Игровые технологии на уроках химии. Деловая игра на тему: "Железо и его свойства"

Разделы: Химия

Проводится в форме научной конференции, проводимой с членами космической экспедиции, побывавшей на планете Железяка.

Цели:

  • Знать положение железа в периодической системе Д.И. Менделеева, нахождение железа в природе, свойства железа.
  • Уметь объяснять суть химических реакций с точки зрения окислительно-восстановительной теории, обосновывать необходимость получения железа из руд.
  • Доказывать необходимость этого металла в жизни человека и животных.

Оборудование: кабинет украшен в стиле космического путешествия, кодоскоп, коллекции железных руд и сплавов, железо порошок, изделия из железа, магнит, раствор серной кислоты, концентрированная серная кислота, раствор НС1, раствор сульфата меди, концентрированной азотной кислоты, сера, диапозитивы.

Ход урока

План.

  1. Положение железа в периодической системе Д.И. Менделеева
  2. Нахождение железа в природе.
  3. Почему железо называют "небесным камнем".
  4. Роль железа в организме человека и животных.
  5. Способы получения железа.
  6. Физические свойства.
  7. Применение железа
  8. Знаешь ли ты?

Звучит музыка. Песня "Земля в иллюминаторе".

Учитель:

Небесный свод, горящий славой звездной,
Таинственно глядит из глубины.
И мы плывем, пылающего бездной
Со всех сторон окружены.

Сегодня мы присутствуем на заседании научного совета нашей планеты. Наша экспедиция вернулась с планеты Железяка. Мы жители планеты Химиос были на ней в течении долгих лет. Экспедиция была трудной и долгой. Знакомство с этой планетой приоткрыло новые тайны сложного устройства мира.

Мы назвали планету Железяка, потому что в коре планеты 5.1% железа, но это не самое главное. Жители планеты так привыкли к использованию железа, что если представит, что оно исчезло, то произошла бы катастрофа поистине космического масштаба. На улицах стоял бы ужас разрушений: ни рельсов, ни вагонов, ни тепловозов, ни автомобилей не оказалось бы, далее бы камни мостовых превратились в труху, а растения бы стали чахнуть и гибнуть без живительного материала. Разрушения бы ураганом прошли бы по всей планете, и гибель человечества сделалась бы неизбежной. Впрочем - человек не дожил бы до этого момента, ибо лишившись 3 граммов железа в своем теле и в крови, он бы прекратил свое существование раньше, чем развернулись бы нарисованные события.

Если верна гипотеза о существовании железного ядра у этой планеты Железяка, хотя местные обитатели называют ее почему-то Земля. Так что же это за таинственный химический элемент, который правит всей этой планетой. На эти вопросы постараются ответить вам астронавты исследователи, которые прибыли с нее.

Первый перед вами выступит астронавт исследователь, который расскажет о положении железа в таблице, которую создал один из великих ученых планеты Железяка Д.И. Менделеев.

Астронавт-исследователь: Дает характеристику положения железа в Периодической системе Д.И. Менделеева.

Есть ли вопросы:

Вопрос: Какую электронную формулу имеет атом железа?

Астроном-исследователь: +26 1s22s22p63s23р63d64s2

Учитель: Как вы услышали и записали, что строение атомов различных элементов сходно во всей галактике, что говорит о родстве цивилизации. Астронавт исследователь – геолог расскажет о нахождении этого металла в природе планеты Железяка. Кодоскоп.

Астронавт-геолог: В природе планеты Железяка содержится 5.1% железа.

Основные минералы: магнетит (магнитный железняк) Fe3O4 (Fe2O3*FeO) содержит до 72% железа.

Гематит Fe2O3 (красный железняк) содержит до 65% железа. Пирит FeS2 содержит примерно 47% железа.

Основные месторождения: Южный Урал, Курская магнитная аномалия, Кр-Рожский бассейн, Крым. Так запасы Курской магнитной анамалии 40 млрд. тонн, его хватит на 100 лет.

Учитель: Кроме своих происхождении железо попадает на планету Железяка в виде метеоритов. Не зря на некоторых языках жители планеты именуют его “небесным камнем”.

С нами на планете был астронавт-астроном.

Астронавт-астроном:

Очень часто планету Железяка посещают “пришельцы”. Их называют метеориты. При их исследовании было обнаружено много железа. Самый крупный метеорит Тунгусский. Ежегодно на планету падает не менее 1000 метеоритов, найдено их около 1700. Многим метеоритам дают названия по имени того места, где он упал. Самый знаменитый старый метеорит, найденный назывался Палассовым Железом. В 1749 г. Яков Медведев перевез его в деревню Медведеве. Путешественник по Сибири академик П.С.Паллас заинтересовался диковинной глыбой железа и распорядился отправить его в Петербург. С древних времен лежит в Синцзяне (Китай) Серебряный Верблюд - огромный железный метеорит весом около 20 тонн, ставший объектом поклонения местных жителей. Итак, кроме железа находящегося в недрах планеты Железяки, железо попадает на нее в виде метеоритов.

Учитель: Железо на этой планете незаменимый элемент в жизни человека, растений и животных, хотя содержание в них очень мало. В нашу экспедицию входит астронавт-биолог.

Кодоскоп: - строение эритроцитов, молекулы гемоглобина.

Астронавт-биолог: Большинство теплокровных животных содержат в своем составе такое вещество как гемоглобин. Красные кровяные клетки или эритроциты, - это безъядерные клетки двояковогнутые, диаметр составляет 7.5 мкм. В 1мм3 крови их насчитывается примерно 5 млн. Суммарная поверхность эритроцитов определяется содержащимися в них белком гемоглобином.

Снижение количества эритроцитов и понижение в них гемоглобина связана группа заболеваний на этой планете, называемых малокровием и белокровием. Тогда для лечения необходимо принимать препараты железа. Болезни эти опасны для человека. Железо также входит в состав растений. Особенно его много в яблоках, гранатах, пастушьей сумке и др.

Есть ли вопросы?

Вопрос: В какие продукты питания обитателей планеты входит железо?

Ответ: В состав яблок, гранатов, печени и др.

Учитель: Для использования человеку (как называют себя жители планеты Железяки) надо было научиться извлекать его из руд.

Распространенность и относительная простота извлечения из руд сделали железо доступным еще в древние времена этой планеты. Об этом, т.е. о способах получения расскажет специалист по технологии производства.

Астронавт исследователь: технолог химический производств. Получать железо на планете стали еще во II веке нашей эры. В те времена и еще много веков спустя железо получали так называемым сыродутным методом. Сыродутные печи устраивали прямо в земле, обычно на склоне оврагов или канав. Они имели вид трубы. Эту трубу заполняли углем и железной рудой. Уголь зажигали и ветер, дувший в склон оврага, поддерживал горение угля. Железная руда восстанавливалась. Из него отливали различные орудия. Все это мы вычитали в старинных книгах. В ранее средневековье было знакомо и другое железо: булатные сабли, толедские клинки, миланские доспехи.

Дамасскую сталь делали на Востоке еще во времена Аристотеля (IV) век до на шей эры. Сейчас железо на планете Железяка получают разными способами. Кодоскоп:

1) Fе2O3 + 3Н2 –> 2Fе + 3Н2О (водородом)

2) 3Fе3O4 + 8А1 –> 4 Al2O3 + 9Fе (алюмотермия)

3) электролизом растворов солей железа (II)

FeCL2 –> Fе2+ + 2С1
К Fе2++2е –> Рео
А 2С1- - 2е –> С12

4) Fe2O3 + 3СО –> 2Fе + 3СО2

Вопрос: Какой из способов наиболее распространен на планете? Ответ: Последний способ получения наиболее распространен так как на планете получают много чугуна, а из него стали (это сплавы железа).

Учитель: Итак жители научились получать железо из руд, а что дальше? А дальше, чтобы его использовать необходимо было изучить его физические свойства. Поэтому мы решили исследовать эти свойства и вот такие результаты получили. Об этом вам расскажет астронавт исследователь. Астронавт исследователь физик:

Мы астронавты планеты Химиос тоже познакомились с физическими свойствами железа. Железо - серебристо-белый, блестящий металл, его плотность 7.87 г/см3, температура плавления 1539°С. обладает хорошей пластичностью. Легко намагничивается и размагничивается (опыт по магнитным свойствам: магнит, шурупы, гвозди, иголки.), существует в виде нескольких аллотропных видоизменений. Альфа-железо кристаллизуется в виде кубических объемно-центрированных кристаллов. Гамма-железо в виде кубических гранецентрированных кристаллов. Переход из альфа в гамму форму происходит при температуре 910°С. Интересно, что при нагревании до 720°С металл теряет свои магнитные свойства. Гамма-железо не магнитится.

Учитель: Самой сложной проблемой было изучить химические свойства,

так как очень сложно было получить его в чистом виде.

Астронавт исследователь химии:

Кодоскоп: Рассмотрим химические свойства железа. Демонстрация (взаимодействия железа с сульфатом меди (II), серной кислотой, серой, азотной кислоты, ржавление).

Учитель: Жители планеты Железяка научились широко использовать железо, его сплавы. Применение основывается в основном на его физических свойствах. Об этом нам расскажет астронавт исследователь разрабатывающий проблемы применения.

Астронавт исследователь технолог.

Кодоскоп, коллекции.

Учитель: Последний астронавт расскажет об удивительном из истории этого элемента.

Астронавт-всезнайка: интересные факты.

1) железная колонна;

2) булатная сталь.

Учитель: Итак, уважаемые члены высшего совета планеты Химиос, а теперь обратимся к школьным учебникам, которые мы привезли оттуда. Используя этот учебник, наши доклады, вы должны рассказать о чудо-элементе другим жителям нашей планеты. В помощь при подготовке обратитесь к записям и учебникам.

А теперь подведем итоги нашего совета.

Учащиеся самостоятельно делают выводы, отвечают на вопросы, поставленные членами научного совета уже выступившими. В заключении они предлагают решить задачу.

Какую массу железа необходимо получить из 3000 кг гематита, в котором 20% примесей, восстановлением его водородом (Если остается время).

Звучит музыка “Земля в иллюминаторе”.

А я металл космического века.
Давно-давно на службе человека.
Хоть в технике я молодой металл?
Но славу я себе завоевал.
И я прочен и теплопроводен
И в атомных реакторах пригоден,
А в сплавах с углеродом и титаном
Я нужен для постройки стратопланов.
Я нужен для постройки ракет
По нужности меня важнее нет.