Цели урока:
- в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений;
- развивать дальнейшие умения составлять молекулярные и ионные уравнения химических реакций;
- учить сравнивать, обобщать, анализировать и делать выводы;
- развивать познавательную деятельность через эксперимент и посредством заданий развивающего характера;
- развивать коммуникативные качества личности.
Метод обучения: проблемно-поисковый
Организационные формы: беседа, самостоятельная и практическая работа, сообщения учащихся
Средства обучения: таблицы, химическое оборудование и реактивы, медиапроектор.
Программное обеспечение: компьютерная презентация к уроку (Приложение №1)
Эпиграф к уроку:
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Все от песчинок малых до планет -
Из элементов состоит единых.
С. Щипачев
I. Введение в тему. Вступительное слово учителя.
Ребята! Сегодня мы с вами отправимся в далёкое путешествие, чтобы познакомиться с Пришельцем из космоса. А какой металл считается Пришельцем? Почему его так назвали? Во время путешествия нам предстоит сделать несколько остановок по требованию.
II. Первая остановка “Космическая” (появление железа на Земле). Сообщение ученика.
Знакомство человека с железом произошло в давние времена. Есть основания полагать, что образцы железа, которые держали в руках первобытные люди, были неземного происхождения. Входя в состав некоторых метеоритов - вечных странников океана Вселенной, случайно нашедших приют на нашей планете, - метеоритное железо было тем материалом, из которого человек изготовил впервые железные изделия. Железо в самородном состоянии встречается на земле главным образом в виде метеоритного, “космического” железа.
- 18 октября 1916 года вблизи с. Богуславки Дальневосточного края наблюдали падение метеорита, два его осколка весили по 256 кг.
- 1920 год - Юго-Западная Африка, метеорит “Гоба” весом около 60 тонн.
- 30 июня 1908 г. упал знаменитый Тунгусский метеорит весом 50 тыс. тонн.
III. Вторая остановка. “Составление визитки для железа как химического элемента” (работа в парах).
Учитель: Работая с Периодической таблицей химических элементов, составьте визитную карточку для железа по алгоритму:
Порядковый номер:
Период:
Группа:
Подгруппа:
Электронная формула:
(После работы в парах на экране появляется слайд № 1 “Визитная карточка”), учитель выслушивает ответы учащихся.
? Исходя из строения атома железа, определить его валентные электроны.
Учитель. Железо имеет 8 валентных электронов (два из них на 4s- и шесть на 3d-АО). Однако валентность 8 для железа не характерна; неустойчивы и соединения с шестивалентным железом, например производные железной кислоты H2FeO4, являющиеся сильнейшими окислителями. Обычно железо проявляет валентности равные двум и трем и соответствующие степени окисления.
? Какими свойствами обладает железо как простое вещество?
(Учитель предлагает совершить следующую остановку).
IV. Третья остановка “Физические свойства”( работа в парах). Учащиеся работают с учебником, справочной литературой и записывают в тетрадь характерные физические свойства:
Цвет:
Металлический блеск:
Твердость:
Пластичность:
Теплопроводность:
Электропроводность:
Плотность:
Температура плавления:
Железо - серебристо-белый или серый металл, твердый, с высокой пластичностью, теплопроводностью и электропроводностью, плотность его равна 7,87 г/см3, тугоплавкий-1540?С. Это самый распространенный химических элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%.
Учитель проверяет выполненную работу в виде беседы с классом.
? Какими ещё свойствами обладает железо?
Учитель. Да, в отличие от других металлов, железо способно намагничиваться, оно обладает ферромагнетизмом.
Демонстрация опыта: намагничивание железных опилок.
? Какова активность железа?
Учитель обращает внимание учащихся на электрохимический ряд напряжения металлов. Для того, чтобы узнать активность железа по отношению к другим веществам, мы совершаем с вами очередную остановку.
V. Четвёртая остановка. Экспериментальная. “Химические свойства железа”.
Учитель. Железо взаимодействует как с простыми, так и сложными веществами. Предлагаю вам провести эксперименты с серой, соляной кислотой, сульфатом меди, объяснить свои наблюдения и составить уравнения химических реакций.
? Чем является железо в данных уравнениях реакций? (На экране появляется второй слайд).
- Fe + S = FeS
- Fe + 2HCI = FeCI2 + H2
- Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Fe0 - 2e = Fe+2 (восстановитель)
? Что вы наблюдали при проведении третьей реакции? (Железо вытеснило медь из раствора сульфата меди).
? Действует ли вода и кислород на железо?
Учитель. При обычных условиях вода не действует на железо, однако, в присутствии кислорода протекает следующая реакция: (на экране появляется слайд №3)
Fe(OH)3v - гидроксид железа (III) - основная часть ржавчины. Для протекания данной реакции необходимо одновременно присутствие воды и кислорода, в противном случае коррозия так и не наступит. Известно, что в течение многих столетий стоит знаменитая железная колонна в столице Индии Дели. Почему? (Там сухой воздух).
Учитель. Предлагаю учащимся провести опыт: реакцию обмена между сульфатом железа (II) и гидроксидом меди, записать уравнение химической реакции в молекулярном и ионном виде (на экране появляется слайд № 4).
Учитель предлагает учащимся вновь вернуться к полученному осадку и посмотреть на изменение цвета.
? Как изменился цвет осадка? Что произошло?
Учитель. Соединение железа двухвалентного неустойчиво и окисляется, превращаясь в соединение железа трехвалентного бурого цвета (слайд № 5).
? Может вытеснять железо водород из воды?
Да, может, но только при сильном нагревании (запись на доске).
Fe + H2O = FeO +H2
Fe0 - 2e = Fe+2 - восстановитель - окисление
2H+ + 2е = Н2 - окислитель - восстановление
? Какие два оксида образует химический элемент железо? (FeO и Fe2O3)
? Какими свойствами они обладают? (Основными).
При окислении железа в высокотемпературном режиме образуется железная окалина:
3 Fe +2O2 = Fе 3O 4
Учитель. Что вы узнали во время данной остановки? Какими свойствами обладает железо как простое вещество? Сделайте вывод.
VI. Остановка № 5. “ Подумай!” (слайд № 6).
(Письменная работа, в результате которой учащиеся должны написать возможно протекающие реакции).
VII. Остановка № 6. “Значение железа” (сообщение ученика)
Биохимики раскрывают огромную роль железа в жизни растений, животных и человека. Входя в состав гемоглобина, железо обуславливает красный цвет этого вещества, от которого, в свою очередь, зависит цвет крови. В организме взрослого человека содержится 3 г железа, из них 75% входят в состав гемоглобина, благодаря которому осуществляется важнейший биологический процесс - дыхание. Железо необходимо и для растений. Оно участвует в окислительных процессах протоплазмы, при дыхании растений и в построении хлорофилла, хотя само и не входит в его состав.
Железо издавна применяется в медицине для лечения малокровия, при истощении, упадке сил.
Железо - основа всей металлургии, машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения, грандиозных инженерных сооружений - от башни Эйфеля до ажура железнодорожных мостов. Все, все - начиная от швейной иглы, гвоздя, топора и кончая паутиной железных дорог, плавающими крепостями - авианосцами и линкорами - и огнедышащими домнами, где рождается само железо, - состоит из железа. Железо - это металл созидания!
YIII. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Учитель. В завершении путешествия поделитесь своими впечатлениями. Для этого допишите предложения, посвященные сегодняшнему уроку:
Сегодня я узнал (а)______________________________________
Я удивился (лась)_______________________________________
Теперь я умею _________________________________________
Я хотел (а) бы __________________________________________
Домашнее задание: на основе материала учебника (§ 21.7) и опорного конспекта составить рассказ по данной теме.