Задачи урока:
- образовательная: познакомить учащихся с природными соединениями железа, рассмотреть важнейшие соединения железа (+2) и (+3), их свойства, ознакомить с качественными реакциями на ионы железа (+2) и (+3), показать народнохозяйственное значение соединений железа;
- развивающая: развитие речи, памяти, логического мышления, умений совместной деятельности; развитие и закрепление умений и навыков работать с лабораторным оборудованием;
- воспитательная: формирование мировоззрения, навыков сотрудничества, преемственности знаний, осуществление межпредметных связей, воспитание экологической грамотности, разумного отношения к природе (слайд 2).
Оборудование и реактивы:
образцы природных соединений железа (магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк, железный колчедан); растворы хлорида железа (II) и (III), растворы красной кровяной соли и жёлтой кровяной соли, раствор роданида калия, раствор щёлочи; соли: железный купорос, хлорид железа (III), сульфат железа (III), необходимая химическая посуда.
Тип урока: комбинированный.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
1 вариант
Закончите уравнения реакций. Уравнение №2 рассмотрите с точки зрения ОВР.
1) Fe + H2SO4р-р =
2) Fe + O2 =
3) Fe + AgNO3 =
2 вариант
Закончите уравнения реакций. Уравнение №2 рассмотрите с точки зрения ОВР.
1) Fe + HBr =
2) Fe + Cl2 =
3) Fe + H2O =
3 вариант
Закончите уравнения реакций. Уравнение №2 рассмотрите с точки зрения ОВР.
1) Fe + HCl =
2) Fe + Br2 =
3) Fe + Cu(NO3)2 =
III. Изучение нового материала.
Нахождение железа в природе
Железо (5%) – второй по распространённости металл в земной коре, а в природе занимает 4 место. В природе встречается в виде оксидов и сульфидов:
Fe3O4 – магнитный железняк (магнетит);
Fe2O3 – красный железняк (гематит);
(Врач и алхимик Теофаст Парацельс много путешествовал и в 1530г из России привёз в свою лабораторию в г. Базеле кусок вишнёво – красного минерала – “кровавика”. Минерал действительно оставлял “кровавый” след – красную черту на пергаменте или белом камне. Помощник Парацельса, невежественный монах, решил, что минерал из России – застывшая кровь дьявола. Готовя составные части лекарств прокаливанием солей, полученных из “русского минерала”, монах всякий раз получал порошок красного цвета. Сиреневые кристаллы сульфата и нитрата железа (III), жёлтый хлорид железа (III) или почти белый карбонат железа (II) – все они при нагревании в токе воздуха превращались в “кровавик”. Бросив работу, монах стал повсюду рассказывать, что Парацельс связан с дьяволом. В адрес знаменитого врача посыпались угрозы, и ночью ему пришлось тайно покинуть Базель. Утром толпа горожан разгромила и сожгла его дом).
“Кровавик” - это минерал гематит Fe2O3. Соли железа при прокаливании разлагаются с выделением этого оксида красного цвета.)
2Fe2O3*3H2O – бурый железняк (лимонит);
FeS2 – железный колчедан (пирит).
Помимо железа в состав этих минералов входят другие элементы. Природное химически чистое железо бывает только метеоритного происхождения (самый большой метеорит найден в 1920 г. в Юго – Западной Африке, вес 60 т., “Гоба”) (демонстрация коллекции минералов) (Cлайд 3).
Железо образует несколько рядов соединений, чтобы узнать какие мы должны с вами вспомнить, какова особенность строения атома железа и какие степени окисления характерны для железа?
Fe +26 2е, 8е, 14е, 2е
(Fe – элемент 7 группы побочной подгруппы, 4 периода (большой). Заполняется не последний, а предпоследний, 3-й от ядра энергетический уровень, где максимальное число электронов 18, у железа здесь 14 электронов. Железо восстановитель, как и другие металлы, однако в отличие от ранее изученных металлов, атомы железа при окислении отдают не только электроны последнего уровня, приобретая степень окисления +2, но способны к отдаче 1 электрона с предпоследнего энергетического уровня, принимая при этом степень окисления +3. Для железа характерны две основные степени окисления +2 и +3).
Проявляя степени окисления +2 и +3 железо образует 2 ряда соединений.
Соединения железа (+2).
Соединения железа (+2): FeO (оксид железа(II) и Fe(OH)2 (гидроксид железа(II). Имеют ярко выраженный основный характер. Получают их косвенно. Рассмотрим генетический ряд Fe +2:
Соединения железа (+3).
Соединения железа (+3): Fe2О3 (оксид железа(III)) и Fe(OH)3 (гидроксид железа(III)). Имеют слабо выраженные амфотерные свойства. Получают их косвенно. Рассмотрим генетический ряд Fe +3:
Катионы железа (+2) легко окисляются кислородом воздуха или другими окислителями до катионов железа (+3). Поэтому белый осадок Fe(OH)2 (гидроксид железа(II) на воздухе сначала приобретает зелёную окраску, а затем становится бурым, превращаясь в Fe(OH)3 (гидроксид железа(III) (демонстрационный опыт
)
Соли железа (+2) и (+3).
Железо образует 2 ряда солей Fe+2 и Fe+3 . Для распознавания соединений железа (+2) и (+3) проводят качественные реакции на данные ионы (качественные реакции – это реакции с помощью которых распознают различные вещества, они сопровождаются ярким внешним эффектом).
Качественные реакции на Fe+2.
Реактивом служит красная кровяная соль.
Качественные реакции на Fe+3.
Реактивом служит жёлтая кровяная соль.
Также для обнаружения ионов железа(III) используют взаимодействие солей железа(III) с роданидом калия или аммония, в результате чего раствор приобретает интенсивно-красное окрашивание.
Техника безопасности: необходимо брать вещества в количествах указанных учителем; при попадании данных химических реактивов на кожу или одежду необходимо смыть реактивы избытком воды; если что-нибудь попало в глаза – промыть водой в течение 10-15 минут.
(просмотр диска; демонстрация образцов солей; опыты учащихся) (Cлайд 4, 5).
Применение соединений железа
Железо выполняет функции кроветворных органов, входит в состав гемоглобина, других сложных белковых животных организмов. В виде чугуна и стали железо находит широкое применение в народном хозяйстве. Из солей железа наибольшее техническое значение имеют сульфаты и хлориды.
FeSO4*7H2O – железный купорос используется для борьбы с вредителями растений, для приготовления минеральных красок и т.д.;
FeCl3 – используется как протрава при крашении тканей и в качестве катализатора в органическом синтезе;
Fe2(SO4)3*9H2O – применяют для очистки воды, в виде квасцов в медицине.
(просмотр диска; демонстрация образцов солей)
IV. Вывод.
На уроке мы с вами рассмотрели соединения железа (+2) и (+3). Познакомились с нахождением железа в природе: минералы магнетит, гематит, лимонит, пирит. Изучили соединения железа (+2) ( FeO (оксид железа(II) и Fe(OH)2 (гидроксид железа(II) и их свойства; соединения железа (+3) (Fe2О3 (оксид железа(III) и Fe(OH)3 (гидроксид железа(III), их свойства. Рассмотрели лёгкость окисления Fe+2 в Fe+3 кислородом воздуха. Узнали, что железо образует 2 ряда соединений:
Fe+2: реактивом служит красная кровяная соль, образуется тёмно-синий осадок (турнбулева синь);
Fe+3: реактивом служит
1) жёлтая кровяная соль, образуется тёмно-синее окрашивание (берлинская лазурь);
2) роданид калия или аммония, образуется интенсивно-красное окрашивание.
Рассмотрели применение соединений железа: в металлургии, медицине, при очистке воды, при окраске тканей, для борьбы с вредителями и в других отраслях народного хозяйства.
V. Закрепление.
Задача. Какая масса железа может быть получена при действии на 96 г оксида железа(III) избытка оксида углерода(II), если выход реакции составляет 80% от теоретически возможного? (Cлайд 6)
Решение.
VI. Рефлексия.
Закончите предложения или дайте ответ на поставленный вопрос.
Мне больше всего понравилось…
Сегодня я узнал…
Было сложно…
Было интересно…
Теперь я могу…
Я попробовал…
Домашнее задание: учебник Габриелян О. С. п.14 (стр. 65-67); упр. 5,6 письменно (Cлайд 7).