Урок по химии на тему Железо

Урок в 9-м классе.

Железо.

Задачи:

Образовательные

1. Повторить свойства соединений алюминия.

2. Охарактеризовать железо по его положению в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

3. Познакомить с физическими и химическими свойствами железа как простого вещества.

Развивающие

1. На основе межпредметных связей продолжить формирование умений устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами веществ.

2. Развивать умение проводить, наблюдать и описывать химический эксперимент

Воспитательные

1. Продолжить развитие познавательных интересов учащихся;

2. Утвердить учащихся в гордости за свою Родину, как самую богатую природными ресурсами страну.

Тип урока: комбинированный. Сообщение новых знаний и их совершенствование.

Вид урока: лабораторный.

Оборудование: металлическая проволока с кнопками на пластилине, колбы, магнит, штатив с пробирками.

Реактивы: железные гвозди, разбавленные и концентрированные: серная, соляная и азотная кислоты, раствор гидроксида натрия, железные опилки, роданид аммония, хлорид железа(II), хлорид железа(III), красная кровяная соль, желтая кровяная соль.

План урока:

1. Проверка выполнения домашнего задания.

2. Железо как химический элемент.

3. Физические свойства железа.

4. Значение железа. Задача.

5. Химические свойства железа.

6. Закрепление и обобщение знаний, полученных на уроке.

7. Подведение итогов урока.

8. Домашнее задание.

Организационный момент:

Заранее на доске записывается план урока и домашнее задание.

1. Проверка выполнения домашнего задания

Фронтально: дописать уравнения реакций

(учащиеся выходят по одному к доске и записывают по одному уравнению реакции):

Fe₂O₃ + Al =

Al₂(SO₄)₃ + BaCl₂ =

Al(OH)₃ + NaOH =

Al + O₂ =

Осуществить превращения:

Al(OH)₃ - AlCl₃ - Al(OH)₃ - Al₂O₃

Al(NO₃)₃ - Al(OH)₃

Al - AlCl₃

Для экономии времени урока при проверке необходимо на обратной стороне доски записать полностью уравнения реакций.

Индивидуально (данные задания необходимо предложить более подготовленным, интересующимся предметом):

1. Напишите уравнения реакций взаимодействия алюминия со следующими веществами: хлором, разбавленной серной кислотой, раствором сульфата меди(II). К каждому уравнению реакции составьте электронный баланс.

2. Напишите уравнения реакций получения хлорида алюминия четырьмя способами. К каждой реакции приведите электронный баланс или полные и сокращенные ионные уравнения.

3. Напишите уравнения реакций взаимодействия алюминия со следующими веществами: бромом, серой, водой, гидроксидом натрия. К каждой реакции приведите электроны баланс.

2. Актуализация знаний по теме:

Учитель: Какие еще химические элементы относят к металлам?

Планируемый ответ: Натрий, калий, литий, барий и т.д.

Учитель: По какому признаку химические элементы относят к металлам?

Планируемый ответ: По малому количеству электронов на внешнем энергетическом уровне: от одного до трех.

3. Формирование знаний о железе - химическом элементе.

Учитель: А железо можно отнести к металлам?

Планируемый результат: По свойствам, конечно, можно, но нахождение железа в восьмой группе ставит это под сомнение.

Учитель: Железо действительно находится в восьмой группе, но в побочной подгруппе.

Записываю на доске схему электронного строения атома железа.

⁵⁶Fe +26 ) ) ) ) 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶4S²3d⁶

^2628142

P = 26, n = 30, e = 26

Поэтому у железа степень окисления в соединениях +2 и +3(при участии еще одного электрона с предвнешнего энергетического уровня). Редко, но железо бывает со степенью окисления +6 (при участии 4-х электронов с предвнешнего энергетического уровня).

4. Формирование знаний о железе - простом веществе.

Учитель: Действительно ли такими важными свойствами обладает железо? Убедиться в этом и познакомиться не только с железом, но и его соединениями и будет целью нашего урока сегодня.

Демонстрируются физические свойства железа:

• Теплопроводность. (Один конец стальной проволоки с кнопками на пластине нагревается, кнопки по порядку падают на подставку демонстрационного стола. Учащиеся делают вывод: железо теплопроводно).

• Электропроводность. (Замыкается простейшая электрическая цепь со стальными проводами, лампочка загорается. Учащиеся делают вывод: железо электропроводно).

• Наличие металлического блеска. (Металлическая пластина поворачивается при дневном свете. Учащиеся делают вывод: металлический блеск есть).

• Пластичность и ковкость. (Демонстрация изделий из железа и его сплавов: трубки, решетки. Учащиеся делают вывод: железо пластично и ковко).

• Магнетизм. (К железным гвоздям подносится магнит и гвозди притягиваются. Учащиеся делают вывод: железо магнитно).

5. Формирование знаний о химичесих свойствах железа.

Учитель: А не так давно в Моравском музее города Брно появился новый экспонат - небольшой топор, найденный археологами при раскопках древнего поселения Мстенице, относящегося к раннему средневековью. Масса топора 6 кг. Оказалось, что в отличие от других железных изделий, найденных при раскопхах, топор изготовлен из природнолегированного железа, содержащего 2,8 % никеля и 0,6 % кобальта. Такой состав свидетельствует о небесном происхождении материала, который воспользовался средневековый мастер из Мстенице. Сколько кг железа в этом топоре.

К доске выходит ученик по желанию и решает задачу.

Решение:

1. m (Ni) = 0,028 ^. 6 = кг

2. m (Co) = 0,006 ^. 6 = кг

3. m (Fe) = 6 - (0,168 +0,036) = 6 - 0,204 = 5,796 кг.

Ответ: железа в топоре 5,796 кг.

Учитель:А что мы знаем о железе? Где встречается железо в природе? Каково его биологическое значение?

Ученики: железо имеет большое значение для биологии животных организмов, так как является основным катализатором дыхательных процессов. Организм взрослого человека содержит около 3 грамм железа, из которых приблизительно 75% входит в состав гемоглобина. Основной функцией этой части железа является связывание молекулярного кислорода и перенос его в ткани. Последние, в свою очередь, содержат органические соединения железа, катализирующие процессы дыхания в клетках. Из отдельных частей организма наиболее богаты железом печень и селезенка.

Учитель: А теперь рассмотрим химические свойства железа. Железо - активный металл?

Ученики: Металл средней активности (проверяют по таблице «Ряд активности металлов»).

Учитель: Значит для него характерны реакции с чем?

Ученики: - с неметаллами (О_2, Cl₂ и т.д.)

- с солями

- с кислотами

- с водой

Учитель: Давайте это проверим.

Опыт 1. Взаимодействие железа с кислородом

Колбу заполняем кислородом из кислородной подушки, закрываем стеклом. Опускаем в эту колбу раскаленную швейную тонкую иголку, закрепленную в держателе.

3Fe + 2O₂ = FeO ^. Fe₂O₃ (Fe₃O₄)

(Наблюдаем образование светящихся частичек железной окалины).

Опыт 2. Взаимодействие железа с солями.

Учитель: Со всеми ли солями реагирует железо?

CuSO₄ + Fe =

MgSO₄ + Fe =

Ученики: Для решения уравнений нужно посмотреть в «Ряд активности металлов».

Учитель: Давайте напишем реакции и проверим это на практике.

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

^{голубой раствор желтоватый раствор красный цв.}

MgSO₄ + Fe = реакция не идет

Ученики делают ВЫВОД: Реакция идет с солями, в состав которых входит металл, менее активный, чем железо.

Опыт 3. Взаимодействие железа с кислотами.

Учитель: С разбавленными кислотами H₂SO₄, HCl, H₃PO₄ и т.д. реакция идет с выделением водорода:

H₂SO₄ + Fe = FeSO₄ + H₂

HCl + Fe = FeCl₂ + H₂

Но есть две особые кислоты:, HNO_{3 разб.}, HNO_{3 конц.} и H₂SO_{4 конц.} с которыми реакция идет по-особому. Более подробное изучение их свойств мы рассмотрим позже.

Опыт 4. Взаимодействие железа с водой.

Учитель: В лабораторных условиях эта реакция идет при очень высоких температурах, но в повседневной жизни мы встречаемся с этой реакцией постоянно. Все вы наблюдали как появляется ржавчина на железных изделиях во влажном воздухе. При этом происходит такая реакция:

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂

^{железная окалина}

6. Формирование знаний о химичесих свойствах железа.

Учитель зачитывает пункты плана урока, записанные на доске и делает с учащимися вывод по каждому пункту (начиная со второго)

1. Проверка выполнения домашнего задания.

2. Железо как химический элемент. (Вывод: элемент 8 группы побочной подгруппы, на внешнем энергетическом уровне 2 электрона, степень окисления +2, +3, редко +6. Металл).

3. Физические свойства железа. (Вывод: Пластичность, ковкость, электро- и теплопроводность, металлический блеск, магнитизм).

4. Значение железа. Задача.

5. Химические свойства железа.

6. Закрепление и обобщение знаний, полученных на уроке.

7. Подведение итогов урока.

8. Домашнее задание. ($14, вопросы 5,6)

.