Урок химии

Железо и его свойства

Учитель химии Таскаева И.Ю., МБОУ СОШ № 49 Чита, 2014

Сегодня мы на уроке

• Окунёмся в прошлое, пройдемся по настоящему, заглянем в будущее
• Побываем на пиршестве царя Соломона
• Посетим химическую лабораторию
• Ответим на множество вопросов
• Вы удивитесь, что Вы знаете и умеете так много!

Задания группам

• 1. Почему железный век наступил после медного и бронзового?
• 2. Что такое булат?
• 3. В 1963 году в некоторых газетах появилась небольшая заметка о том, что врачи извлекли из организма женщины 130 гвоздей и 340 иголок. Металлические предметы под воздействием кислоты желудочного сока уменьшили свой первоначальный вес на 400 граммов. Возможно ли такое?
• 4. Почему мясо красное?
• 5. Есть ли будущее у железа, не заменит ли его пластиковое оборудование?

Пир царя Соломона Иерусалимский храм

Начало железного века

Каменный век

Медный век

Бронзовый век

IV – III тысячелетие до н. I тысячелетие до н. э.

Железный век

Конец IV – начало I тысячелетия до н. э.

I тысячелетие до н. э.

«Железная эпоха»

На некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем»

Самый крупный метеорит Гоба нашли в 1920 г. в Африке весом около 60 тонн.

Характеристика железа как химического элемента

• 1. Химический символ и название элемента
• Fe – железо
• 2. Положение в Периодической системе(атомный номер, номер периода и группы)
• 26, 4 период, VIII В группа
• 3. Строение атома (заряд ядра, число электронов, число уровней, распределение электронов по уровням)
• (+26; 26; 4; 2е,8е,14е,2е)
• 4. Электронная конфигурация
• 1 s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
• 5 . Степени окисления: +2, +3

2

2

2

2

6

6

6

Распространение железа на Земле

В земной коре содержится 4,65% (по массе) железа. По распространенности железо занимает 4-е место после кислорода, кремния, алюминия. Редко встречается самородное железо (метеоритного или земного происхождения).

Соотнесите названия с химическими формулами

1. F е 3 О 4

2 . F еСО 3

3. F е S 2

4. F е 2 О 3

1. Пирит

2. Магнетит

3. Сидерит

4. Гематит

Ответы:

1.3.

2.1.

3.2.

4.4.

Булат – это смесь железа с углеродом.

Издревле на Руси славились булатные мечи.

Раскрыть секрет булата удалось в первой половине Х I Х века русскому химику Павлу Петровичу Аносову .

Дмитрий Константинович Чернов объяснил происхождение булата, связав их с особенностями структуры

Выберите физические свойства, характерные для железа

1. Серебристо-белый металл

2. Самый твёрдый металл

3. Ковкий

4. Температура плавления +1539 о С

5. Пластичный

6. Легко режется ножом

7. Проводит электрический ток

8. Лёгкий

9. Проводит тепло

10. Легко намагничивается и размагничивается

Ответы: 1,3,4,5,7,9,10

«Гвозди в желудке»

Крокодил переваривает за несколько месяцев проглоченные железные наконечники копий и 15-сантиметровые стальные крючки .

Сумма коэффициентов в каждом уравнении равна…

• Fe + S → FeS

• Fe + O 2 → Fe 3 O 4
• Fe + HCl→ FeCl 2 + H 2

Ответы: 3, 6, 5

Лаборатория

• Опыт № 1 «Магнитные свойства железа»

• Опыт № 2 «Взаимодействие железа с кислотами, солями»

Взаимодействие железа со сложными веществами

• 1. с кислотами
• Fe + HCI →
• Fe + H ₂ SO ₄( конц.) → … + SO ₂ + … (при нагревании)
• 2. с солями
• Fe + CuSO ₄ →

«Железо в живых организмах»

Большая часть железа (около 70%) сосредоточена в гемоглобине крови.

Гемоглобин — красный пигмент эритроцитов.

В 100 мл крови в норме содержится около 15 г гемоглобина.

Миоглобин придает красную окраску мясу. Установил это в 1883 г. русский биолог К.С. Мережковский. В молекуле миоглобина 2500 атомов, она состоит из 153 аминокислотных остатков .

Биологическая роль железа

Содержание железа в

100 г продукта

печень

персики

9 мг

хлеб

грибы

свежие

4 мг

грибы сушёные

2 мг

5 мг

яблоки

35 мг

3 мг

«Железо или пластик?»

• Сплавы на основе железа универсальны, технологичны, доступны и в массе – дешевы. Сырьевая база этого металла тоже не вызывает опасений Железу еще долго быть фундаментом цивилизации.

Железный век продолжается…

Железа выплавляется в 50 раз больше, чем алюминия .

Рефлексия

Сегодня:

• Я удивился….
• Я понял….
• Я задумался…

Домашнее задание

• 1. Прочитайте параграф учебника № 4 1
• 2 . По желанию:

А) Сочините сказку «Путешествие железа через века»

Б) Сотворите выставку железных изделий

Соединения железа

• Оксиды
• 1. FeO – основный, нерастворим в воде.
• Получение:
• t
• А) Fe(OH) ₂ = FeO + H ₂ O (в атмосфере азота)
• t
• Б) Fe ₂ O ₃ + H ₂ = 2FeO + H ₂ O
• t
• В) Fe ₂ O ₃ + CO = 2FeO + CO ₂
• Взаимодействует с кислотами.
• (составить уравнения реакций с HCI , H₂SO₄ в молекулярном и ионном виде )

Гидроксид : Fe(OH) ₂ - слабое основание

• Соли: FeCI ₂ , FeSO ₄
• Соединения Fe(II) обладают восстановительными свойствами
• Fe(OH) ₂ + O ₂ + 2H ₂ O = 4Fe(OH) ₃
• FeCI₂ + CI₂ = 2FeCI₃
• 10 FeSO ₄ + 2KMnO₄ + 8H₂ SO₄ = 5Fe₂ (SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂ SO₄ + 8H₂O
• Качественный реактив на соединения Fe(II) :
• K ₃ [(Fe(CN) ₆] – гексацианоферрат ( III) калия или «красная кровяная соль»
• 3Fe + 2[Fe(CN)₆ ]= Fe₃ [Fe(CN)₆]₂↓ синий «турнбулева синь»

2+

3-

Fe ₂ O ₃ - амфотерный, с преобладанием основных свойств, красно-бурый, нерастворимый в воде порошок)

• Получение:
• t
• А) 2Fe(OH) ₃ = Fe ₂ O ₃ + 3H ₂ O
• t
• Б) 4FeS ₂ + 11O ₂ = 8SO ₂ + 2Fe ₂ O ₃
• t
• В) 4Fe(NO ₃ ) ₃ = 2Fe ₂ O ₃ + 12NO ₂ + 3O ₂
• Взаимодействует с кислотами (составить уравнения реакций с HCI , H₂SO₄ в молекулярном и ионном виде )

Гидроксид Fe(OH) ₃ - амфотерный, красно-бурое аморфное вещество

• Fe(OH)₃ ↔ HFeO₂ + H₂O
• Получение:
• А) окисление Fe(OH) ₂
• Б) обмен между растворами солей Fe(III) и щелочами ( составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде)
• В) необратимый гидролиз солей Fe(III) :
• Fe ₂ S ₃ + 6H ₂ O = 2Fe(OH) ₃↓ + 3H ₂ S↑
• Взаимодействует с сильными кислотами и значительно слабее Fe(OH) ₂ ( составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде)

Соли:

• FeCI₃ KFeO₂ ферриты
• Fe₂(SO₄)₃ Ca(FeO₂)₂

• Соединения Fe ( III) обладают окислительными свойствами
• Качественные реактивы на соединения железа ( III) :
• А) K₄ [(Fe(CN)₆] – гексацианоферрат ( II) калия или «желтая кровяная соль»
• 4 Fe + 3 [Fe(CN)₆ ]= Fe₄ [Fe(CN)₆]₃↓
• зелено-синий «берлинская лазурь»
• Б) роданиды (соли тициановой кислоты HNCS)
• Fe + 3 KNCS ↔ Fe(NCS) ₃ кроваво-красный

3+

4-

3+

FeO ₃ - кислотный, не получен

• Гидроксид: H ₂ FeO ₄ – железная кислота (существует только в растворах)
• Соли : ферраты K ₂ FeO ₄ , CaFeO ₄

1. Гексагидроксоферрат (III) натрия имеет формулу:

а) Na 2 [Fe(ОН) 4 ]; б) Nа[Fe(ОН) 4 ];

в) Nа 3 [Fе(ОН) 6 ]; г) NаFеО 2 .

2. Степень окисления железа в ионе FeO 4 2– :

а) +3; б) +2; в) 0; г) +6.

3. Раствор красной кровяной соли является реактивом для обнаружения:

а) Fe 3+ ; б) Fe 2+ ; в) Fe 3 O 4 ; г) Fe 0 .

4. В реакции оксида железа(II) с углеродом окислителем является:

а) С 0 ; б) O 2– ; в) Fe 2+ ; г) Fe 0 .

5. При окислении гидроксида железа(II) во влажном воздухе образуется:

а) оксид железа(II); б) оксид железа(III);

в) гидроксид железа(III); г) железо.