Урок химии на тему "Железо и его соединения". 9-й класс

Разделы: Химия

Класс: 9

Образовательная цель: обеспечить усвоение знаний о важнейших соединениях железа +2 и +3, качественных реакциях на ионы железа +2 и +3, биологической роли железа, используя опорные знания о строении железа, демонстрацию занимательных опытов, лабораторную работу, сообщения учащихся, мультимедийное приложение.

Задачи:
  • Продолжить формировать умения составлять схемы строения атома, электронную формулу, графическую формулу; на основе этого определять степени окисления, окислитель, восстановитель.
  • Систематизировать знания о характере оксидов и гидроксидов со степенями окисления +2 и +3 на примере оксидов и гидроксидов железа +2 и +3.
  • Формировать умения сравнивать свойства важнейших соединений железа(II) и железа(III), научиться определять с помощью качественных реакций соединения, содержащие ионы Fe2+, Fe3+
  • Совершенствовать умения школьников из предложенных формул составлять генетические ряды, осуществлять цепочки превращений, составлять уравнения химических реакций.
  • Совершенствовать навыки работы с реактивами при выполнении опытов, соблюдать правила по ТБ.
  • Раскрыть значение железа в природе и жизни человека.

Развивающая цель:

Продолжить развитие:
  • мыслительных способностей: умения пользоваться опорными знаниями, умения сравнивать, обобщать, делать выводы, объяснять ход эксперимента;
  • навыков самостоятельности при работе с учебником, инструктивной картой и реактивами;
  • исследовательских навыков при исследовании свойств соединений железа(II) и железа (III) и проведении качественных реакций;
  • способности к рефлексии, коммуникативные умения.

Воспитывающая цель:

Продолжить воспитание:
  • положительной мотивации обучения, используя привлечение учащихся к подготовке занимательных опытов, сообщений о роли железа, лабораторной работы, мультимедийного сопровождения;
  • чувство ответственности при подготовке сообщений, выполнения домашнего задания;
  • правильной самооценки.

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

Вид урока: Лабораторный.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, таблица растворимости веществ, таблица “Генетические ряды неорганических веществ”, инструктивные карты к лабораторной работе, тесты, презентация “Соединения железа”, Коллекция минералов: красный железняк, бурый железняк, магнитный железняк, железный колчедан.

Реактивы:

На столах учащихся:

растворы: FeCI2, FeCI3, KSCN, желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6], красная кровяная соль K3[Fe(CN)6], NaOH, соли: FeSO4•7H2O, FeCI3, Fe2(SO4)3•9H2O

Для занимательного опыта: скальпель, вата, пинцет, растворы: FeCI3 растворы: FeCI3, KSCN, желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6], красная кровяная соль K3[Fe(CN)6], нашатырный спирт.

Ход урока

1. Организационный момент.

Среди металлов самый славный
Важнейший древний элемент.
В тяжелой индустрии – главный
Знаком с ним школьник и студент.
Родился в огненной стихии
А сплав его течет рекой.
Важнее нет в металлургии
Он нужен всей стране родной.

О каком металле идет речь?

(Это железо.)

Учитель: Сегодня на уроке мы продолжим изучение металла 8 группы, побочной подгруппы Fe и рассмотрим его соединения. А для этого нам необходимо повторить те сведения о железе, которые вы приобрели на прошлом уроке.

2. Проверка знаний (индивидуальный опрос).

Цель: повторение изученного материала, необходимого для открытия “нового знания” и выявления затруднений в работе учащихся.

1-й ученик. Написать на доске схему строения атома железа, электронную и графическую формулы. Какие степени окисления может проявлять железо? Окислитель или восстановитель?

Проверка: (Презентация. Слайд 2)

2-й ученик. Написать на доске уравнения реакций взаимодействия железа с простыми веществами: хлором, серой, кислородом. Расставить степени окисления, уравнять методом электронного баланса. Проверка (Слайд 3)

3-й ученик. Написать уравнения реакций взаимодействия железа со сложными веществами: с растворами кислот, солей, водой при нагревании. Для одной из реакций ионного обмена написать полное и сокращенное ионное уравнение. (Слайд 4)

4-й ученик. Рассказать о распространенности железа в земной коре. Среди предложенных образцов выбрать важнейшие руды железа и назвать их.

3. Обобщение по опросу.

Беседа:

  1. Какие степени окисления может проявлять железо?
  2. В каких случаях образуются соединения железа(II)?
    Планируемый ответ: При действии на железо слабых окислителей, например, растворов кислот (кроме HNO3), солей и простых веществ, например, серы.
  3. А как можно получить соединения железа(III)?
    Планируемый ответ: При действии сильных окислителей на железо, например, галогенов, раствора азотной кислоты.
  4. Почему концентрированные азотную и серную кислоты можно перевозить в железной таре?
    Планируемый ответ: они пассивируют железо и реакции с ними не происходит.

Учитель: Железо дает два ряда соединений, соответствующих степени окисления +2, +3. Степень окисления Fe зависит от окислительной способности реагирующего вещества. У сильных окислителей железо принимает степень окисления +3, у более слабых +2.

Ученики записывают схему в тетрадь. (Слайд 6)

4. Актуализация знаний

Цель: на основе имеющихся знаний о металлах подготовить учащихся к восприятию новых знаний о соединениях железа.

(Фронтальный опрос по таблице “Генетические связи”.)
  1. Какие соединения образуют металлы со степенью окисления +2? (Планируемый ответ: основные оксиды, основания, соли.)
  2. Какие соединения образуют металлы со степенью окисления +3? (Планируемый ответ: амфотерные оксиды, амфотерные гидроксиды, соли.)
  3. Сделайте вывод о характере оксида и гидроксида железа со степенью окисления +2 (Планируемый ответ: FeO – oсновный оксид, Fe(OH)2 – основание.)
  4. Сделайте вывод о характере оксида и гидроксида железа со степенью окисления +3. (Планируемый ответ: Fe2O3 – амфотерный оксид, Fe(OH)3 – амфотерный гидроксид.)
  5. Какие химические свойства следует ожидать от этих соединений? (Планируемый ответ: взаимодействуют с кислотами, амфотерные окиды и гидроксиды еще взаимодействуют и со щелочами, нерастворимые основания разлагаются при нагревании)

5. Формирование знаний о получении гидроксидов железа и качественных реакциях на ионы Fe2+, Fe3+.

Учитель: Как можно получить гидроксиды железа в лаборатории?

Предполагаемый ответ: нерастворимые основания можно получить при взаимодействии раствора соответствующей соли со щелочью.

Лабораторный опыт 1. Получение гидроксида железа(II) и гидроксида железа(III) (Приложение 1)

(Выполняют по инструкции в парах.)

Получить гидроксиды железа в лаборатории можно взаимодействием солей железа со щелочью.

а) Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорид железа(II). Добавьте к нему по каплям раствор гидроксида натрия до появления явных признаков химической реакции. Отметьте цвет образовавшегося осадка. Записать уравнения реакций.

б) К хлориду железа(III) прилейте по каплям раствор гидроксида натрия до появления явных признаков химической реакции. Отметьте цвет образовавшегося осадка.

Что наблюдаете? Записать уравнения реакции.

Слайд 6 – уравнение реакций (самопроверка)

FeCI2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCI
Осадок темно-
зеленого цвета		 FeCI3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCI
бурый осадок
 

Вывод: Это один из способов распознавания соединений железа с различной степенью окисления, качественные реакции на ионы Fe2+ Fe3+.

Fe(OH)2 окисляется на воздухе: сначала зеленеет, потом приобретает бурую окраску.

(Демонстрация разрезанного яблока и пробирки с Fe(OH)2, на стенках которой видно как осадок становится бурого цвета.)

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 (Слайд 8)

Учитель: Существуют и другие качественные реакции, позволяющие распознать соли железа с различными степенями окисления. Вспомним сценку, которую вам в 7 классе на Дне школы демонстрировали девятиклассники.

Выходят 2 учащихся в белых халатах – “доктор” и его “ассистент”. Учитель представляет их классу.

Доктор: (держит в руках нож)

Вот еще одно развлечение:
Кто даст руку на отсечение?

Пауза.

Жалко руку на отсечение?

Тогда нужен больной для лечения. (Приглашают к столу ученика из класса.)

Ассистент.

Оперируем без боли,
правда, будет много крови.

Доктор.

При каждой операции
Нужна стерилизация.

Помогите, ассистент, дайте йод

Ассистент.

Один момент! (Подает “иод” – раствор FeCI3.)

Доктор.

Йодом смочим мы обильно,
Чтобы было все стерильно. (Тампоном, смоченным раствором FeCI3, смазывает обильно руку “пациента”.)
Не вертитесь, пациент,
Нож подайте, ассистент! Скальпель “дезинфицирует” “спиртом” (раствором KSCN).

Доктор делает “разрез” ножом, смоченным обильно раствором KSCN, течет “кровь”.

Ассистент: (испуганно)

Посмотрите, прямо струйкой кровь течет,

А не вода!

Доктор.

Не волнуйтесь!

Живой водой я смою руку

И от раны – ни следа! (Смывает “кровь” ваткой, смоченной раствором нашатырного спирта.)

Учитель.

Помните, ребята, в 7-ом классе мы вам говорили:

“Этот опыт объяснить мы пока не можем
В класс девятый перейдем – объяснение найдем”

Конечно, эта кровь не настоящая и рана – тоже, зато помогает определить в растворе ионы Fe3+. “Йод” – в нашем случае – это раствор FeCI3, а спирт – это роданид калия KSCN. А реакция между ними – это еще одна качественная реакция на ионы Fe3+.

Кроме перечисленных реакций, ионы Fe2+ и Fe3+ можно определить и с помощью других реактивов – желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6] и красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. Качественные реакции на ионы железа вы сейчас проделаете сами в процессе лабораторной работы.

Лабораторный опыт 2. (Приложение 1)

Качественная реакция на ион Fe3+

1. Реактив – роданид калия KSCN.

К раствору хлорида железа(III) добавить одну каплю раствора роданида калия (KSCN). Перемешайте содержимое пробирки и рассмотрите на свету. Отметьте цвет.

Результат воздействия – интенсивно красный цвет

FeCl3 + 3KSCN = Fe (SCN)3 + 3KCl.

2. Реактив – желтая кровяная соль K4 [Fe(CN)6]

г) К раствору хлорида железа(III) Во 2-ю пробирку добавьте 1–2 капли раствора гексацианоферрата(II) калия K4[Fe(CN)6] (желтой кровяной соли). Перемешайте содержимое пробирки, отметьте цвет.

Результат воздействия – синий осадок берлинской лазури.

K4 [Fe(CN)6] + FeCI3 = 3KCI + KFe[Fe(CN)6]

Лабораторный опыт 3.

Качественная реакция на ион Fe2+.

Реактив – красная кровяная соль K3[Fe(CN)6].

Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида железа(II). Добавьте к нему по каплям раствор осадка. гексацианоферрата(III) калия K3[Fe(CN)6] (красной кровяной соли). Отметьте цвет осадка.

Результат воздействия – синий осадок (турнбулевой сини)

FeCI2 + K3[Fe(CN)6] = 2КCI + KFe[Fe(CN)6]↓

Вывод:

  1. Реактивами на ионы Fe2+ являются щелочи и красная кровяная соль K3[Fe(CN)6].
  2. Реактивами на ионы Fe3+ являются щелочи, роданид калия и желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6].

Учащиеся записывают уравнения качественных реакций в тетради и выводы. (Слайд 9)

6. Первичное закрепление знаний.

(Работа по цепочке.) (Слайд 5–9)

  1. Перечислите, какие соединения образует железо со степенью окисления +2.
  2. Каков характер оксида и гидроксида железа(II)?
  3. Перечислите формулы соединений железа со степенью окисления +3.
  4. Каков характер оксида и гидроксида железа(III)?
  5. Как можно получить гидроксиды железа?
  6. По каким признакам можно распознать осадки гидроксида железа(II) и гидроксида железа(III)?
  7. При помощи каких качественных реакций можно распознать соли железа(II) и соли железа(III)?

7. Генетические ряды соединений железа(II) и железа(III).

(Конструирование схем из приведенных формул.) (Слайд 14)

FeCI2 Fe FeCI3
Fe(OH)2 Fe3O4 Fe(OH)3
FeO FeSO4 Fe2O3

Из приведенных формул составить схемы генетических рядов:

Вариант 1. От оксида железа(II) до железа.

Вариант 2. От железа до оксида железа(III).

Написать уравнения соответствующих реакций.

Ответы учеников проверяются по слайду.

9. Формирование знаний о соединениях железа, имеющих наибольшее практическое значение.

(Самостоятельная работа с учебником и образцами минералов.)

Задания для самостоятельной работы

  1. Рассмотреть образцы выданных вам минералов, отметить их агрегатное состояние, цвет.
  2. Выписать в тетради формулы, название этих соединений, их практическое значение.
Формула вещества Название вещества Практическое значение
Систематическое техническое
FeSO4•7H2O кристаллогидрат сульфата железа(II) железный купорос Для борьбы с вредителями растений, для приготовления минеральных красок, обработки древесины
FeCI3 хлорид железа(III) При очистке воды, в качестве протравы при крашении тканей
Fe2(SO4)3•9H2O кристаллогидрат сульфата железа(III) При очистке воды, в качестве растворителя в гидрометаллургии и в других целях

10. Первичное закрепление.

Цель: зафиксировать изученное содержание.

Ребята, давайте еще раз повторим, что мы сегодня изучили.

Формы и способы организации учебной деятельности (по “цепочке” учащиеся повторяют все вопросы этого урока, используя слайды презентации учителя,)

Выявление возможных затруднений и способы их коррекции.

11. Контроль знаний. Тест. (Приложение 2)

12. Подведение итогов. Выставление оценок.

Д/З. § 44 – 45 , стр.135 упр. 6 письменно, упр. 11 а); б) желающим получить оценку.

13. Рефлексия учебной деятельности на уроке. (Слайд 15)

  1. Зафиксировать новое знание, полученное на уроке.
  2. Оценить собственную деятельность на уроке.
  3. Оценить учебную деятельность класса.
  4. Зафиксировать неразрешенные затруднения как направления будущей учебной деятельности.
  5. Обсудить и записать домашнее задание. (Слайд 16)

Литература:

  1. Венецкий С. И. В мире металлов. М., 1988.
  2. Габриелян О. С. Химия 9 класс, М.: Дрофа, 2010 Химия – 9 с. 76–82.
  3. Денисова В. Г. Химия. 9 класс: поурочные планы по учебнику О. С. Габриеляна – Волгоград: Учитель, 2009.
  4. Книга для чтения по неорганической химии. Под ред. В. А. Крицмана. М., 1979.
  5. Мезин Н. А. Занимательно о железе. М., Металлургия, 1977.
  6. Пузынина М. А. Занимательный час “Чудеса своими руками” Химия в школе. 1991. № 5. С. 66–67.