Урок по теме "Железо", 9-й класс
Цели урока:
образовательные: рассмотреть положение химического элемента железа в Периодической системе химических элементов Д. И Менделеева., строение атома. Изучить химические свойства простого вещества - железа, познакомиться с природными соединениями железа; рассмотреть биологическую роль железа;
развивающие: развивать интеллектуальные умения: выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, использовать ранее накопленные знания по химии в контексте нового материала, расширить научную лексику путем введения в активный словарь новых терминов;
воспитательные: воспитывать коммуникативные навыки, формировать научное мировоззрение, интерес к предмету, поддерживать устойчивую мотивацию к изучению химии на основании положительного эмоционального восприятия предмета.
Планируемые результаты обучения.
- учащиеся должны знать положение химического элемента железа в ПСХЭ, уметь характеризовать свойства атома на основании положения в ПСХЭ, особенности строения атома железа;
- уметь объяснять химические реакции, протекающие между простым веществом железом и простыми и сложными веществами;
- уметь записывать ОВР, указывать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления;
- знать общие физические свойства, области применения и биологическую роль железа.
Ресурсы, необходимые для проведения урока:
мультимедиапроектор, компьютер, электронная презентация;
литература: О. С. Габриелян. Химия. 9 класс. М.: Дрофа, 2015.
ХОД УРОКА
Эпиграфом к уроку являются слова выдающегося русского ученого Александра Евгеньевича Ферсмана. А.Е.Ферсман –русский геохимик (геохимия –это наука о химическом составе Земли и планет), Алексей Толстой называл ученого « поэтом камня», он являлся вице-президентом Академии наук с 1926-29 года.
Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества.
А. Е. Ферсман.
Учащиеся записывают дату, тему урока в тетрадях.
Учитель знакомит обучающихся с планом, задачами урока.
[link]
1. Положение железа в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
Задание: прочитайте текст учебника стр. 76 и охарактеризует положение химического элемента железа в ПСХЭ Д. И. Менделеева и особенности строения атома данного элемента, укажите возможные степени окисления элемента.
После ответов учащихся ПКМ и появляется характеристика положения атома железа в ПСХЭ Д. И. Менделеева (слайд №2).
Вывод: Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы 4-го большого периода. Железо относится к d-элементам, электронная формула атома имеет окончание …3d64s2. Железо в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3. Максимальная степень окисления железа +6. Она проявляется в ферратах – солях несуществующей железной кислоты. Например, Na2FeО4 – феррат натрия.
2. Нахождение в природе. Рассматривается распространенность железа в природе. Учитель рассказывает о железе как о простом веществе (технически и химически чистом железе, о железной колонне в Дели ,о кинжале Тутанхамона, о метеорите в городе Челябинске (15 февраля 2013 г.).
Рассказ учителя сопровождается показом слайдов.
Железо – один из самых распространенных элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому показателю оно уступает только кислороду, кремнию и алюминию. Железо входит в состав большинства горных пород. Для получения железа используют железные руды с содержанием железа 30–70% и более. Основными железными рудами являются:
– магнетит Fe3O4 – содержит 72% железа, месторождения магнетита встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии;
– гематит Fe2O3 – содержит до 65% железа, такие месторождения - железа встречаются в Криворожском районе;
– лимонит Fe2O3•nH2O – содержит до 60% железа, месторождения лимонита встречаются в Крыму, например керченское месторождение;
– пирит FeS2 – содержит примерно 47% железа, месторождения пирита встречаются на Урале.
Редчайший каприз природы – самородное железо земного происхождения (его еще называют “теллурическим”, от латинского “теллурс” - земля). Такое железо получается в уникальных геологических условиях – там, где потоки расплавленной лавы, богатой оксидом железа, на пути своего извержения из земных глубин пересекали пласты каменного угля. Метеоритное железо – всегда самородное. Правда, “небесный металл” всегда содержит примесь никеля, поэтому он почти не поддается ковке в обычных условиях. Его следует обрабатывать только в холодном виде, а не разогретом, как обычное железо. (Аликберова Л. Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС,2002.- 560 с.)
3. Физические свойства железа. Учитель характеризует физические свойства простого вещества – железа демонстрируя слайд №5.
4. Химические свойства. Рассматривается взаимодействие простого вещества железа с простыми и сложными веществами. Особое внимание уделяется взаимодействию железа с разбавленными и концентрированными растворами кислот.
1. Взаимодействие с неметаллами.
Fe + S = FeS
При нагревании до 200-250 0С реагирует с хлором
Fe+Cl2=FeCl3
Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления (после выполнения задания, проверяется правильность составления электронного баланса).
2. Взаимодействие с кислотами. Железо реагирует с кислотами (слайд № 7)
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
В концентрированных азотной и серной кислотах железо не растворяется, так как на поверхности металла возникает пленка, препятствующая реакции металла с кислотой, поэтому концентрированные серную и азотную кислоты можно перевозить в железной таре (происходит пассивация металла).
Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления
Fe + HCl = FeCl2 + H2.
Fe+H2О =
Fe+CuSO4 =
Fe+O2 =
Сделайте вывод о химической активности простого вещества – железа.
5. Биологическая роль железа.
Учащиеся заранее подготавливают сообщения на тему : «Роль железа в жизнедеятельности растений. животных, человека».
Рассмотрение вопроса о биологической роли железа можно построить в виде межпредметной беседы, ряд которых будет носить проблемно-поисковый характер (слайд №10).
Какое значение имеет железо для жизнедеятельности растений?
Какое значение имеет железо для жизни животных и человека?
К каким последствия для здоровья человека может привести снижение его содержания в крови?
Как восполнить недостаток железа в организме? Какие продукты богаты этим элементом?
В ходе поиска ответов на эти вопросы школьники выходят на проблему сохранения здоровья, рассматриваются принципы правильного и сбалансированного питания, рассматриваются продукты богатые железом (одновременно демонстрируется слайд).
6. Просмотр видеофильма -качественные реакции на двухзарядные и трехзарядные ионы железа (┼ 2,3).
После просмотра обучающиеся записывают уравнения реакции в тетрадях и заполняют карты –задания.
Карта- задание
Качественные реакции на ионы железа (II) Fe2+ и железа (III) Fe3+.
Докажите опытным путем, что сульфат железа(II) содержит ион
железа Fe2+, а хлорид железа (III) содержит ион железа Fe3+.
Опыт №1 Обнаружение иона железа Fe2+
1.Проведите опыт. В FeSO4 прилейт 1мл гидроксида натрия NaOH.
2.Для реакций обмена составьте сокращенные ионно-молекулярные уравнения. Продолжите реакцию.
FeSO4 + NaOH =
__________________________________________________________
___________________________________________________________
3.Цвет осадка: _______________
Опыт №2. Обнаружение иона железа Fe3+
1.Проведите опыт. В FeCl3 прилейт 1мл гидроксида натрия NaOH.
2.Для реакций обмена составьте сокращенные ионно-молекуляр-ные уравнения. Продолжите реакцию.
FeCl3 + NaOH =
3.Цвет осадка: ______________
7. Для проверки уровня усвоения нового материала обучающиеся выполняют тестовую работу
ТЕСТ
При взаимодействии железа с разбавленной серной кислотой образуются:
сульфит железа(II)
сульфат железа(II)
водород
сульфат железа(III)
вода
Какие концентрированные кислоты пассивируют железо?
азотная
фосфорная
соляная
серная
азотистая
При взаимодействии железа с разбавленными кислотами (серной и соляной) окислителем является:
кислотный остаток
железо
ионы водорода
вода
При горении железа в кислороде образуется:
оксид железа(II)
оксид железа(III)
железная окалина
хлорид железа(III)
Атомы железа проявляют
нет правильного ответа
окислительные свойства
окислительные и восстановительные свойства
восстановительные свойства
Какие металлы железо может вытеснять из растворов их солей?
натрий
ртуть
калий
цинк
Число электронов на внешнем энергетическом уровне у атома железа
1
2
4
3
Железо проявляет степени окисления:
+2, +3
+1, +3
-2, +4
+2, -3
Положение железа в Периодической системе Д. И. Менделеева:
VIII группа, главная подгруппа;
4 период
VI группа, побочная подгруппа;
3 период
VII группа, главная подгруппа;
2 период
VIII группа, побочная подгруппа;
4 период
8. В завершении урока учитель раздается каждому обучающемуся карточки, где указаны сайты, содержащие интересную информацию по теме :
-www.catalogmineralov.ru – сайт содержит каталог минералов, большую коллекцию фотографий и описание минералов.
-http://.elementy.ru – сайт “ Элементы большой науки”, содержит каталоги и статьи науно-популярных журналов “Химия и жизнь”, “ Наука и жизнь”, “Природа” и др.
-http://www.ovitanah.com - сайт посвящен витаминам и микроэлементам, содержит интересную информацию.
-http://alhimik.ru – сайт “Алхимик” содержит самую разнообразную информацию по химии.
Домашнее задание: пар 17, упр. №3.
Список литературы:
Габриелян О. С. Химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений.- М.: Дрофа, 2006.
Аликберова Л. Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей – М.: АСТ-ПРЕСС. 2002. – 560 с.
Бердоносов С. С., Менделеева Е. А. Химия. Новейший справочник. – М.: Махаон, 2006. – 368 с.