Его Величество Железо

Разделы: Химия

Цели:

  • Рассмотреть электронное строение атома железа;
  • дать общую характеристику его;
  • изучить основные физические и химические свойства ;
  • рассмотреть важнейшие соединения железа ;
  • ознакомиться с применением железа.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Заходит “Двоечник”:
Зачем же мы все тут собрались? Так, тема – железо. Ну, и что в нём такого примечательного, мы встречаемся с ним каждый день, железо, как железо.

3. Его перебивают “Знайки”.

А знаешь ли ты:
Герою знаменитого романа Даниэля Дефо повезло. Корабль, с которого он спасся, сидел на мели совсем недалеко от острова. Робинзон сумел погрузить на плот все необходимое и благополучно переправился на остров. Ему повезло еще раз – цитируем роман: “После долгих поисков я нагнел ящик нашего плотника, и это была для меня поистине драгоценная находка, которой я не отдал бы тогда за целый корабль с золотом”...
Что было в плотницком ящике? Обыкновенный железный инструмент: топор, пила, молоток, гвозди.

Через два столетия на другой необитаемый остров попали герои другого французского романа – пятеро американцев. Они сумели не только выжить на острове, но и создать себе более или менее нормальные условия жизни, что определенно не удалось бы, если бы всеведущий инженер Сайрес Смит (заметим, что по-английски “смит” означает “кузнец”) не сумел найти на таинственном острове железную руду и сделать железные инструменты. Иначе опять пришлись бы Жюлю Верну выручать своих героев с помощью знаменитого капитана Немо...

Как видим, без железа не может обойтись даже приключенческая литература. Чрезвычайно важное место занимает этот металл в жизни человека.

А знаете ли вы:
Железо входит в состав метеоритов, падающих на Землю.

Конец 18 и начало 19 века ознаменовались настоящим вторжением железа в технику. В 1778 г построен первый железный мост. 1788 г введен в строй первый железный водопровод. В 1818 г спущен на воду первый железный корабль " Вулкан". В 1825 г в Англии начала действовать первая железная дорога. В 1889 г в Париже было завершено строительство стальной Эйфелевой башни, которая стала эмблемой столицы Франции.

Иглы из железа человек стал использовать более 2000 лет назад. Стальные иглы начали производить в 14 веке. Иглы долгое время изготовляли вручную. Чертежи машины для производства иголок создал еще Леонардо да Винчи, но делать такие машины начали только в 19 веке в Англии. Сейчас массовое производство иголок налажено только в 7 странах мира, так как это очень сложный процесс.

В организме человека содержится 4–5 г железа, 65% железа является важной составной частью гемоглобина крови, участвует в переносе кислорода.
Железо содержится в яблоках, картофеле, абрикосах, гречневой крупе.
Во всем мире железа и его сплавов производится в 20 раз больше, чем всех остальных металлов.

4. Объяснение новой темы учителем, используя презентацию.

  • Нахождение железа в природе:

Магнитный железняк(магнетит) Fe3O4  – 72% Fe
Красный железняк (гематит) Fe2O3 – 65% Fe
Лимонит  Fe2O3*nH2O – 60% Fe
Пирит FeS2 – 47% Fe
В минеральных водах: FeSO4 и Fe(HCO3)
В Республике Казахстан: Торгайский железорудный бассейн, и центральный Казахстан.

  • Нахождение в ПСХЭ.
  • Получение:

Востановлением
Водородом FeO + H2à Fe + H2O
Алюминотермическим методом Fe2O3 + 2Alà 2Fe + Al2O3
Угарным газом Fe2O3 + 4CO à 3Fe + 4CO2
Электролизом FeCl2 à Fe + Cl2

  • Физические свойства:

Блестящий серебристо-белый металл, плотность 7,87г/см2, Тпл=1539°C, твёрдость железа = 4,6, пластично, обладает магнитными свойствами.
Химические свойства: чистое железо на воздухе устойчивое. На практике используют железо с примесями. Железо металл средней активности.

Активные металлы окисляют железо

2Fe + 3Cl2 à 2FeCl3
Fe + S à FeS (ОВР)

Раскаленные железные опилки сгораю в кислороде с образованием окалины (смесь оксидов железа)

3Fe +2O2 à Fe3O4 (FeO*Fe2O3)

В сухой атмосфере железо покрывается защитной оксидной пленкой, её можно получить искусственно, прокаливая железо(воронёная сталь – не ржавеет).
Во влажном воздухе происходит ржавление железа: 4Fe + 6H2O + 3O2 à 4Fe(OH)3
C разбавленными кислотами HCl; H2SO4 реагирует с выделением водорода.
Fe +2HCl à FeCl2 + H2
С концентрированными кислотами

2Fe + 6H2SO4 à Fe2(SO4)3 +3SO2 + 6H2O
Fe + 4HNO3 à Fe(NO3)3 + NO +2H2O

С солями:

Железо восстанавливает менее активные металлы из их солей:

Fe + CuCl2 à FeCl2 + Cu

  • Применение:

Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления сердечников трансформаторов электромоторов, электромагнитов и мембран микрофонов. Чаще всего используют сплавы железа – чугун и сталь. Чистое железо применяется для изготовления гвоздей.

5. Сценка. “Двоечник” и “Знайка”

Куча металлических предметов.

1-й ученик: – Чем занимаешься?
2-й ученик: – Думаю, что же из этих предметов сделано из железа.
1-й ученик: – Это просто, железо притягивается магнитом, а цветные металлы такого свойства не имеют.
Достают магнит, и выбираю железный гвоздь из кучи.
1-й ученик: – А зачем тебе нужен был железный предмет?
2-й ученик: – Говорят, он проводит электрический ток, сейчас воткну в розетку и проверю, есть ли в ней ток.
1-й ученик: – Не вздумай этого делать, ведь железо проведет ток, и тебя ударит током!
2-й ученик: – А как оно проведет ток? За ручку что ли?
1-й ученик: – Эх, ты…Галина Вячеславовна на физике нам же рассказывала ….Железо имеет металлическую кристаллическую решетку, которая кроме атомов и ионов железа содержит, относительно свободно передвигающиеся электроны. При подключении источника питания, электроны начинают двигаться направлено в одну сторону, а что такое электрический ток -это направленное движение заряженных частиц. Поэтому металлы проводят электрический ток. Так что оставь свою затею и давай отгадаем загадки. За каждый правильный ответ, открываются 3 буквы в поговорке.

КУЙ ЖЕЛЕЗО ПОКА ГОРЯЧО!

  1. Как называется болезнь, когда не хватает организму железа? ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНАЯ АНЕМИЯ.
  2. Встречается ли железо в виде самородков? ДА
  3. Может ли железо падать с неба? МЕТЕОРИТЫ
  4. Красные клетки крови, содержащие железо? ЭРИТРОЦИТЫ
  5. Как свидетельствует в “Одиссее” Гомер, победителя игр, устроенных Ахиллесом, награждали куском ………..ЗОЛОТА и куском …………ЖЕЛЕЗА.
  6. Какие степени окисления присущи железу? +2,+3
  7. Самые распространенные сплавы железа? ЧУГУН И СТАЛЬ.

6. Задача:

Какой объем угарного газа . потребуется, чтобы восстановить железо, содержащееся в 960 т Fe2O3?

7. Рефлексия.

8. Д\З. Дополнительная информация о составе и свойствах сплавов.

Презентация.

Литература:

  1. Фельдман Ф. Г., Рудзитис Г. Е. Химия. Учебник для 9 кл.– М., Просвещение, 1997/
  2. Популярная библиотека химических элементов.
  3. Спасибо за презентацию сайту http://school-help.ru/index.php/katalog/22-prezentacii-po-himii/301-prezentaciya-jelezo