Конспект урока "Железо" 9 класс


9 класс
Конспект урока по теме
«Железо»
Цели:
Дать представление о строении атома железа на основании его положения в ПСХЭ,
о физических и химических свойствах простого вещества железа и его нахождении
в природе
Обобщить знания учащихся о применении железа и его сплавов в народном
хозяйстве
Обсудить значение железа в организме человека
Оборудование:
1. Для лабораторных работ: штативы для пробирок, пробирки, железный гвоздь, 1М
раствор сульфата меди (II), ПСХЭ, коллекции природных соединений железа в
чашках Петри;
2. Для демонстраций: штатив для пробирок, пробирка, железные опилки, раствор
соляной кислоты, пробка, спички, магнит;
3. Для окончания урока: яблоки
4. Технические средства: компьютер, колонки, медиапроектор, экран.
Структура урока:
1. Организационный момент
2. Введение в новую тему
3. Изучение нового:
1) Нахождение железа в природе
2) Актуализация знаний о строении химического элемента железа на основании его
положения в ПСХЭ;
3) Физические свойства железа;
4) Химические свойства железа;
5) Применение железа;
6) Биологическая роль железа
4. Закрепление полученных знаний
5. Домашнее задание
6. Окончание урока
7. Рефлексия
Ход урока
1. Организационный момент
Музыка. Настрой на работу
2. Введение в новую тему
Звучит отрывок из стихотворения Михаила Герасимова «Песнь о железе»
В железе есть зовы
Звеняще-грозовы,
Движенье чугунное масс:
Под звоны металла
Взбурлило, восстало,
Заискрилось в омутах глаз.
В железе есть нежность,
Игривая снежность,
В шлифованном - светит любовь.
Закатная алость,
Порыв и усталость,
В изломе заржавленном - кровь.
В железе есть сила -
Гигантов взрастила
Заржавленным соком руда.
Железной ратью
Вперед, мои братья,
Под огненным стягом труда!
3. Изучение нового материала
1) Нахождение железа в природе
Упражнение для осанки (руки – за спинку стула)
Сегодня на уроке мы познакомимся с металлом, который занимает 4-е место по
распространённости в земной коре (после кислорода, кремния и алюминия) (4,65%) –
железом. Считается, что в глубинах нашей планеты находится расплавленное «ядро»
Земли, состоящее из сплава железа с никелем. «Земное» железо – практически всегда
связанное в виде соединений, минералов магнетита Fe
3
O
4
(магнитного железняка),
гематита Fe
2
O
3
(красного железняка), лимонита Fe
2
O
3
nH
2
O (бурого железняка), пирита
FeS
2
(железного или серного колчедана) и других.
Лабораторная работа «Ознакомление с образцами природных соединений железа»
В Карелии известно несколько месторождений железных руд, крупнейшее из них –
Костомукшское. Запасы его составляют миллиарды тонн. Руда содержит до 30% железа.
После её переработки на Костомукшском горно-обогатительном комбинате получаются
концентраты (окатыши) с содержанием железа до 60 70%. Железная руда
Костомукшского месторождения залегает на небольшой глубине. Иногда она выходит на
поверхность, что позволяет добывать её открытым способом, из карьера, без
строительства шахт.
Учёные полагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного
происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным
камнем». Самый крупный железный метеорит Гоба нашли на юго-западе Африки, в
Намибии в 1920г., он весил около 60т. Уже в древности из этих небесных тел, так как они
были прочными и твёрдыми, изготавливались различные предметы. Современные
химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали,
что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.
У древних египтян железо ценилось так же высоко, как золото, - недаром железные
лезвия, кинжалы и бусы находили в гробницах фараонов. Скорее всего, железные
предметы попадали в Египет с Ближнего востока, где уже три тысячи лет назад начала
развиваться чёрная металлургия. Позднее секретом получения «главного металла»
овладели и в Европе. Так начался «железный век» - тот век, в котором мы и сейчас ещё
живём. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества
металлов и металлических сплавов.
2) Строение атома железа
? Дайте характеристику химического элемента железа по его положению в ПСХЭ
! Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода ПСХЭ
Д.И. Менделеева. Порядковый номер 26. Это означает, что в состав атома железа входят
26 электронов и 26 протонов (заряд ядра +26). Относительная атомная масса железа 56,
следовательно в состав ядра входят 30 протонов (56-26=30).
Атомы железа устроены несколько отлично от атомов элементов главных подгрупп.
Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют четыре энергетических
уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем же
уровне атомы железа содержат два электрона. Следовательно, распределение электронов
по уровням в атомах железа таково:
26
Fe 2e
-
, 8e
-
, 14e
-
, 2e
-
.
? Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют атомы железа?
! Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные свойства.
? Какую степень окисления при этом будет проявлять железо?
! +2
Часто при химических взаимодействиях атомы железа отдают не только два электрона
с внешнего уровня, но и один электрон с предпоследнего уровня, при этом степень
окисления атома повышается до +3.
3) Физические свойства железа
? Что означает латинское название железа Ferrum?
! Крепость
? Какие свойства железа отражает это название?
? Опишите физические свойства железа (Лабораторная работа)
! Это серебристо-белый блестящий металл. Пластичный. Температура плавления 1539
о
С.
Обладает способностью намагничиваться (демонстрация). Способен образовывать сплавы
(чугуны и стали)
Сплавы железа:
Чугуны (от 2 до 4,5% С)
Сталь (менее 2% С)
Серый
(до 4% и до 1,5%
Mn)
Белый
(более 4% Mn, но
очень мало Si)
Углеродистая
Легированная
Сравнительно
мягкий и
поддающийся
Твёрдый и хрупкий
Мягкая, средней
твёрдости, твёрдые
Cr, Ni, W, Mo
(придают особые
свойства)
механической
обработке
Производство литых
деталей,
художественное
литьё
Переработка в сталь
Детали машин,
трубы, болты,
гвозди, скрепки,
инструменты
Самолётостроение,
химическая
аппаратура,
инструменты…
? Что означает поговорка «Куй железо, пока горячо»? Какое свойство железа отражает
поговорка?
? Как человек использует физические свойства железа?
! Это основа современной техники и сельскохозяйственного машиностроения. Транспорта
и средств связи, космических кораблей и вообще всей современной цивилизации.
Большинство изделий, начиная от швейной иглы и кончая космическими аппаратами, не
может быть изготовлено без применения железа.
Упражнение для глаз (с закрытыми глазами напишите слова «Железо» или «Ferrum»)
4) Химические свойства железа
Демонстрация видеоролика «Взаимодействие железа с кислородом»
0 0 +2,+3 -2
3 Fe + 2 О
2
Fe
3
О
4
(на слайде)
Демонстрация видеоролика «Взаимодействие железа с хлором»
0 0 +3 -1
2 Fe + 3 Cl
2
→ 2 FeCl
3
(ОВР)
Число электронов, которое атом железа отдаёт при химических взаимодействиях, зависит
от окислительной способности реагирующих с ним веществ.
Демонстрация химического эксперимента «Взаимодействие железа с раствором соляной
кислоты»
0 +1 -1 +2 -1 0
Fe + 2 HCl → 2 FeCl
2
+ H
2
(ОВР)
? Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют железо (Что это означает?)
! Образуют на поверхности металла плотную, прочную оксидную плёнку
Задание: Запишите уравнения химических реакций. Расставьте коэффициенты
Лабораторная работа «Взаимодействие железа с раствором сульфата меди (II
0 +2 +2 0
Железо взаимодействует
С простыми веществами
С кислотами
Fe + CuSO
4
FeSO
4
+ Cu (ОВР)
В соответствии с положением железа в электрохимическом ряду напряжений оно может
вытеснять металлы, стоящие правее него, из водных растворов их солей (Примеры?)
Задание: Запишите уравнение химической реакции. Расставьте коэффициенты
Самопроверка записи химических уравнений
5) Применение железа
? Из предложенных иллюстраций выберите те, которые отражают области применения
железа (оружие, военная техника, памятники, трактора, поезда, топоры, чугунная посуда,
иголки, скрепки, цепи + изделия из пластмассы, стекла, алюминия).
6) Биологическая роль железа
В организме человека содержится около железа. Около 70% железа сосредоточена в
гемоглобине крови, который осуществляет перенос кислорода от органов дыхания ко всем
другим органам и тканям.
Суточная потребность в железе составляет 0,02г. При недостатке железа развивается
заболевание анемия. Источник железа это пища (самый богатый печень, а также
мясо, сухофрукты, зелёные листовые овощи, хлеб и мучные продукты).
Санаторий «Марциальные воды»
Санаторий расположен в 55 км от Петрозаводска в лесной зоне, где находится долина
железистых минеральных источников и лечебных грязей, которые послужили основой для
создания Первого в России курорта "Марциальные воды", открытого Петром I
Воды источников курорта уникальны, поскольку по содержанию железа превосходят все
известные местности с железистыми минеральными водами у нас и за рубежом. На
курорте «Марциальные воды» железистые воды с успехом применяются для лечения
больных железодефицитными анемиями малокровием»), с заболеваниями
пищеварительной системы (хроническим гастритом, холециститом). Полезна вода при
некоторых болезнях почек. Кроме того, марциальная вода содержит кальций, магний,
натрий, марганец и успешно применяется у больных сердечно-сосудистыми
заболеваниями, заболеваниями обмена веществ, у лиц, подвергшихся воздействию
радиационных катастроф. Применяемые внутрь минеральные воды являются поистине
богатырским источником здоровья
4. Закрепление полученных знаний
Задание 1: Выберите верные утверждения
Железо занимает четвёртое место по распространённости в земной коре
Мы живём в «железном веке»
Атомы железа проявляют окислительные свойства
При взаимодействии железа с простым веществом хлором образуется хлорид железа (II)
При недостатке железа развивается заболевание – анемия
Взаимопроверка
Задание 2: Отгадайте загадки
1) Мальчик в одной руке несёт 1 кг железа, в другой столько же кг чугуна. Что тяжелее?
2) Он идёт на сковородки
Да узорные решётки.
Он совсем-совсем неловок, невоспитан и нековок…
Он ломается, как лёд
И тяжёл, как бегемот.
Но не врун и не болтун
Работяга наш - (чугун)
3) От дождя я не ржавею,
Не ломаюсь, не темнею.
Как алмаз, в бою крепка,
Как лозиночка, гибка.
Если крепко закалюсь –
Никогда не отступлюсь.
Такова моя мораль!
Дальше мой автограф: (сталь)
5. Домашнее задание
1) Составьте 3-4 предложения, используя фразы:
Железная воля
Стальные нервы
Сталь в голосе
Железный характер
Железный кулак
Чугунная голова
Подумайте, какие свойства железа отражены в этих фразах.
2) Посмотрите на железо глазами художника, глазами рекламного агента, глазами
сказочника
6. Окончание урока
Угощение. Как правильно есть яблоки?
Нередко можно услышать такой совет: “Ешьте побольше яблок: они очень богаты
железом и витамином С”. На самом деле яблоки не особенно богаты железом. Более того,
они содержат его порой меньше, чем другие продукты питания. Другое дело, что соли
железа, содержащиеся в яблоках, лучше усваиваются организмом, поскольку они
находятся в благоприятном соотношении с витаминами.
7. Рефлексия
Источники информации:
1. Габриелян, О.С. Химия. 9 класс: учеб. Для общеобразоват. учреждений / О.С.
Габриелян. – М.: Дрофа, 2008. – 270 с.
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/ - железо, природные соединения и сплавы железа и их
применение
3. http://kostomuksha-gorod.narod.ru/ -Костомукшский горно-обогатительный комбинат