Методическая разработка урока на тему "Железо и его соединения". 9-й класс

Цель урока: рассмотреть строение атома железа, как элемента побочной подгруппы, изучить свойства простого вещества железа и его соединений, нахождение в природе, рассмотреть качественные реакции на ионы железа.

Задачи:

• обучающие рассмотреть положение химического элемента железа в Периодической системе химических элементов ДИ Менделеева, строение атома. Изучить химические свойства простого вещества – железа, познакомиться с природными соединениями железа; рассмотреть биологическую роль железа;
• развивающие развивать интеллектуальные умения: выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, использовать ранее накопленные знания по химии в контексте нового материала, отработка ИКТ – компетентности;
• воспитательные воспитывать коммуникативные навыки, формировать научное мировоззрение, интерес к предмету.

Планируемые результаты обучения.

• чащиеся должны знать положение химического элемента железа в ПСХЭ, уметь характеризовать свойства атома на основании положения в ПСХЭ, особенности строения атома железа;
• уметь объяснять химические реакции, протекающие между простым веществом железом и простыми и сложными веществами;
• уметь записывать ОВР, указывать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления;
• знать общие физические свойства, области применения и биологическую роль железа.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: сера, железо (порошок), соляная кислота, сульфат меди (II), хлорид железа (III), сульфат железа (II), гидроксид натрия, роданид калия, красная и желтая кровяная соль.

Средства обучения: проектор, компьютер, слайды по основным вопросам урока, протоколы лабораторной работы, лабораторное оборудование и реактивы.

Методы обучения: репродуктивный, исследовательский, частично поисковый;

Форма организации урока: беседа, лабораторная работа, самостоятельная работа, тестирование;

Форма организации работы учащихся: фронтальная, индивидуальная, групповая, коллективная.

Урок сопровождается авторской презентацией (у автора). Учитель применяет здоровье сберегающие технологии.

Ход урока

Учитель:

Я давно в названии века,
В организме человека.
Называют мной характер,
Из меня почти весь трактор.
Очень в яблоке полезно...

Академик А.Е. Ферсман говорил: « …железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда. и трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества»

Учитель: Ребята, составим план, по которому мы будет изучать данный металл.

Учащиеся высказывают свои идеи и составляют план.

1. Положение в ПСХЭ
2. Физические свойства
3. Нахождение в природе
4. Биологическая роль
5. Химические свойства
6. Качественные реакции на ионы железа
7. Способы получения
8. Соединения железа
9. Применение железа и его соединений

Железо – элемент VIII группы побочной подгруппы. На внешнем уровне 2 электрона. В соединениях железо чаще всего проявляет степени окисления +2 и +3. С сильными окислителями образует соединения со степенью окисления +3, со слабыми +2, иногда образуется смесь соединений железа +2 и +3, например, железная окалина:

Fe₂O₄(FeO•Fe₂O₃)

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

Железо – серебристо-белый или серый металл, твердый, с высокой пластичностью, теплопроводностью и электропроводностью, плотность его равна 7,87 г/см³, тугоплавкий-1540?°С. В отличие от других металлов, железо способно намагничиваться. Металл средней активности, восстановитель.

Нахождение в природе

Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия).

Железо встречается не только в метеоритах. В природе широко распространены руды железа:

• магнетит Fe₃O₄ – содержит 72% железа;
• гематит Fe₂O₃ – содержит до 65% железа;
• лимонит Fe₂O₃•nH₂O – содержит до 60% железа;
• пирит FeS₂ – содержит примерно 47% железа.
• сидерит – FeCO₃

Обучающиеся рассматривают коллекцию минералов и горных пород.

Биологическая роль

Железо играет важную роль в жизни практически всех организмов Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других веществ.

Железо как элемент образуется множество соединений, проявляя обычно степени окисления +2,+3. Это оксиды FeO и Fe₂O₃ соответствующие гидроксиды Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃. Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы 4-го большого периода. Железо относится к d-элементам. Железо в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3.

Изучение химических свойств железа

Учитель: Ребята, предположите, какими химическими свойствами может обладать железо? (высказывают идеи)

Железо взаимодействует как с простыми, так и сложными веществами.

Демонстрация видеоопыта (горение железа, взаимодействие с хлором, серой, с водой). Задание: записать уравнение реакции и составить электронный баланс. Чем является железо в данных уравнениях реакций?

Обучающиеся записывают

1) 3Fe +2O₂ = Fе₃O₄

2) При нагревании до 200-250°С реагирует с хлором 2Fe+Cl₂=2FeCl₃

3) Fe+S=FeS

Действует ли вода на железо?

4) При обычных условиях вода не действует на железо, однако, в присутствии кислорода протекает следующая реакция:

4Fe +6H₂O + 3O₂ = 4Fe(OH)₃

Fe(OH)₃ – гидроксид железа (III) – основная часть ржавчины. Для протекания данной реакции необходимо одновременно присутствие воды и кислорода, в противном случае коррозия так и не наступит.

Может вытеснять железо водород из воды? Да, может, но только при сильном нагревании (запись на доске).

5) Fe + H₂O = FeO +H₂

Fe⁰ – 2e = Fe⁺² – восстановитель – окисление

2H⁺ + 2е = H₂ – окислитель – восстановление

Экспериментально рассмотреть взаимодействие железа с кислотами и солями. Записать уравнение реакции и наблюдаемый эффект.

6) Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

7) Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Fe⁰ – 2e = Fe⁺² (восстановитель)

Что вы наблюдали при проведении реакции? (Железо вытеснило медь из раствора сульфата меди)

В концентрированных азотной и серной кислотах железо не растворяется, так как на поверхности металла возникает пленка, препятствующая реакции металла с кислотой, поэтому концентрированные серную и азотную кислоты можно перевозить в железной таре (происходит пассивация металла).

Сделайте вывод о химической активности простого вещества – железа.

Качественные реакции. Демонстрация опытов

Получение

Промышленное получение железа и его сплавов осуществляют в доменных печах.

Чугун и сталь – сплавы, основу которых составляет железо. Чугун получают из железной руды в доменных печах. В доменном процессе главная задача – восстановление железа из руды.

Применение железа и его сплавов

В настоящее время железо – это основа современной техники, машиностроения, транспорта. Назовите предметы, изготовленные из сплавов железа. Соединения железа: железный купорос, хлорное железо, оксиды железа используют для приготовления красителей, лекарств, катализаторов, магнитных материалов, составов, защищающих древесину от гниения. Термит используется для сварки стальных изделий. Железный купорос используется при крашении тканей, для борьбы с вредителями. Железный сурик Fe₂O₃, охра – применяется как пигмент для приготовления красок. Железо – основа всей металлургии, машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения, инженерных сооружений.

Выполнение проверочного теста – Приложение

Рефлексия

Учитель предлагает учащимся оценить свою работу на уроке.