План-конспект урока химии 9 класс "Железо и его соединения"

План-конспект урока

Класс: 9.
Тема: Железо и его соединения.
Тип урока: урок изложения нового материала.                                                Вид урока: урок с использованием элементов кейс - технологии

Цели  урока:

n  Дать представление о строении атома железа на основании его положения в ПСХЭ, о физических и химических свойствах простого вещества железа и его нахождении в природе

n  Обобщить знания учащихся о применении железа и его сплавов в народном хозяйстве

n  Обсудить значение железа в организме  человека

Задачи:

- знать  строение и свойства химического элемента железа и его соединений;

- уметь осуществлять химическую реакцию и составлять уравнение реакции соединений железа;

- давать сравнительную характеристику химического элемента;

- владеть приёмами диалогической речи и способами самоконтроля при выполнении тренажерных заданий.

Планируемые результаты:

- предметные: знание физических и химических свойств железа и важнейших его соединений.

- метапредметные: умение работать с текстом учебника, цифровыми и интернет источниками.

- личностные: развитие любознательности, формирование интереса к изучению материалов, окружающих нас в жизни.

Формы работы учащихся:

изучение материала, формулирование вопросов по теме урока, выполнение практических опытов, фиксирование в тетради уравнений реакций и выводов по уроку, выполнение тренажерных заданий, осуществление самоконтроля по оцениванию уровня усвоения своих знаний.

Оборудование и материалы:

- медиапроектор, компьютер, экран, таблицы «Периодическая система химических элементов» и «Растворимость кислот, солей и оснований»;

- на столах у учеников химическое оборудование: по 2 пробирки, хлорид железа (II), хлорид железа (III), роданид калия, красная кровяная соль (гексацианоферрат (III) калия);

- коллекция «Железо», магнит;

- презентация к уроку.

Раздаточный материал: кейс «Эврика», правила работы с кейсом

Этапы урока:

1.Подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию опорных знаний;

2.Сообщение темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности;

3.Ознакомление с новым материалом с использованием презентации;

4.Первичное осмысление и закрепление полученных знаний с помощью проверочного задания;

5.Задание на дом;

6.Подведение итогов урока.

 

Девиз урока: «В народе без железа, как при обеде без соли»

 

Ход урока

   Подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию опорных знаний.

  Сегодня мы с вами изучим новую тему. А какую, вы поймёте, когда ответите, о каком веществе идёт речь.

Кейс «Эврика».

    «Би – ни – пет» - небесный – одно из первых имён этого металла. Так называется этот металл на языке коптов – народа,  живущего в Египте. «Звёздный» - называли его древние греки. «Небесной медью» считали этот металл шумеры. «Яркат» - капнувший с неба – ещё одно ныне забытое имя этого металла, данное ему в древности армянскими металлургами.

      В древнем мире этот редкостный небесный металл ценился очень высоко и самое почтенное по возрасту изделие – это не оружие, не орудия труда, а …бусы. Этим бусам не меньше 6000 лет. Их нашли в Египте, в поселениях раннего медного века. А носили эти бусы в те времена, когда в Египте ещё не было фараонов, - в 3-6 тысячелетии до н.э. Но и в эпоху великих династий, во времена самых прославленных фараонов Древнего Египта этот металл оставался драгоценным металлом. Сохранился папирус одного из фараонов с просьбой, обращённой к правителю хеттов – народа, жившего в Малой Азии, - поменять золото, которого в Египте «столько, сколько песка в пустыне» на этот загадочный металл.

 

        Если ученики не найдут ответа, то учитель даёт подсказку.

Загадка: Пахать и строить, все он может, если ему уголек в том поможет.                                           (Железо)

Сообщение темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности.

Задания:

1.     О каком металле идёт речь?

2.     Каково положение этого металла в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева?

3.     Каково строение атома этого металла?

4.     Какими физическими свойствами он обладает?

5.     В какие химические реакции вступает этот металл и какие вещества при этом образуются? Напишите уравнения возможных реакций и назовите продукты реакций.

6.     Как  распознать соединения железа?

7.     В виде каких соединений встречается железо в природе?

8.     Почему железо называют «металлом с неба»?

9.     На каких свойствах этого металла основано его применение в народном хозяйстве?

10.  Каково биологическое значение этого металла?

11.  Почему при анемии употребление только фруктов богатых железом оказывается не всегда эффективным?

 

Информационный материал

§17 стр. 116-123    9 класс

 

   Ознакомление с новым материалом.

 

1. Положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Учитель: Определите положение железа в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Ученики отвечают.

Учитель: Железо – это элемент побочной подгруппы. Строение атомов элементов побочных подгрупп отличается от строения атомов главных подгрупп.

2. Строение атома железа.

Задания: Составьте электронную схему строения атома железа.

Ответ. +26) 2е, 8е, 14е, 2е.

Какие степени окисления проявляет железо в соединениях?

Ответ. Fe⁺², Fe⁺³.

Fe⁰ –2e → Fe⁺²                      

Fe⁰ –3e → Fe⁺³

3. Физические свойства железа.

? Что означает латинское название железа Ferrum?

! Крепость                  

? Какие свойства железа отражает это название?

Ученики отвечают.

Учитель. Какие физические свойства железа вы знаете?

Ответ. Серебристо-серый металл, ковкий, пластичный, плотность 7,87г/см³; tпл.=1539°С; tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, обладает магнитными свойствами.

? Что означает поговорка «Куй железо, пока горячо»? Какое свойство железа отражает поговорка?

Ученики отвечают.

 

4. Химические свойства железа.

 

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.

Fe

 

            +2                                                                                               +3

S, Cu²⁺, HCI (р), H₂SO₄ (р)                                                          CI₂,  HNO₃     

                                                                   +2, +3 

                                                                  O₂, H₂O  

Проявляют степень окисления
Fe+2	Fe+3
Взаимодействие с неметаллами
Fe + S → FeS	2Fe +3CL2  →  2FeCL3
С кислородом
3Fe + 2О2 → Fe3O4 (FeO · Fe2O3)
С кислотами
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2	Fе + 6HNOз (конц.) → Fе(NOз)з + 3NО2 + 3Н2О
С солями
Fe + CuSO4  →  FeSO4 + Cu
С водой
3Fe + 4H2O → Fe3O4 (FeO · Fe2O3) + 4H2

 

5. Соединения железа. 

Учитель: Железо – второй по распространенности металл в земной коре. В природе встречается в виде оксидов и сульфидов.

Соединения железа (формулы соединений железа записаны на доске, ученики их записывают в тетрадь):

                       Fe₃O₄ – магнитный железняк

                       Fe₂O₃ – красный железняк (гематит)

                       2Fe₂O₃ · 3H₂O – бурый железняк

                       FeS₂ – железный (серный) колчедан, пирит

                       FеСОз – сидерит

                       Fе(НСОз)₂ – гидрокарбонат железа (II)

Работа с коллекцией «Железо». Учитель показывает как магнитный железняк притягивается магнитом.

 «Курская магнитная аномалия (КМА)» (сообщение обучающихся)

Учитель: Железо в природе находится в виде соединений: руд и минералов, а самородное железо встречается очень редко.

6. Качественные реакции на ионы железа.

Учитель: Качественные реакции – реакции, с помощью которых распознаются различные вещества. Качественные реакции, как правило, протекают с каким - либо ярким внешним эффектом.

Обучающиеся записывают уравнения в тетрадь.

Качественная реакция на ион Fe²⁺

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

Результат воздействия – синий осадок (турнбулевой сини)

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

Качественная реакция на ион Fe³⁺

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

Результат воздействия – синий осадок (берлинской лазури)

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

2) Реактив – роданид калия КNCS

Результат воздействия – интенсивно-красный цвет.

FeCI₃ + КNCS = [FeNCS]CI₂ + КCI

Учащиеся выполняют лабораторную работу и оформляют ее в тетради.

7. Применение (сообщение обучающихся).

Само железо и его сплавы применяются людьми давно, и это хорошо известно. Соли: железный купорос – сульфат железа (II) FeSO₄, хлорид железа (III) FeCI_3, оксиды железа и другие соединения служат для самых разных целей – от приготовления красителей и лекарств, катализаторов и магнитных материалов до составов, предохраняющих древесину от гниения.

Это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения, транспорта и средств связи, космических кораблей и вообще всей современной цивилизации. Большинство изделий, начиная от швейной иглы и кончая космическими аппаратами, не может быть изготовлено без применения железа.

8. Биологическое значение.

Француз Мери в XIX веке сделал сенсационное открытие – обнаружил железо в крови человека. Несведущие в медицине люди были поражены сообщением Мери. Кто-то даже предложил чеканить медали из железа, выделенного из крови знаменитых людей, для увековечивания их памяти.

? Какие продукты богаты железом?

     Первичное осмысление и закрепление полученных знаний с помощью выполнения проверочных заданий.

1. Выполнение проверочного теста с последующей проверкой (тест на отдельных карточках).

1.     При взаимодействии, с какими веществами железо образует соединения со степенью окисления +2?

А) СI₂          Б) S             В) HNO₃

2.     С какими из веществ реагирует железо?

А) О₂        Б) Na₂O          В) СО₂

3.     Какова электронная формула атома железа?

А) 2е, 8е, 9е, 7е      Б) 2е, 8е, 13е, 3е       В) 2е, 8е, 14е, 2е  

4.     С какими из веществ реагирует FeO?

А) Н₂О           Б) HCI           В) Na₂O  

5. Реактиву – желтая кровяная соль, соответствует формула:

А) K₃[Fe(CN)₆]       Б) K₄[Fe(CN)₆]     В) КNCS                   

 

Самооценка: за каждый правильный ответ по одному баллу. Добавить по баллу, работающим у доски ученикам.

2. Задание: составить синквейн по теме: «Железо»

  Домашнее задание: §17, упражнение 4 на странице 124.

Творческое задание:

1) Составьте 3-4 предложения, используя фразы:

Железная воля

Стальные нервы

Сталь в голосе

Железный характер

Железный кулак

Чугунная голова

Подумайте, какие свойства железа отражены в этих фразах.

2) Посмотрите на железо глазами художника, глазами рекламного агента, глазами сказочника

Подведение итогов урока.

Источники информации:

1.     Габриелян, О.С. Химия. 9 класс: учеб. Для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян. – М.: Дрофа, 2011. – 270 с.

2.     Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.: Аст – Пресс, 1999. – 558 с.

3.     Здорик Т. Б. Камень, рождающий металл. – М.: Просвещение, 1984. – 189 с.

4.     Мезенин Н. А. Занимательно о железе. – М.: Металлургия, 1985. – 173 с.

5.     5. http://ru.wikipedia.org/wiki/ - железо, природные соединения и сплавы           железа и их применение

 

 

 

 

Приложение к уроку.                                                                  Информационный материал

 

 Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода ПСХЭ

Д.И. Менделеева. Порядковый номер – 26. Это означает, что в состав атома железа входят 26 электронов и 26 протонов (заряд ядра +26). Относительная атомная масса железа – 56, следовательно в состав ядра входят 30 протонов (56-26=30).

     Атомы железа устроены несколько отлично от атомов элементов главных подгрупп. Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют четыре энергетических уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем же уровне атомы железа содержат два электрона. Следовательно, распределение электронов по уровням в атомах железа таково: ₂₆Fe 2e^-, 8e^-, 14e^-, 2e^-.

   Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные свойства, отдавая при химических взаимодействиях не только два электрона с последнего уровня и приобретая степень окисления +2, но и электрон с предпоследнего уровня, при этом степень окисления атома повышается до +3.

Физические свойства

   Это серебристо-белый блестящий металл с температурой плавления 1539°С;  плотность 7,87г/см³;  tкип.=2740°С; хорошо проводит тепло и электричество, Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куётся, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах.

 

Нахождение в природе

    Природные соединения железа 

   Железо – второй по распространенности металл в земной коре. В природе встречается в виде оксидов и сульфидов.

                       Fe₃O₄ – магнитный железняк

                       Fe₂O₃ – красный железняк (гематит)

                       2Fe₂O₃ · 3H₂O – бурый железняк

                       FeS₂ – железный (серный) колчедан, пирит

                       FеСОз – сидерит

                       Fе(НСОз)₂ – гидрокарбонат железа (II)

«Метеоритное железо»

    Учёные полагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». Самый крупный железный метеорит Гоба нашли на юго-западе Африки, в Намибии в 1920г., он весил около 60т. Уже в древности из этих небесных тел, так как они были прочными и твёрдыми, изготавливались различные предметы. Современные химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.

     У древних египтян железо ценилось так же высоко, как золото, - недаром железные лезвия, кинжалы и бусы находили в гробницах фараонов. Скорее всего, железные предметы попадали в Египет с Ближнего востока, где уже три тысячи лет назад начала развиваться чёрная металлургия. Позднее секретом получения «главного металла» овладели и в Европе. Так начался «железный век» - тот век, в котором мы и сейчас ещё живём. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.

 

Химические свойства железа.

 

   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.

Fe

 

            +2                                                                                               +3

S, Cu²⁺, HCI (р), H₂SO₄ (р)                                                          CI₂,  HNO₃     

                                                                   +2, +3 

                                                                  O₂, H₂O  

Проявляют степень окисления
Fe+2	Fe+3
Взаимодействие с неметаллами
Fe + S → FeS	2Fe +3CL2  →  2FeCL3
С кислородом
3Fe + 2О2 → Fe3O4 (FeO · Fe2O3)
С кислотами
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2	Fе + 6HNOз (конц.) → Fе(NOз)з + 3NО2 + 3Н2О
С солями
Fe + CuSO4  →  FeSO4 + Cu
С водой
3Fe + 4H2O → Fe3O4 (FeO · Fe2O3) + 4H2

Качественные реакции на ионы железа.

    Качественные реакции – реакции, с помощью которых распознаются различные вещества. Качественные реакции, как правило, протекают с каким - либо ярким внешним эффектом.

   Качественная реакция на ион Fe²⁺

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

Результат воздействия – синий осадок (турнбулевой сини)

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

   Качественная реакция на ион Fe³⁺

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

Результат воздействия – синий осадок (берлинской лазури)

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

2) Реактив – роданид калия КNCS

Результат воздействия – интенсивно-красный цвет.

FeCI₃ + КNCS = [FeNCS]CI₂ + КCI

 

Применение

Само железо и его сплавы применяются людьми давно, и это хорошо известно. Соли: железный купорос – сульфат железа (II) FeSO₄, хлорид железа (III) FeCI_3, оксиды железа и другие соединения служат для самых разных целей – от приготовления красителей и лекарств, катализаторов и магнитных материалов до составов, предохраняющих древесину от гниения.

Это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения, транспорта и средств связи, космических кораблей и вообще всей современной цивилизации. Большинство изделий, начиная от швейной иглы и кончая космическими аппаратами, не может быть изготовлено без применения железа.

Биологическое значение

     В организме человека содержится около 5 г железа. Около 70% железа сосредоточена в гемоглобине крови, который осуществляет перенос кислорода от органов дыхания ко всем другим органам и тканям.

     В истории медицины известен такой печальный случай. Один студент-химик решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он получал соединение, из которого химическим путём выделял железо. Юноша погиб от наступившего малокровия. Он так и не собрал нужного количества железа для изготовления кольца. Бедняга не знал, что общее содержание железа в крови взрослого человека невелико и составляет в среднем 3-4 грамма, чего хватит разве что на два сапожных гвоздика.

   Суточная потребность в железе составляет 0,02 г. При недостатке железа развивается заболевание – анемия. Источник железа – это пища (самый богатый – печень, а также мясо, сухофрукты, зелёные листовые овощи, хлеб и мучные продукты). 

   Лучше всего в организме усваивается двухвалентное железо, которым богаты продукты животного происхождения. Поэтому, если вам необходимо повысить гемоглобин, увеличьте в своём рационе количество продуктов животного происхождения, таких, как мясо, птица, рыба. Гемоглобин – функциональный белок, который участвует в насыщении крови кислородом.

   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. Более того, достаточно белый лист смазать раствором соли железа, и 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.