Урок химии с использованием компьютерных технологий "Железо и его свойства"

Цель урока: охарактеризовать железо по его положению в ПСХЭ Д.И. Менделеева, строение атома, познакомить с нахождением в природе, получением, физическими и химическими свойствами, с биологическим значением железа, используя компьютерные технологии.

Оборудование: железные опилки, растворы соляной и серной кислот, растворы солей железа (II) и (III), раствор гидроксида натрия, пробирки, ПСХЭ Д.И. Менделеева, компьютер, слайды, экран.

Ход урока

1. Рассказ учителя.

Век девятнадцатый, железный
Воистину железный век.
Тобою в мрак ночной, беззвездный
Беспечный брошен человек.

В таблице Д.И. Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет в таблице другого элемента, при участии которого проливалось бы столько крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий. Появление железа в человеческой цивилизации положило начало железному веку.

Но железо – не только борьба, война, разрушения. Железо – металл созидания, железо – основа всей металлургии, машиностроения, транспорта, грандиозных инженерных сооружений от башни Эйфеля до железнодорожных мостов.

Всё, всё – начиная от швейной иглы и кончая паутиной железных дорог, авианосцами, огнедышащими домнами, где рождается само железо – состоит из железа.

Слайд №1

Презентация

Изучение нового материала.

Открытие железа

Ученик: В истории открытия химических элементов нет точной даты и места открытия железа. Нигде не найти упоминания имени человека, который первым получил этот металл. Эти сведения теряются в далёком прошлом развития человеческой культуры. Возможно, что человек впервые ознакомился с железом метеоритного происхождения. Громадный железный метеорит упал в 1947 г. в дальневосточной тайге. Он распался ещё в воздухе на тысячи мелких осколков.

Слайд №2

Так как метеоритное железо было редко и дорого, то оно шло главным образом на изготовление украшений.

Из небесного сплава получалось превосходное оружие.

Слайд №3

Не случайно на некоторых древних языках железо именуется “небесным камнем”.

Ученик: латинское название железа ferrum, вероятно, связано с греколатинским fars – быть твёрдым. Возможно сопоставление и с ferrus, которое означает “нечувствительный, крепкий, непреклонный”. Русское название “железо” не вполне ясно. Предполагают, что оно произошло от южнославянского “зализо” или “лезо”, т.е. лезвие.

После выступления I группы классу задаётся задача.

Слайд №5

При раскопке древнего поселения Мстенице, относящемуся к древнему средневековью, был найден топор, массой 6кг. Топор изготовлен из природнолегированного железа, содержащего 2,8% никеля, 0,6% кобальта. Такой состав свидетельствует о небесном происхождении материала. Сколько килограммов железа в этом топоре?

Задание учащимся класса: прослушайте выступление группы №2 и запишите строение атома железа.

Ученик: железо – элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода ПС Д.И. Менделеева. Атомы железа устроены несколько отлично от атомов элементов главных подгрупп. Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют 4 энергетических уровня, но заполняется у них не последний , а предпоследний, третий от ядра, уровень. На последнем уровне атомы железа содержат два электрона, на предпоследнем уровне – 14 электронов.

Вопросы к классу: какое влияние на свойства железа оказывают такие размеры атома и возможность отдавать электроны с внешнего и предвнешнего слоя?

Планируемый ответ: железо, имеющее атомы небольших размеров и большое число электронов, участвующих в металлической связи, должно обладать высокой температурой плавления и значительной твёрдостью, но вместе с тем небольшой электропроводностью.

Ученик: по современным представлениям в 16-километровой толще земной коры содержится 4,5% железа. В следующем слое, лежащем под земной корой, железа находится втрое больше, а центр земного шара состоит из железа с примесью никеля и кобальта. В среднем же, земной шар состоит на 34,6% из железа. В составе Земли железо преобладает как по массе, так и по числу атомов. Оно является важнейшей составляющей частью в строении нашей планеты. По распространённости в земной коре железо занимает 4-е место среди всех элементов (после кислорода, кремния, алюминия).

Слайд №8

Железо – активный металл, поэтому встречается в природе в виде соединений.

Важнейшие железные руды.

Восстановление железа происходит в доменных печах в несколько стадий приблизительно по такой схеме:

Fe₂O₃ —> Fe₃O₄ —> FeO —> Fe

Задание учащимся класса: третье уравнение реакции разберите с точки зрения окисления-восстановления.

Задание учащимся класса: рассмотрите образец железа и запишите его физические свойства. Найдите в учебнике описание физических свойств железа и проверьте ваши предположения.

Ученик: железо – активный металл, даёт два ряда соединений, проявляя степени окисления +2 и +3. Например, с галогенами железо образует галогениды, в которых оно имеет степень окисления +3.

Задание учащимся класса: 1. Записать уравнения реакций; реакцию с раствором соли записать в молекулярном и ионном виде. 2. Провести лабораторный опыт взаимодействия железа с растворами соляной и серной кислот, соблюдая правила техники безопасности при выполнении данной работы.

Ученик: концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо, образуя на поверхности прочную оксидную плёнку.

Ученик: качественной реакцией на ионы железа (II) Fe²⁺ служит реакция солей железа (II) с красной кровяной солью, формула которой К₃[Fe⁺³(CN)₆].

Реактивом на ионы железа (III) Fe³⁺ является жёлтая кровяная соль – K₄[Fe⁺²(CN)₆]. Это комплексные соли. Диссоциируют они следующим образом:

Ученик: если к растворам, содержащим ионы Fe²⁺ или Fe³⁺ , прилить соответственно растворы красной кровяной соли (реактив на Fe²⁺) и желтой кровяной соли (реактив на Fe³⁺), то в обоих случаях выпадает одинаковый синий осадок.

Ученик: для обнаружения ионов Fe³⁺ так же используют реактив роданид калия KSCN или роданид аммония NH₄SCN. При этом образуется ярко окрашенный ион FeSCN²⁺, раствор приобретает интенсивно-красный цвет.

Ученик: но самый простой способ обнаружения солей железа (II) и (III) с помощью щёлочи.

Задание учащимся класса: проведите лабораторное исследование взаимодействия солей железа (II) и (III) с гидроксидом натрия. Отметьте цвет осадков, запишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде, сделайте вывод. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при выполнении данной работы?

Применение железа.

Учащиеся перечисляют области применения железа.

Ученик: для человека и животных источником железа служит пища.

Ученик: соединения железа издавна применяют для лечения малокровия, при истощении, упадке сил.

Задания учащимся класса: запишите, какие продукты питания богаты железом.

Учитель: подведение итогов урока. Домашнее задание. Один из учеников читает отрывок из “Поэмы о периодическом законе”.