Титова Лилия Николаевна
Конспект урока химии в 9 классе «Железо: строение атома, физические и химические свойства, получение, применение»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Соузгинская средняя общеобразовательная школа»
Тема урока :
«Железо : строение атома, физические и химические свойства, получение, применение»
Выполнила:
Титова Лилия Николаевна
Учитель химии, биологии
С. Соузга, 2017 год
Публикация «Конспект урока химии в 9 классе „Железо: строение атома, физические и химические свойства, получение, применение“» размещена в разделах
- Средняя школа, 9 класс
- Средняя школа. 5-9 классы
- Физкультура, уроки по физической культуре
- Химия. Уроки химии
- Школа. Материалы для школьных педагогов
- Темочки
Цель урока : формирование на основании положения в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строения атома железа представлений о физических и химических свойствах железа, способах получения железа и его применение.
Воспитывающая: создать условия для воспитания активности и самостоятельности при изучении данной темы, а также умения работать в паре, группе, коллективе, умения слушать своих одноклассников.
Развивающая: развивать умения работать в атмосфере поиска, творчества, дать каждому обучающемуся возможность достичь успеха; умение давать самооценку деятельности на уроке.
Обучающая: организовать деятельность учащихся на усвоение:
знаний: взаимосвязи между строением и свойствами железа; его применением; нахождение в природе;
умений: записывать уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства железа и его соединений в ионном и окислительно-восстановительном виде.
Оборудование: металлическое железо, сера, растворы серной и соляной кислот, сульфат меди, спиртовка, спички.
Тип урока : урок открытия нового знания.
Форма организации деятельности учащихся: индивидуальная работа, работа в парах, выполнение лабораторных опытов, работа с дополнительной литературой.
Средства обучения: лабораторное оборудование, коллекция «Железо», инструкционная карта, ТСО (компьютер, экран, проектор).
Тип урока : изучение нового материала.
Форма обучения: индивидуальная, парная и коллективная.
Методы и приемы обучения:
Урок построен в соответствии с требованиями системно-деятельностного подходав изучении химии.
Ход урока
I. Организационный момент.
Приветствие. Психологический настрой учащихся на урок.
II.Актуализация
Сегодня ребята, мы продолжим путешествие по удивительному миру металлов.
Давайте вспомним особенности химических элементов- металлов.
Сегодня мы будем говорить о металле, который:
Я известен с давних пор и имею спрос,
Опусти меня в раствор – медный купорос.
Изменить хочу я соль, ну-ка, выйди, соизволь!
Удивительный момент: стал другим раствор!
Вытесняю элемент, не вступая в спор.
На меня взгляни, ответь. Начинаю я ржаветь.
- Какой это металл? (Железо)
III. Объявление темы, постановка цели.
Как вы думаете как будет звучать тема сегодняшнего урока?
Какие цели мы можем выдвинуть к нашей сегодняшней теме?
Учитель: Ребята, на сегодняшнем уроке Вы познакомитесь с элементом побочной подгруппы – железом : строением его атома, физическими и химическими свойствами, нахождением в природе, получением, применением (запись темы в тетради).
Составление кластера
Физические
свойства
Получение
Положение
в ПСХЭ
Д. И. Менделеева
Применение
Fe
Роль в жизни
человека и
растений
Нахождение в
природе
Химические
свойства железа
Сейчас мы отправляемся в путешествие, чтобы познакомиться с удивительным химическим элементом – железом – и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится маршрутная карта. Внимательно рассмотрите её и чётко следуйте инструкциям. Поскольку нам придётся проводить химические опыты, давайте вспомним правила техники безопасности при работе с растворами кислот и нагревательными приборами (повторение правил).
IV Изучение нового материала:
Итак, мы с вами начинаем наше путешествие.
Запишите в маршрутной карте дату нашего путешествия и тему урока.
Станция 1. «Визитная карточка химического элемента»
Время стоянки 5 мин. Работая в паре, определите местоположение элемента в Пе-риодической системе, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тет-ради.
Порядковый номер:
Период:
Группа:
Подгруппа:
Электронная формула атома : (у доски) +26Fe 2e 8e 14e 2e
С. о. +2+3
Тип кристаллической решетки: металлическая
Вид химической связи : металлическая химическая связь
Железо- такой же восстановитель, как и другие металлы, однако, в отличие от ранее изученных металлов, атом железа при окислении отдает не только электроны с внешнего уровня, приобретая ст. ок. +2, но и могут отдавать один электрон с предпоследнего уровня, принимая при этом ст. ок. +3. Существуют также малоустойчивые соединения, в которых железо находится в ст. ок. +6
Станция 2. «Геологическая»
По запасам в земной коре железо занимает 4 место после O, Si, Al. Его содержание в земной коре около 5 %
А теперь, используя знания географии, давайте вспомним минералы железа и их местонахождение (Учащиеся называют) (используется физическая карта России). Самое крупное скопление самородного железа было найдено на берегу острова Диско у берегов Гренландии. В отличие от метеоритного оно содержит не более 2% никеля, до 0,3% кобальта, около 0,4% меди и до 0,1% платины. В природе железо встречается виде минералов (демонстрируется коллекция). По распространенности среди металлов железо занимает второе место, после алюминия. Состав, местонахождение и общая характеристика важнейших минералов железа представлены в таблице1 (таблица на доске).
Таблица 1. Важнейшие руды и минералы, содержащие железо.
Название минералов Химическая формула Важнейшие месторождения
Магнетит
(магнитный железняк) Fe3O4 Южный Урал (Магнитогорск, Курская магнитная аномалия)
Гематит (красный железняк) Fe2O3 Криворожский район (Украина)
Лимонит (бурый железняк) 2Fe2O3. 3H2O Крым (Керченские месторождения)
Сидерит (железный шпат) FeCO3 г. Братск
Пирит (железный колчедан) FeS2 Урал
Гематит, или красный железняк – основная руда главного металла современности – железа. Содержание железа достигает в нем 70%. Гематит известен с давних пор. В Вавилоне и Древнем Египте он использовался в украшениях, для изготовления печатей, наряду с халцедоном служил излюбленным материалом в качестве резного камня. У Александра Македонского был перстень с вставкой из гематита, который, как он полагал, делал его неуязвимым в бою. В древности и в Средние века гематит слыл лекарством, останавливающим кровь.
Магнетит, или магнитный железняк – минерал, содержащий 72% железа. Это самая богатая железная руда. Замечательное в этом минерале его природный магнетизм – свойство, благодаря которому он был открыт. Как сообщал римский ученый Плиний, магнетит назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас стадо возле холма над р. Хинду в Фессалии. Неожиданно посох с железным наконечником и подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора, сложенная сплошным серым камнем. Минерал магнетит дал в свою очередь название магниту.
Пирит – один из тех минералов, увидев который хочется воскликнуть: «Неужели это так и было?» Трудно поверить, что высший класс огранки и полировки, поражающий нас в рукотворных изделиях, в кристаллах пирита – щедрый дар природы. Пирит получил свое название от греческого слова «пирос» – огонь, что связано с его свойством искрить при ударе стальными предметами. Этот красивый минерал поражает золотистым цветом, ярким блеском на почти всегда четких гранях. Благодаря своим свойствам пирит известен с глубокой древности.
Станция 3. «Физические свойства железа». блестящий, серебристо-белый металл, довольно мягкий, пластичный. Его можно обрабатывать: резать, ковать, прокатывать, штамповать. Ему можно придавать большую прочность и твердость путем закалки - метод термического воздействия. Железо обладает хорошими магнитными свойствами. Температура плавления 1540 С – тугоплавкий металл. Температура кипения 3070 С. Плотность 7, 87 г/см3. Обладает магнитными свойствами. Железо высокой чистоты содержит менее 0,01 % примесей. Оно почти инертно, не корродирует. Получают его методом электролиза солей. В качестве конструкционного материала чистое железо не пригодно. Поэтому в него вводят добавки и получают сплавы, важнейшими из которых, являются чугун и сталь. Технически чистое железо содержит 0,02 -0,04 % примесей (C, O, S, N, P) – это низкоуглеродистая сталь. Ее используют для изготовления кнопок, скрепок. Свойства железа и стали сильно различаются: железный шарик при ударе о металлическую плитку расплющивается, а чугунный – раскалывается.
Станция 4. Получение. Пирометаллургический метод.
Исходным сырьем для получения железа служат природные руды (желязники, содержащие Fe2О3, используют каменноугольный кокс в качастве восстановителя.
2Fe2O3 + 3C = 4Fe + 3CO2
сложный трудоемкий двухступенчатый прцесс. Сначала из руды получают чугун, а затем его переплавляют в сталь. Выплавка чугуна осуществлеется в доменных печах при высокой температуре до 1500С
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
Физминутка:
«Клоуны»
Учитель предлагает учащимся поиграть в клоунов.
Для этого они должны выполнить следующие задания:
• Брови свести и развести;
• Глаза сильно прищурить и широко открыть;
• Губы максимально растянуть в улыбке, а затем поджать их;
• Шею максимально вытянуть, а затем опустить её;
• Плечи максимально свести и развести;
• Руками обнять себя, погладить и пожелать себе успехов, улбнуться.
Станция 5. «Химическая». Химические свойства железа
Учитель.
Большинство реакций с участием железа идут при нагревании, что полностью соответствует его положению в ряду напряжения. Железо – металл средней активности, чем ранее изученные ЩМ,ЩЗМ и Al. В электрохимическом ряду напряжений металлов он стоит до водорода, поэтому при взаимодействии с большинством разбавленных кислот, вытесняет из них водород.
На столах учащихся находятся реактивы и оборудование: пробирки, Fe(порошок, S, CuSO4, HCl, железный гвоздь.
Железо дает два ряда соединений, соответствующих ст. ок +2, +3. Степень окисления зависит от окислительных способностей реагирующих веществ. С сильными окислителями принимает ст. о. +3, с более слабыми +2.
Fe
+2 +3
S, Cu2+, p-рHCI, p-рH2SO4 CI2, HNO3
+2, +3
O2, H2O
Вам ребята предстоит вспомнить свойства металлов и разъяснить некоторые реакции.
1. Взаимодействие с простыми веществами - неметаллами.
Fe + S= FeS (при нагревании)
2Fe +3Cl2 = 2FeCl3
3Fe +2O2 = Fe3O4 (Fe2O3 FeO) –раскаленное железо (150 С) сгорает в кислороде с образованием железной окалины.
2. На воздухе железо легко окисляется – ржавеет (25% железа гибнет от коррозии)
.4Fe +6H2O + 3O2 4Fe(OH)3
3. С разбавленными кислотами HCl
Fe + 2HCl= FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
4. железо растворяется в разбавленной азотной кислоте
кислота очень разбавленная
Fe +4 HNO3 (разб, горяч) = Fe(NO)3+NO+ 2 H2O
5Fe +12HNO3 (оч разб) =5 Fe(NO)3+N2+ 6H2O
5. В концентрированных азотной и серной кислотах железо пассивируется.
4. С солями, если металл соли находится в ряду активности правее железа
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
5. С водой 3 Fe + 4H2O (пары) = Fe3O4 + 4H2 при температуре 700-900оС. Эту реакцию использовал Лавуазье для получения водорода.
Вывод: железо – восстановитель. Образует два ряда соединений: Fe+2 и Fe+3.
Станция 6. «Биологическая». Роль железа в жизни человека и растений
Учитель. – Какова роль железа в жизни человека и растений? Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Железо обусловливает красную окраску гемоглобина, от которого зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – CO2. Железо есть и миоглобине – белке, запасающем кислород в мышцах. Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет. Если белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, то вскоре смазанное место зеленеет. Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека. При недостатке замедляется развитие растений. В организм железо поступает вместе с пищей. В пищевых продуктах содержится трехвалентное железо. А клетки кишечника пропускают только двухвалентное. Попав в кишечник, Fe+3 восстанавливается в Fe+2. Если человек плохо пережевывает пищу, Fe+3 не восстанавливается и остается недоступным. На усвоение влияет и состав пищи. Присутствие витамина С и фруктозы способствуют растворению и усвоению Fe. Но есть враги железа – это чай, кофе, яичные желтки. В их присутствии железо образует труднорастворимые соединения. У человека, страдающего недостатком железа, развивается малокровие (железодефицитная анемия).
Станция 7. «Практическая» Применение железа и его сплавов.
В настоящее время железо – это основа современной техники, с/х машиностроения, транспорта. Назовите предметы изготовленные из железа (швейные иглы, скрепки, батареи, гвозди, инструменты, ножницы (хранить в сухом помещении). 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, например, железнодорожных рельсов встык). Железный купорос используется при крашении тканей, для борьбы с вредителями. Железный сурик Fe2O3, охра – применяется как пигмент для приготовления красок.
V.Подведение итогов занятия. Рефлексия
Вернемся к теме сегодняшнего урока.
? Какую проблему мы поставили в начале его?
? Удалось ли нам ее решить?
? К какому выводу вы пришли?
VI.Закрепление
Выполнение заданий КИМ.
Проблемные вопросы.
• Если Fe – металл, какая у него кристаллическая решетка?
• Какой тип связи?
• Какие свойства должны быть у металла Fe? (пластичность)
• Почему гвоздь не гнется? (так как гвоздь состоит из сплава, чистое железо не применяется в быту и технике именно из-за пластичности и мягкости
Домашнее задание: §
Выставление оценок за работу на уроке активным ученикам.
Литература:
1. Габриелян О. С. Химия 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений, М. : Дрофа, 2014 год.
2. Габриелян О. С. Химия 9 класс : Настольная книга учителя. О. О. Габриелян, И. Г. Остроумов. М. : Дрофа, 2003.
