Железо и его соединения

РАЗРАБОТКА ТЕМЫ 9 КЛАССА: «ЖЕЛЕЗО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Положение

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

В периодической системе

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ

ЖЕЛЕЗО В ОРГАНИЗМЕ И ЕГО РОЛЬ

П

ф

о

Р

л

О

В

ь

к

Е

л

Р

К

о

р

А

СОЕДИНЕНИЯ

ОТКРЫТИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ

ЖЕЛЕЗА

И ИХ СВОЙСТВА

ФИЗИЧЕСКИЕ

ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И ЕГО СПЛАВОВ

СВОЙСТВА

элемент

4- ого периода

элемент № 26

элемент

8 группы

побочной подгруппы

F е

ставшее международным, латинское название «Ferrum», от греко-латинского «быть твердым»

четвертый по распространенности в земной коре, второй среди металлов

Электронное строение

атома железа

Fe

+ 26

2е 8е 14е 2е

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 6 4S 2

возможные степени окисления

+2 и +3

Нахождение в природе

В земной коре на долю железа приходится около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов).

Известно большое число руд и минералов, содержащих железо.

Оно бывает в виде различных соединений: оксидов, гидроксидов и солей.

В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы.

Первое металлическое железо, попавшее в руки человека, имело, явно, метеоритное происхождение.

Руды железа широко распространены и часто встречаются даже на поверхности Земли

Железные изделия из метеоритного железа найдены в захоронениях, относящихся к очень давним временам (IV - V тысячелетиях до н.э.), в Египте и Месопотамии

бурый железняк ( лимонит -

Fe 2 О 3 *пН 2 О;

содержит до 65% Fe)

красный железняк ( гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)

Наиболее

распространенные

и добываемые

руды и минералы

железный шпат

( сидерит – FeCO 3

содержит до 48% Fe)

магнитный железняк

( магнетит - Fe 3 O 4 ;

содержит 72,4 % Fe),

История получения железа

Люди впервые овладели железом в 4-3 тысячелетиях

до н. э., подбирая упавшие с неба камни — железные метеориты, и превращая их в украшения, орудия труда и охоты. Их и сейчас находят у жителей Северной и Южной Америки, Гренландии и Ближнего Востока, а также при археологических раскопках на всех континентах.

Самый древний способ получения железа основывается на его восстановлении из оксидных руд. В 19 веке были разработаны современные способы: мартеновские печи, электросталеплавильные процессы и другие методы…

серебристо-серый

Тяжелый (плотность=7,8 г\см 3 )

ковкий;

обладает

магнитными свойствами

Физические свойства железа

тугоплавкий

(Т пл.=1535 0 C)

Химические свойства

Реакции с простыми веществами

Железо сгорает в чистом кислороде при нагревании:4Fe +3O 2 =2Fe 2 O 3

Реагирует с порошком серы при нагревании:Fe +S = FeS

Реагирует с галогенами при нагревании:2Fe + 3CL 2 =2FeCL 3

Химические свойства

Реакции со сложными веществами

С кислотами:

А) с соляной кислотой

2HCL + Fe = FeCL 2 + H 2

Б) с серной кислотой

H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + H 2

С солями:

Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4

С водой(при высокой температуре):

3Fe + 4H 2 O=Fe 3 O 4 +4H 2

(железная окалина)

Железо разрушается под действием окружающей среды, т.е. подвергается коррозии – «ржавлению».

При этом на поверхности образуется «ржавчина».

4Fe + 2Н 2 О + ЗО 2 = 2(Fe 2 O 3 •Н 2 О)

СОЕДИНЕНИЯ

ЖЕЛЕЗА

оксиды:

гидроксиды:

FeO, Fe 2 O 3

Fe(OH) 2

Fe 3 O 4

Fe(OH) 3

Соли (+2) (+3)- растворимые и нерастворимые:

Fe(NO 3 ) 2 , FeCL 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , FeS…..

Fe 3 O 4 -

смешанный оксид (FeO и Fe 2 O 3 )

FeO - основный оксид

ОКСИДЫ

ЖЕЛЕЗА

Fe 2 O 3 - слабовыраженный амфотерный оксид

Химические свойства FeO

• с кислотами:

FeO + 2HCL=FeCL 2 + H 2 O

2) с более активными металлами:

3FeO + 2Al = 3Fe + Al 2 O 3

Химические свойства Fe 3 O 4

1) с кислотами

Fe 3 O 4 + 8HCL=FeCL 2 +2FeCL 3 + 4H 2 O

2) также с более активными металлами

Fe 3 O 4 +4 Zn=4 ZnO +3Fe

Химические свойства Fe 2 O 3

1) с кислотами:

Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 =Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O

2) с более активными металлами

Fe 2 O 3 + 3Mg=3MgO +2Fe

Fe(OH) 2 и Fe(OH) 3

ГИДРОКСИДЫ

ЖЕЛЕЗА

Окисление:

4Fe(OH) 2 + O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3

Fe(OH) 2 и Fe(OH) 3

1)Реагируют с кислотами:

Fe(OH) 2 + 2HNO 3 = Fe(NO 3 ) 2 + 2H 2 O

Fe(OH) 3 + 3HCL=FeCl 3 +3H 2 O

2)Разлагаются при нагревании:

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 +3H 2 O

Fe(OH) 2 =FeO + H 2 O

Fe(OH) 3 реагирует с конц. щелочами

Fe(OH) 3 + 3NaOH=Na 3 (Fe(OH) 6 )

Соли железа

Реагируют с щелочами:

FeCL 2 + 2NaOH= Fe(OH) 2 + 2 NaCL

Реагируют с более активными металлами:

FeCL 2 + Mg= MgCL 2 + Fe

Реагируют с другими солями:

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3BaCL 2 =3BaSO 4 + 2FeCL 3

Реагируют с кислотами:

FeS + 2HCl=FeCL 2 + H 2 S

КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА Соли железа (+2) и (+3)

Реакция со щелочью

FeCl 2 + 2NaOH=

FeCL 3 +3KOH=

=Fe(OH) 2 +2NaCL

=Fe(OH) 3 +3KCL

Fe 2+ +2CL - + 2Na + + 2OH - =Fe(OH) 2 + 2Na + + 2OH -

Fe 3+ +3CL - +3K + +3OH - =Fe(OH) 3 +3K + +3OH -

Fe 2+ + 2OH - = Fe(OH) 2

Fe 3+ +3OH - =Fe(OH) 3

Fe(OH) 2 - осадок темно-зеленого цвета

FeCL 2

NaOH

Fe(OH) 3 - осадок

коричневого

цвета

FeCl 3

Железо в организме

Железо в виде ионов присутствует в организмах всех растений и животных и, конечно же, человека, но в растениях и животных в малых количествах (в среднем 0,02%).

Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода ко всем органам и окислительных процессах.

В организме человека с массой тела прниблизительно70 кг содержится 4,2 г железа, а в 1 л крови – 450 мг.

При недостатке железа в организме развивается железистая анемия.

Перенос железа в организме осуществляет важнейший белок –гемоглобин, в котором находится больше половины всего железа организма.

Почти 60%, поступающего в организм железа расходуется на синтез гемоглобина.

Некоторое количество (примерно 20%) - откладывается в мышцах, костном мозге, печени и селезенке.

Еще 20% его используется для синтеза различных ферментов.

Основная роль железа в организме – участие в «рождении» красных (эритроцитов) и белых (лимфоцитов) кровяных клеток.

Эритроциты содержат гемоглобин - переносчик кислорода, а лимфоциты ответственны за иммунитет.

Продукты, богатые Железом

гречка

печень

белая капуста

говядина

хлеб грубого помола

и черный хлеб

бобы и курага

орехи

мясо кур

яблоки

Будьте внимательны к своему здоровью: наличие достаточного количества гемоглобина – это наша жизнь!!!

При анемии (недостатке гемоглобина) увеличьте в своем рационе количество нежирного говяжьего мяса и печени, красной икры, а также яичных желтков.

Э Т О В А Ж Н О

И

П О Л Е З Н О

З Н А Т Ь!!!

При анемии, для приготовления пищи, рекомендуется использовать чугунную посуду.

Как показали эксперименты, приготовление и кипячение соуса на протяжении 20 минут в такой посуде, способствует увеличению количества железа в 9 раз.

Людям с пониженным гемоглобином необходимо чаще бывать на свежем воздухе.

П Р И М Е Н Е Н И Е

Ж Е Л Е З А

И Е Г О

С П Л А В О В

Чистое железо имеет довольно ограниченное применение.

Его используют при изготовлении сердечников электромагнитов, как катализатор химических процессов, для некоторых других целей.

Находят широкое применение и многие соединения железа. Так, сульфат железа (III) используют при водоподготовке, оксиды и цианид железа служат пигментами при изготовлении красителей и так далее.

Но сплавы железа — чугун и сталь — составляют основу современной техники

С П Л А В Ы

Ж Е Л Е З А

Чугун

Сталь

Fe - 90-93%

Fe - 95-97%

C - 2-4,5%

C - 0,3-1,7%

хрупкость

ковкость

Трубопроводы

для воды,

нефти и газа

Гидроэлектро-

станции и опоры

линий электропередач

Железо сегодня

Автомобили ,

Тракторы,

Подводные лодки,

Бытовые приборы,

Другие предметы

Ф О Л Ь К Л О Р

о

Ж Е Л Е З Е

В народном фольклоре метких изречений о важности и значении железа в человеческом обиходе встречается много

Очень часто употребляемая пословица:

«Куй железо, пока горячо» (делай все вовремя!!!, не пропусти момент!!!)

«Ржавое железо не блестит» (никчемность и бездеятельность человека портит!!!)

«Без разума сила все равно, что железо гнило» (главное в человеке - разумные и осмысленные поступки!!!)

Есть у железа страшный враг – «ржавчина». К чему она приводит, как с ней бороться и как важно не попасть в ее «сети» - и об этом говорит народная мудрость:

«Человека губит горе, железо портит влага» (турецкая)

«Сердца ржавеют, как ржавеет железо» (арабская)

«Ржавчина не железе, а неправда в человеке не утаится»

«Хорошее железо не ржавеет»

(русские)

А Т Е П Е Р Ь К Р О С С В О Р Д

О

Ж Е Л Е З Е

5

4

ф

м

2

1

р

г

е

а

т

и

м

т

3

р

г

а

2

з

р

н

3

у

и

л

о

м

т

4

ж

н

5

н

г

и

б

е

м

о

г

л

о

1

с

н

6

и

т

с

а

л

ь

6

ь

е

1. Белок крови, переНосящий по организму кислород

2. Тип реакции, в которую вступают гидроксиды железа при нагревании

3. Минерал – Красный железняк

4. Латинское название железа

5. Особое свойство железа, отличающее его от многих других металлов

6. Ковкий сплав железа

П Р О В Е Р Ь Т Е С Е Б Я

С чем будет реагировать железо?

(найдите три кубика с возможными соединениями)

CuSO 4

HCL

H 2 SO 4

CuSO 4

MgO

CL 2

O 2

Na

HCL

KOH

AL

HgSO 4

ALCL 3

H 2 O

MgCL 2

S

Br 2

O 2

П Р О В Е Р Ь Т Е С Е Б Я

С какими веществами будут реагировать

оба оксида - FeO и Fe 2 O 3

AL

Mg

CO 2

H 2 SO 4

HCL

O 2

П Р О В Е Р Ь Т Е С Е Б Я

Дана соль : Сульфат железа (III)

С какими веществами она реагирует?

KOH

AL(OH) 3

HCl

AL

NaNO 3

BaCL 2

ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ И ИЗОБРАЖЕНИЙ:

http://termist.com/bibliot/popular/mezenin/mezenin_046.htm

Учебник для общеобразовательных учреждений , 9 класс,

Г.Е. Рудзитис ,Ф .Г. Фельдман

http://im4-tub-ru.yandex.net/i?id=64602315-02-72&n=21

http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=151351830-48-72&n=21

http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=132804891-18-72&n=21

http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=389614815-46-72&n=21

http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=152691363-60-72&n=21

http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=375112224-26-72&n=21

http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/7/94/310/94310832_nygooset06.jpg

http://im8-tub-ru.yandex.net/i?id=72487700-14-72&n=21

http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=148759345-57-72&n=21

http://cdn.elec.ru/_fitbox/200x200/offers/orig/8796471298.jpg

http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=97587139-26-72&n=21

http://im8-tub-ru.yandex.net/i?id=26227792-59-72&n=21