Урок по химии «Железо и его свойства»

Кувшинова Лариса Алексеевна

МОУ лицей № 51 г.о.Тольятти

9 класс

Тип урока: урок формирования новых знаний и умений с использованием групповых форм работы.
Цель урока: Познакомить учащихся с элементом побочной подгруппы периодической системы Д.И.Менделеева – железом. Рассмотреть физические, химические свойства железа, основные способы его получения, раскрыть биологическое значение железа. Способствовать развитию навыков исследовательской деятельности учащихся, а так же умения аргументировать своё утверждение, воспитывать умение работать в группах. Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, коллекция «Минералы и горные породы», географическая карта «Полезные ископаемы», компьютер, мультимедийный проектор, экран, лабораторный штатив, прибор для получения газов, магнит, спиртовка, железный стержень, кристаллическая решетка железа (таблица с изображением кристаллической решетки), стакан, электромагнит, аудиокассета, скрепка, микроудобрение, индукционная катушка, провод, картинки с изображением изделий из железа и его сплавов (железнодорожных рельсов, деталей экскаваторов и др.)
Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота, порошкообразное железо, железный гвоздь, вода.
Ход урока.
1. Организационный момент.
2. Вступительное слово учителя. Постановка цели.
- Сегодня мы познакомимся с новым представителем класса «Металлы» - железом.
- Рассмотрим особенности этого элемента в сравнении с ранее изученными металлами.
- Познакомимся с физическими и химическими свойствами этого металла.
- Узнаем о нахождении железа в природе.
- Определим его биологическое значение.
Для работы класс разбивается на 7 групп, каждая группа получает бланк- задание с правом использовать материал учебника, дополнительную информацию и справочную литературу. Время подготовки 10 минут.
- Повторим правила техники безопасности при работе с химическими оборудованием и реактивами и преступаем к работе.
Задание 1-й группы:
«Положение железа в периодической системе химических элементов и строение его атома».
        Рассмотреть положение железа в периодической системе химических элементов и строение его атома. Объяснить, на основе каких общих признаков строения атомов элементы побочных подгрупп могут быть объединены в одну группу. Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева.
Задание 2-й группы:
«Нахождение железа в природе». Из выданных образцов минералов выберите минералы, содержащие железо. Покажите по карте важнейшие месторождения железных руд.
Задача.
Какой из минералов гематит (Fe₂O₃) или магнетит (Fe₃O₄) богаче железа? (Решение задачи оформляется на слайдах с помощью мультимедийного проектора, затем во время отчёта проецируется на экран.)
Оборудование: коллекция «Минералы и горные породы», географическая карта «Полезные ископаемы», проектор.
Задание 3-й группы: «Получение железа». - В кабинете физики для изучения магнитного поля понадобился порошок железа. Предложите химический способ получение железного порошка из выданных вам реактивов – оксида железа (II) и оксида железа(III)
- и проверьте его на опыте.
Оборудование: лабораторный штатив, прибор для получения газов, спиртовка, магнит.
Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота.
Задание 4-й группы:
«Физические свойства железа».
-Докажите физические свойства железа на примере выданного вам образца.
Задача. Сколько атомов железа содержится в выданном вам образце железа массой 3г.?
Оборудование: Магнит, лабораторный штатив, спиртовка, железный стержень, кристаллическая решетка железа (таблица с изображением кристаллической решетки).
Задание 5-й и 6-й группам: «Химические свойства железа».
- Мы живём в мире железных конструкций и машин, докажите, огнеопасно ли железо. В атмосфере каких веществ может гореть железо? Оборудование: Лабораторный штатив, спиртовка, воронка.
Реактивы: Порошкообразное железо.
Методические указания: Проделать опыт самовоспламенения очень мелкого порошка железа с некоторый высоты. Учащиеся должны указать, что в атмосфере кислорода горит компактное железо (в виде листов, балок, проволоки), если предварительно раскалена какая-либо его часть. Привести уравнение реакции горения железа в атмосфере хлора.
        Близ города Дели в Индии, стоит железная колонна без малейшего пятнышка ржавчины, хотя её возраст более 2800 лет. Это знаменитая Кутубская колонна высотой около 7 метров и массой 6.5 тонн.
Объясните, почему не происходит ржавление колонны? Всегда ли ржавчина вредна? Как железо реагирует с водяными парами?
Оборудование: стакан.
Реактивы: железо (железный гвоздь), вода.
Задание 7-й группы: «Применение железа. Значение железа для жизни».
Рассмотреть иллюстрации и выданные приборы. Назовите области их применения. На каком свойстве железа основано их применения?
Оборудование: электромагнит, аудиокассета, скрепка, микроудобрение, индукционная катушка, провод, картинки с изображением изделий из железа и его сплавов (железнодорожных рельсов, деталей экскаваторов и др.)
3. Обмен информацией. Представление работ.
        Представители каждый группы представляют отчёт о проделанной работе, а класс принимает участие по обсуждению результатов.
4. Работа в тетрадях. Составление учащимися опорного конспекта.
        По мере защиты групп в рабочих тетрадях учащихся должны быть зафиксированы основные выводы, уравнения реакций по каждому из рассматриваемых вопросов.
Опорный конспект:
1 группа:
Элемент 8 группы, побочной подгруппы. На последнем энергетическом уровне 2 электрона.
Распределение электронов по уровням: ₂₆Fe 2е;8е;14е;2е
Электронная формула:
1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁶4S²

Степень окисления +2 и +3.
2 группа:
По распространению в земной коре железо занимает четвертое место среди всех элементов. Минералы: магнитный железняк (магнетит) Fe₃O₄; красный железняк (гематит) Fe₂O₃, бурый железняк (лимонит) 2Fe₂O₂ * 3H₂O; железный или серный колчедан (пирит) FeS₂.
Задача.

Дано:		Решение.
Fe2O3 (гематит)		М(Fe2O3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160
Fe3O4(магнетит)		W%1(Fe) = 112/160 * 100 = 70%
W%1(Fe) - ?		М(Fe3O4) = 56*3 +16*4 = 232
W%2(Fe) - ?		W%2(Fe) = 168/232 * 100 = 72,4%
		W%1(Fe) < W%2(Fe)

Ответ: минерал магнетит богаче железом
3 группа:
Способ получение железного порошка из выданных реактивов – оксида железа (II) и оксида железа(III)
Реактивы: оксид меди (II), цинк, соляная кислота.
   a) FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O
       FeCl₂ + Zn = Fe + ZnCl₂
    б) Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
       3FeCl₃ + 3Zn = 2Fe + 3ZnCl₂
Проверка его на опыте.
       CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
       CuCl₂ + Fe = FeCl₂ + Cu
4 группа:
Серебристо-белый блестящий металл, пластичный, ковкий. Обладает свойством намагничиваться и размагничиваться.
Задача.

Дано:		Решение:
m(Fe) = 3 г		N = NA х m/M = 6 х 1023 х 3/56 = 3,2 х 1022
N (Fe) - ?

Ответ: число атомов железа в данном образце 3,2 х 1022
5 и 6 группы:
2Fe0 + 3Cl0₂ = 2Fe+3Cl-3

Fe⁰ + S⁰ = Fe⁺²S^-2
3Fe⁰ + 2O⁰₂ = ⁺²Fe⁺³₃O^-2₄
3Fe⁰ + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂
Fe⁰ + CuSO₄ = Fe+2SO₄ + Cu
Fe0 + 2HCl = Fe+2Cl2 + H₂