ Fe2(SO4)3+ 3H2O
Но при высоких температурах он может вести себя как амфотерный оксид, соединяясь с основными оксидами и щелочами при сплавлении:
Fe2O3 + 2 NaOH→ 2 NaFeO2 + H2O
ГИДРОКСИДЫ
Fe (OH)2 Гидроксид железа (II) получают при взаимодействии соответствующей соли со щелочами, растворяется в кислотах, проявляя основные свойства, при нагревании разлагается, неустойчив на воздухе, медленно окисляется кислородом:
FeSO4+ 2 KOH= Fe (OH)2↓ + K2SO4
Fe (OH)2+ 2 HNO3= Fe (NO3)2+ 2 H2O
Fe (OH)2= FeO+ H2O
4Fe (OH)2 +O2+2H2O=4Fe (OH)3 Fe (OH)3 Гидроксид железа (III) получают при взаимодействии соответствующей соли со щелочами, проявляет слабые амфотерные свойства, растворяясь в кислотах и конц. щелочах при нагревании, при нагревании разлагается, устойчив на воздухе, не окисляется:
FeCl3+ 3 KOH= Fe (OH)2↓ + 3KCl3
Fe (OH)3+ 3 HNO3= Fe (NO3)3+ 3 H2O
2Fe (OH)3= Fe2O3+ 3H2O
Пятая остановка «Экспериментальная»
(демонстрация опытов)
Fe2+ Fe3+
Соли железа можно узнать по качественным реакциям со щелочами
Fe2+ + 2 OH- = Fe (OH)2↓
зеленоватый осадок Fe3+ + 3 OH- = Fe (OH)3↓
красно – бурый осадок
для распознавание катионов Fe2+ применяют комплексное соединение железа гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль), образует темно – синий осадок (турнбулева синь):
K3[Fe (CN)6]↔ 3 K++ [Fe (CN)6]3-
2[Fe (CN)6]3-+ 43Fe3+ = Fe3[Fe (CN)6]2↓ для распознавание катионов Fe3+ применяют комплексное соединение железа гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль), образует темно – синий осадок (берлинская лазурь):
K4[Fe (CN)6]↔ 4 K++ [Fe (CN)6]4-
3[Fe (CN)6]4-+ 4 Fe3+ = Fe4[Fe (CN)6]3↓
Для обнаружения ионов трехвалентного железа используют также реактив – тиоцианат калия, образует раствор кроваво- красного цвета
FeCl3+ 3 KSCN= Fe (SCN)3+ 3 KCl
Шестая остановка «Биологическая»
(демонстрация таблицы «Содержание железа в продуктах питания»)
Учитель. – Какова роль железа в жизни человека и растений?

Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Железо обусловливает красную окраску гемоглобина, от которого зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – CO2. Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет. Если белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, то вскоре смазанное место зеленеет. Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях –весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.
В организм железо поступает вместе с пищей. В пищевых продуктах содержится трехвалентное железо. А клетки кишечника пропускают только двухвалентное. Попав в кишечник, Fe+3 восстанавливается в Fe+2. Если человек плохо пережевывает пищу, Fe+3 не восстанавливается и остается недоступным. На усвоение влияет и состав пищи. В присутствии витамина С и фруктозы способствуют растворению и усвоению Fe. Но есть враги железа – это чай, кофе, яичные желтки. В их присутствии железо образует труднорастворимые соединения. У человека, страдающего недостатком железа, развивается малокровие.

Седьмая остановка «Закрепительная»
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Fe →FeCl2 →Fe(OH)2→FeO
Fe →FeCl3 →Fe(OH)3 →Fe2O3
Выберите правильные ответы
1. Железо – это активный щелочной металл.
2. Железо легко куется.
3. Железо взаимодействует с разбавленными кислотами.
4. Железо не подвергается коррозии.
5. Температура плавления железа - 15390С.
6. Железо взаимодействует с концентрированными кислотами H2SO4 и HNO3 при нагревании.
7. Атомы железа проявляют окислительные свойства.
8. Железо не обладает способностью намагничиваться.
9. Близ г. Дели в Индии стоит железная колонна без малейшего пятнышка ржавчины, хотя ее возраст почти 2800 лет.
10. Чистое железо не подвергается коррозии.
11. Охарактеризуйте железо как химический элемент, основываясь на его положении в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Отметьте заряд ядра, число электронных облаков, число электронов на последнем электронном слое.
Задание к лабораторному опыту: В 2-х пробирках находятся растворы Fe+3и Fe+2.
Как распознать их?
Итоги урока. Оценки за урок.
Домашнее задание.
Кері қайту
Ұқсас жаңалықтар:
Сборник тестов (ЕНТ) по русскому языку с казахским языком обучения

Сборник тестов (ЕНТ) по русскому языку с казахским языком обучения

Акмолинская область, Зерендинский район, Бирлестикская СШ учитель русского языка и литературы Мукажанова Шынар Оралбаевна...
Обобщение знаний по курсу органической химии

Обобщение знаний по курсу органической химии

БҚО, Бөрлі ауданы, Бөрлі ауылы, Бөрлі ауылшаруашылық колледжінің химия пәнінінің оқытушысы Бисенбаева Айымгүл Қуанғалиқызы...
Сундучок химических загадок.

Сундучок химических загадок.

Сундучок химических загадок. город Актобе, Средняя школа № 26 ученица 11 класса Кайшанова Дана Руководитель учитель химии Алдабергенова Ляззат...
Мир Галогенов 9-й класс

Мир Галогенов 9-й класс

Разработка урока по теме: «Мир Галогенов» 9-й класс Алдабергенова Л.А. учитель химии Средняя Школа № 26, город Актобе...
Проценты

Проценты

Солтүстік Қазақстан облысы Қызылжар ауданы Шаховское орта мектебі математика пәні мұғалімі Колюжная Светлана Юрьевна Урок математики в 5 классе по...
Пікірлер: 0
Пікір білдіру
Ақпарат
Қонақтар,тобындағы қолданушылар пікірін білдіре алмайды.
Абайдың қара сөздері, Ашық сабақ, Бастауыш, Информатика, Мұқағали Мақатаев, Мұқағали Мақатаевтың өлеңдері, Русский язык, Сабақ жоспары, Физика, Химия, абай құнанбаев қара сөздері, абай құнанбайұлының қара сөздері, ана тілі, ағылшын тілі, ағылшын тілінен сабақ жоспары, бала-бақша, балабақша, бастауыш сынып, баяндама, биология, география, дүниетану, ертегі, математика, математикадан сабақ жоспары, нақыл сөздер, презентация, сайыс, сайыс сабақ, сауат ашу, сценарий, тарих, тақпақ, технология, тәрбие сағаты, Қазақ әдебиеті, қазақ тілі, қазақ тілінен сабақ жоспары, қысқа мерзімді жоспар, өлең

Барлық тегтерді көрсету