microbik.ru
1

Група













Дата проведення уроку














Тема: Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп.

Фізичні та хімічні властивості заліза. Сполуки Феруму(ll) і Феруму(ІІI).

Мета: дати відомості про фізичні та хімічні властивості заліза, сполуки Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ) та їх застосування; формувати вміння давати характеристику елемента за його місцем у періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва та на основі будови атома; дотримуватися правил техніки безпеки під час виконання дослідів, робити висновки; розвивати вміння спостерігати, порівнювати, робити висновки, писати рівняння хімічних реакцій; виховувати акуратність, відповідальність, взаємоповагу.

^ Очікувані результати: учень:

• називає сполуки Феруму за сучасною українською номенклатурою;

• складає формули оксидів, гідроксидів, солей Феруму;

• характеризує фізичні та хімічні властивості заліза і його сполук;

• складає рівняння відповідних реакцій;

• дотримується правил техніки безпеки під час виконання дослідів;

• висловлює судження про біологічну роль Феруму.

Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, дидактичний матеріал (тексти для опрацювання), діаграма «Поширення хімічних елементів у земній корі» (підручник, с.163), залізна пластинка, магніт, розчини ферум (П) сульфату, ферум(ІІІ) хлориду, натрій гідроксиду, пробірки.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Хід уроку



    І. Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка присутності учнів: кількість за списком, кількість присутніх на уроці, відсутніх.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4. Перевірка готовності класного приміщення до уроку.



    ІІ. Мотивація навчальної дiяльностi

Учитель. Відомо, що в історії людства виділяють три періоди:

• кам'яний вік;

• мідний вік;

• залізний вік.

Останній почався з моменту появи заліза, що нині є основою сучасної техніки, машинобудування, засобів зв'язку, космічних, кораблів і взагалі всієї промисловості. Залізо - це основа чавуну й сталі сплавів, які найбільше використовує людина. Із цим металом пов'язано багато кривавих сторінок історії: з нього виготовляли мечі, кольчуги, зброю, снаряди, бомби.

Сьогодні ви дізнаєтеся багато нового про цей дивовижний метал.
ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Відкриття заліза.

Учитель. Поява заліза в людській цивілізації - початок залізного віку. А звідки ж давні люди брали його в той час, коли ще не вміли добувати із руди? Щоб дізнатися про це, давайте звернемося до історичної довідки.

Учень (випереджальне завдання)

^ Відкриття заліза

Перше залізо, що потрапило до рук людини, було метеоритного походження. Найбільшим є метеорит вагою 60 т, який було знайдено в 1920 р. в південно-західній Африці.

Учені вважають, що саме країни Малої Азії є місцем виникнення чорної металургії, оскільки перші залізні речі було знайдено в гробницях фараонів. Так, у відомій гробниці Тутанхамона знайдено величезну кількість золота і декілька залізних виробів - амулет, невеликий кинджал із залізним клинком і золотою рукояткою і маленьку залізну лавочку.

В Європу ж залізо прийшло з Малої Азії в 1 тисячолітті до н. е. Так і розпочався залізний вік, який триває до сьогоднішнього дня.

З ХІV ст. в Європі винайшли домни і почали виплавляти чавун, який переробляли на сталь. Із середини ХVІІІ ст. в доменному виробництві замість деревного вугілля стали використовувати кокс. Потім спосіб добування заліза з руди було удосконалено. Сьогодні використовують для цього спеціальні пристрої домни, кисневі конвертери, електродугові печі.

2. Характеристика Феруму за місцем у періодичній системі хімічнцх елементів Д.І Менделєєва.

Самостійна робота.

Завдання. Охарактеризуйте Ферум за місцем у періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва за планом:

1. Порядковий номер елемента та його назва.

2. Номери періоду та групи, назва підгрупи.

3. Будова атома:

а) заряд ядра;

б) кiлькicть електронів та енергетичних piвнiв, розподіл електронів по них;

в) кiлькiсть електронів на зовнішньому енергетичному piвнi, його завершеність.

4. Металічний чи неметалічний елемент.

5. Вищий оксид i валентність елемента в ньому.

6. Характер вищого оксиду й гідроксиду.

7. Порівняння металічних властивостей елемента з тими, що стоять поряд у перiодi та групі.

Висновок. На зовнішньому енергетичному рівні атома Феруму міститься два валентних електрони, які він може віддавати, проявляючи ступінь окиснення +2.

Крім того, Ферум має незавершений 3d-підрівень, на якому міститься 6 електронів. Тому в збудженому стані Ферум може проявляти ще й ступінь окиснення +3.

3. Поширення в природі.

1) Робота з діаграмою.

Завдання. Розгляньте діаграму «Поширення· хімічних елементів у земній корі» (підручник, с.163) і визначте, яке місце серед інших елементів займає Ферум. (Ферум за поширенням у природі посідає четверте місце після Оксигену, Сіліцію й Алюмінію.)

Учитель. У природі Ферум зустрічається у вигляді мінералів.

Завдання. Опрацюйте матеріал підручника «Поширення Феруму в природі» (с.180) і заповніть таблицю 1, порівнявши їх за твердістю, міцністю, кольором.

Завдання (для учнів, що працюють на високому рівні) Обчисліть уміст Феруму в кожному мінералі.

Таблиця 1

Мінерали, що містять Ферум

Мінерали

Формули

Уміст

Fe,%

Колір

Твердість

Магнітний

залізняк (магнетит)

FеО·Fе2О3

(3О4)










Червоний залізняк

(гематит)

2О3










Бурий залізняк

(лимоніт)

2О3·nН2О










Пірит (залізний колчедан)

FeS2










Сидерит (залізний шпат)

FеСО3










Запитання. Які з перерахованих мінералів можна використали для добування заліза?

3) Розповідь учителя «Поширення заліза в природі»

Магнетит, або магнітний залізняк, - мінерал, що містить 72 % Феруму. Це - найбагатша залізна руда.

Магнетит має природну властивість намагнічуватися. Тож назва «магніт» походить від назви мінералу.

Гематит, або червоний залізняк, - мінерал, що містить 70 % Феруму. Він відомий людині з давніх давен. У Давньому Єгипті його використовували для виготовлення прикрас, печаток. У Александра Македонського був перстень із вставкою з гематиту, який, як він вважав, робив його невразливим у бою. У Середньовіччі цей мінерал використовували як ліки, що зупиняють кров.

Лимоніт, або бурий залізняк, може мати забарвлення від коричневого до жовтого, часто містить домішки піску чи глини. Лимоніт використовують ддя виготовлення пігменту - жовтої охри.

Пірит (від грец. πυρίτηζ- «обпалений вогнем») має властивість іскрити при ударі по ньому сталевими предметами Цей красивий мінерал вражає золотистим кольором, яскравим блиском на майже завжди чітких гранях. Завдяки своїм властивостям пірит відомий з глибокої давнини.

4. Фізичні властивості заліза.

1) Розповідь учителя.

За зовнішнім виглядом чисте залізо - це сріблясто-білий із сіруватим відтінком метал (у порошкоподібному стані блиск втрачається, колір стає сірувато-чорним). Його густина - 7,87 г/см3. Плавиться залізо при температурі 15350С. Воно пластичне, тому легко обробляється, кується прокатується, штампується. Залізо має властивість намагнічуватись і розмагнічуватись.

2) Робота з таблицею.

Завдання. Заповніть таблицю 2.

Таблиця 2

Фізичні властивості заліза



п/п

Властивості

Показники

1

Агрегатний стан




2

Колір




3

Металічний блиск




4

Твердість




5

Пластичність




6

Теплопровідність




7

Електропровідність




8

Густина




9

Температура плавлення




3) Пояснення вчителя.

Учитель. Розрізняють хімічно чисте і технічно чисте залізо. Технічно чисте залізо - це низьковуглецева сталь, що містить 0,02-0,04 % Карбону, а Оксигену, Сульфуру, Нітрогену та Фосфору - ще менше. Хімічно чисте залізо містить менше 0,01% домішок. Це сріблясто-сірий, блискучий, зовні схожий на платину, метал, що є стійким до корозії.

5. Хімічні властивості заліза.

Завдання. Визначте місце заліза в ряді активності металів. Зробіть висновок. (Залізо належить до металів середньої хімічної активності.)

Завдання. (Робота в парах, один учень біля дошки, самоперевірка.) Напишіть рівняння реакцій, що відображують хімічні властивості заліза: з киснем, сіркою, галогенами, вуглецем, водою, кислотами солями менш активних металів.

І. Взаємодія заліза з простими речовинами.

1) Взаємодія з киснем.

Із киснем залізо реагує при нагріванні: при згорянні заліза в чистому кисні утворюється ферум (ІІІ) оксид (2О3)

4Fe + 3О2 = 2Fе2О3;

а при згорянні на повітрі - 3О4:

3Fe + 2О2 = Fе3О4

2) Взаємодія із сіркою.

При нагріванні порошку сірки із залізом утворюється ферум (ІІ) сульфід:

Fe + S = FeS.

3) Взаємодія з галогенами. При цьому утворюються відповідні солі: фториди, хлориди, броміди, йодиди:

^ 2Fe + 3Сl2 = 2FеСl3 (ферум (ІІІ) хлорид);

2Fe + 3Вr2 = 2FеВrз (ферум (ІІІ) бромід);

2Fe + 3І2 = 2FеІ3 (ферум (ІІІ) йодид).

4) Взаємодія з вуглецем.

Із вуглецем під час прожарювання залізо одночасно утворює сплав і ферум карбід (3С):

3Fe + С = Fе3С

ІІ. Взаємодія заліза зі складними речовинами.

1) Взаємодія з водою.

Залізо є стійким до дії води завдяки оксидній плівці, що утворюється на його поверхні. Якщо її знищити (а це відбувається за 7000С), залізо витискуватиме водень із води:

3Fe + 4Н2О = Fе3О4 + 4Н2

2) Взаємодія з кислотами.

Демонстрація. Взаємодія заліза з розчинами хлоридної, сульфатної та нітратної кислот різної концентрації.

Залізо взаємодіє з розбавленими хлоридною й сульфатною кислотами:

Fe + 2НСl = FeCl2 + Н2↑;

Fe + H24 = FeSО4 + Н2↑.

Із концентрованими кислотами залізо не взаємодіє завдяки міцній оксидній плівці, що дає змогу зберігати й перевозити їх у залізних цистернах.

3) Взаємодія із солями менш активних металів.

Демонстрація. Взаємодія заліза з розчином мідного купоросу.

Висновок: Залізо може відновлювати менш активні метали з розчинів їхніх солей:

Fe + CuSО4 = FeSО4 + Си.

6. Сполуки Феруму (П) і Феруму (lIІ).

1) Демонстрація. Добування Ферум(ІІ) та Ферум (ІІІ) гідроксиду реакцією обміну, їх фізичні та хімічні властивості.

2) Завдання. Запишіть рівняння проведених реакцій, охарактеризуйте фізичні властивості Ферум гідроксидів

Гідроксиди Феруму

Показники

1

2

Назва







Хімічна формула







Фізичні властивості







7. Роль Феруму в житті організмів. (Повідомлення учня – випереджальне завдання.)

Учень. Біохіміки довели важливу роль Феруму в життєдіяльності рослин, тварин і людей. Саме він зумовлює червоне забарвлення гемоглобіну, від якого залежить колір крові людини і тварин. У дорослому організмі міститься 3г чистого заліза, 75 % якого входить до складу гемоглобіну. Основна роль останнього - перенесення кисню з легенів до тканин та у зворотному напрямку - вуглекислого газу.

Ферум є необхідним і для рослин: він входить до складу цитоплазми та бере участь у процесі фотосинтезу. Рослини, вирощені на субстраті, який не містить Феруму, мають біле листя. Маленька добавка Феруму до субстрату - і вони набувають зеленого кольору. Якщо білий листок рослини змастити розчином солі Феруму, то незабаром змащене місце зеленіє.

До організму Ферум надходить разом з їжею. На його засвоєння впливає склад їжі, наприклад, наявність вітаміну С. Але є й «вороги» у Феруму - це чай, кава, яєчні жовтки: у їх присутності Ферум утворює важкорозчинні сполуки.

При нестачі Феруму розвивається недокрів'я.
ІV. Узагальнення та систематизація знань

Завдання 1. Заповніть таблицю «Оксиди Феруму»

Показники

1

2

3

Назва










Хімічна формула










Фізичні властивості










Завдання 2. Здійсніть перетворення та назвіть продукти реакцій:

1) Fe → FеСl3 → Fе2(SО4)3 → Fе(ОН)3 → Fе2О3;

2) Fe → FeCl2 → Fе(ОН)2 → FeO → FеSО4
V. Підбиття підсумків уроку

- що мені сподобалось на уроці;

- чим я не задоволений?
VІ. Домашнє завдання

- опрацювати конспект, виконати завдання, що не були зроблені протягом уроку;

- повторити характерні хімічні властивості металів (підготовка до виконання практичної роботи);

- у складі малих груп підготувати доповіді, презентації, усні журнали тощо на такі теми:

1. Металічні елементи в природі.;

2. Загальні методи добування металів.