Железо и его свойства

(разработан  Р.А. Алешниковой,  учителем химии МОУ «Хвощеватовская СОШ»

Цели: познакомить учащихся с элементом побочной подгруппы ПСХЭ- железом. Рассмотреть физические и химические свойства железа, его соединений, раскрыть биологическое значение железа. Способствовать развитию навыков исследовательской деятельности учащихся, коммуникативных умений при работе в группах.

Вид урока: комбинированный

Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, таблица с  изображением кристаллической решётки, кодоскоп , кодоплёнка, коллекция «Минералы и горные породы», географическая карта «Полезные ископаемые», магниты, сосуд с кислородом, железная струна, спиртовка, оборудование и реактивы к лабораторной работе.

Ход урока: I.Обзорная лекция

1.        Положение железа в ПС, строение атома

26 )   )   )   )          Р-26                          1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4S²                             d- элемент

    2  8  14   2           n-30                                                                                                               3d⁶4s²-валентные электроны

                                  е - 26

2.Железо- простое вещество

Металлическая связь, металлическая кристаллическая решётка.

Физические свойства: железо- металл серебристо-белого цвета, плотность- 7860кг/м³  температура плавления-1539⁰ С, пластично, легко куётся и прокатывается, проводит электрический ток, притягивается магнитом и само намагничивается.

Химические свойства

Fe⁰-2 e       Fe⁺²                  Fe ^{0  -} 3e      Fe⁺³              Fe –восстановитель

а)Взаимодействие с простыми веществами

Мы живём в мире железных конструкций и машин. Огнеопасно ли железо? В атмосфере каких веществ оно может гореть?  Демонстрационный опыт: «Горение железа в кислороде»

Fe⁰+ 2O₂= Fe₃ O₄(Fe⁺²O .Fe₂⁺³O₃)

Гореть в атмосфере кислорода могут и железные балки, листы, проволока, если раскалена какая-либо их часть.

Железо горит в атмосфере  хлора _:                                     2Fe ⁰+ 3Cl₂=2Fe⁺³Cl₃ 

          Взаимодействует с серой                                                    Fe⁰+S=Fe⁺²S

          б) Взаимодействие со сложными веществами

Fe⁰+2H⁺¹Cl=FeCl₂+H₂^O                                                         3Fe⁰+ 4H₂O=Fe₃^+2,+3O₄+4H₂⁰

Fe^o+2H⁺=Fe²⁺+ H₂⁰                                                        Fe⁰+Cu⁺²SO₄=Fe⁺²SO₄+Cu⁰

Fe+H₂SO₄(к)  =          пассивируют                   Fe⁰+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu⁰

Fe+HNO₃(к) =              железо

3.Соединения  железа, свойства

+2    FeO                                Fe(OH)₂                                 FeCl₂

+3     Fe₂O₃                        Fe(OH)₃                               FeCl₃

II.Лабораторный опыт №1: «Получение и свойства гидроксидов железа(II),(III) (работа в группах – 4 учащихся.)

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, соли FeCl₂  и FeCl_3,растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, вода.

Повторение правил техники безопасности при работе с оборудованием и реактивами. На столах учащихся инструкция выполнения работы.

Рассмотрите кристаллические соли хлорида железа (II) и хлорида железа (III). Приготовьте водные растворы солей. Получите гидроксиды железа (II) и(III). Отметьте цвет полученных осадков. К полученным осадкам  добавьте раствор соляной кислоты, что наблюдаете? Запишите уравнения реакций в  молекулярной и ионной форме  (проверка записей  через кодоскоп).

Демонстрационный опыт: 1.Изменение цвета осадка  Fe(OH)₂

4Fe⁺²(OH)² +2H₂O+O₂=4Fe(OH)₃

2.Взаимодействие гидроксида железа (III) c  концентрированным  раствором  щёлочи

          Fe(OH)₃ + KOH=K [Fe(OH)₄]

Ожидаемый вывод учащихся

1.Гидроксид железа (II)- основание. Гидроксид жедеза (III)- амфотерный гидроксид, но основные  свойства > кислотных.

2.Ион железа (II) легко окисляется

Лабораторный опыт №2:» Качественные реакции на Fe⁺²  и Fe⁺³

(самостоятельная работа с учебником О.С.Габриелян, 9 класс, стр.78-80)

Задание: 1.К раствору соли железа (III) прилейте раствор  роданида калия

                 2.К раствору соли железа(III) прилейте раствор жёлтой, кровяной соли

       3.К раствору соли железа(II) прилейте раствор красной кровяной соли. Что наблюдаете? Запишите равнения                                                 реакций в сокращённом, ионном виде ( проверка на кодоплёнке)

Fe³⁺ +SCN^-                     FeSCN²⁺ - красный цвет                            Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]^3- =Fe₃[Fe(CN)₆]₂ – синий осадок

Fe³⁺ [Fe(CN)₆]^4-=Fe₄[Fe(CN)₆]₃  синий осадок

Вывод: качественными реакциями  на Fe²⁺  является красная кровяная соль, на Fe³⁺  роданид калия и жёлтая кровяная соль. Вопрос классу: какой ион  можно использовать для обнаружения Fe²⁺  и Fe³⁺ из лабораторной работы №1?(ожидаемый ответ – OH^-)

4. Нахождение железа в природе (сообщение ученика) оборудование: «Коллекция минералы и горные породы», географическая карта « Полезные ископаемые»

На доске:      Fe₃O₄                 Fe₂O₃                   2Fe₂O₃ . 3 H₂O                         FeS₂

                              ^{магнетит                                     гематит                              лимонит                                                           железный или серный колчедан}

производство чугуна и стали                                                             производство серной кислоты

5.Биологическая роль железа(сообщение учащегося – 1  мин.)

6. Применение.   Задание: рассмотрите иллюстрации, приборы, предметы назовите области применения железа. На каких свойствах основано применение? (на столах: скрепки, гвозди, микроудобрения, магниты, картинки с изображением изделий из железа) (ожидаемый ответ: железо-основа современной техники.)

III. Задание на дом: п.14 №3,5.