Методические особенности изучения темы "Железо" на уроках химии в средней школе (стр. 5 из 7)
Железо и его соединения
Лабораторная работа № 4
Тема. Железо и его соединения.
Цель:
· познакомить с некоторыми химическими свойствами соединений железа в различных степенях окисления.
Реактивы: железные опилки Fe, соль Мора (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O, раствор хлорида железа (III) FeCl3, раствор гексационоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6], раствор гексационоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6], раствор роданида калия KCNS, раствор соляной кислоты HCl (концентрированный и разбавленный), раствор серной кислоты H2SO4 (концентрированный и разбавленный), раствор азотной кислоты HNO3 (концентрированный и разбавленный), раствор гидроксида натрия NaOH (концентрированный и разбавленный).
Посуда и оборудование: спиртовка, держатель для пробирок, штатив для пробирок, шпатель, пробирки, стеклянная палочка.
Ход работы
Опыт 1. Свойства металлического железа
Испытайте действие на железо концентрированных и разбавленных кислот при обычных условиях и при нагревании.
Для этого поместите железные опилки в пробирку и прилейте несколько капель разбавленной соляной кислоты, запишите наблюдаемые явления и дайте им объяснения. Опыт повторите с разбавленными растворами серной и азотной кислот. Осторожно нагрейте те пробирки, в которых не происходит взаимодействие железа с кислотой. Отметьте наблюдения.
Повторите опыт с концентрированными растворами кислот. Запишите наблюдаемые явления, обратите внимание на цвет и запах выделяющихся газов и на цвет растворов.
| № эксп. | Порядок выполнения | Наблюдения | Уравнение реакции | Выводы |
| 1 | 1. В пробирку поместили железные опилки и прилили несколько капель разбавленной соляной кислоты.2. … | Наблюдается выделение бесцветного газа, раствор окрашивает-ся в бледно-зеленый цвет | Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe0 – 2e  Fe2+ восстановитель2H+ + 2e H2окислитель | Железо взаимодействует с соляной кислотой, проявляя восстановитель-ные свойства, в результате реакции образуется соль – хлорид железа (II)и выделяется бесцветный газ - водород |
Опыт 2. Гидроксид железа (II), получение и свойства
Вскипятите немного воды, охладите ее и добавьте несколько кристаллов соли Мора (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O. В пробирку со свежеприготовленным раствором соли Мора прилейте раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Отметьте цвет осадка. Оставьте осадок на воздухе и наблюдайте за быстрым изменением окраски.
Запишите уравнение реакции получения гидроксида железа (II) (в уравнении учитывайте только FeSO4) в молекулярной и ионной форме и уравнение окисления гидроксида железа (II) кислородом воздуха. Сделайте вывод об устойчивости ионов двухвалентного железа.
Опыт 3. Гидроксид железа (III), получение и свойства
В пробирку поместите несколько капель раствора хлорида железа (III) и прибавьте по каплям раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Отметьте цвет осадка. Полученный осадок разделите на две части. К первой прилейте по каплям раствор соляной кислоты, ко второй – концентрированный раствор гидроксида натрия. Запишите наблюдаемые явления.
Запишите уравнения получения гидроксида железа (III). Приведите уравнения растворения гидроксида железа (III) в кислоте и в щелочи, сделайте вывод о кислотно-основных свойствах гидроксида железа (III).
Опыт 4. Качественные реакции на ионы Fe (II) и Fe (III)
Взаимодействие соли железа (II) с гексационоферратом (III) калия (качественная реакция на ионы Fe2+)
В пробирку с раствором соли Мора (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O прилейте несколько капель раствора гексационоферрата (III) калия (красной кровяной соли). Отметьте цвет осадка. Запишите уравнение реакции, дайте название образовавшемуся соединению KFe+2[Fe+3(CN)6] (используйте справочную литературу).
Взаимодействие соли железа (III) с гексационоферратом (II) калия (качественная реакция на ионы Fe3+)
В пробирку с раствором хлорида железа (III) прилейте несколько капель раствора гексационоферрата (II) калия (желтой кровяной соли). Отметьте цвет осадка. Запишите уравнение реакции, дайте название образовавшемуся соединению KFe+3[Fe+2(CN)6] (используйте справочную литературу).
Взаимодействие соли железа (III) с роданидом калия (качественная реакция на ионы Fe3+)
В пробирку с раствором хлорида железа (III) прилейте несколько капель раствора роданида калия. Отметьте цвет раствора. Запишите уравнение реакции.
Сделайте общий вывод по работе.
Урок 2 "Пришелец из космоса". "Железо и его соединения"
Цели урока:
· в процессе исследования изучить физические и химические свойства железа и его соединений;
· развивать дальнейшие умения составлять молекулярные и ионные уравнения химических реакций;
· учить сравнивать, обобщать, анализировать и делать выводы;
· развивать познавательную деятельность через эксперимент и посредством заданий развивающего характера;
· развивать коммуникативные качества личности.
Метод обучения: проблемно-поисковый
Организационные формы: беседа, самостоятельная и практическая работа, сообщения учащихся
Средства обучения: таблицы, химическое оборудование и реактивы, медиапроектор.
Программное обеспечение: компьютерная презентация к уроку (Приложение №1)
Эпиграф к уроку:
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Все от песчинок малых до планет –
Из элементов состоит единых.
С. Щипачев
I. Введение в тему. Вступительное слово учителя.
Ребята! Сегодня мы с вами отправимся в далёкое путешествие, чтобы познакомиться с Пришельцем из космоса. А какой металл считается Пришельцем? Почему его так назвали? Во время путешествия нам предстоит сделать несколько остановок по требованию.
II. Первая остановка “Космическая” (появление железа на Земле). Сообщение ученика.
Знакомство человека с железом произошло в давние времена. Есть основания полагать, что образцы железа, которые держали в руках первобытные люди, были неземного происхождения. Входя в состав некоторых метеоритов - вечных странников океана Вселенной, случайно нашедших приют на нашей планете, - метеоритное железо было тем материалом, из которого человек изготовил впервые железные изделия. Железо в самородном состоянии встречается на земле главным образом в виде метеоритного, “космического” железа.
- 18 октября 1916 года вблизи с. Богуславки Дальневосточного края наблюдали падение метеорита, два его осколка весили по 256 кг.
- 1920 год - Юго-Западная Африка, метеорит “Гоба” весом около 60 тонн.
- 30 июня 1908 г. упал знаменитый Тунгусский метеорит весом 50 тыс. тонн.
III. Вторая остановка. “Составление визитки для железа как химического элемента” (работа в парах).
Учитель: Работая с Периодической таблицей химических элементов, составьте визитную карточку для железа по алгоритму:
Порядковый номер:
Период:
Группа:
Подгруппа:
Электронная формула:
(После работы в парах на экране появляется слайд № 1 “Визитная карточка”), учитель выслушивает ответы учащихся.
? Исходя из строения атома железа, определить его валентные электроны.
Учитель. Железо имеет 8 валентных электронов (два из них на 4s- и шесть на 3d-АО). Однако валентность 8 для железа не характерна; неустойчивы и соединения с шестивалентным железом, например производные железной кислоты H2FeO4, являющиеся сильнейшими окислителями. Обычно железо проявляет валентности равные двум и трем и соответствующие степени окисления.
? Какими свойствами обладает железо как простое вещество?
(Учитель предлагает совершить следующую остановку).
IV. Третья остановка “Физические свойства”( работа в парах). Учащиеся работают с учебником, справочной литературой и записывают в тетрадь характерные физические свойства:
Цвет:
Металлический блеск:
Твердость:
Пластичность:
Теплопроводность:
Электропроводность:
Плотность:
Температура плавления:
Железо - серебристо-белый или серый металл, твердый, с высокой пластичностью, теплопроводностью и электропроводностью, плотность его равна 7,87 г/см3, тугоплавкий-1540?С. Это самый распространенный химических элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%.
Учитель проверяет выполненную работу в виде беседы с классом.
? Какими ещё свойствами обладает железо?
Учитель. Да, в отличие от других металлов, железо способно намагничиваться, оно обладает ферромагнетизмом.
Демонстрация опыта: намагничивание железных опилок.
? Какова активность железа?
Учитель обращает внимание учащихся на электрохимический ряд напряжения металлов. Для того, чтобы узнать активность железа по отношению к другим веществам, мы совершаем с вами очередную остановку.
V. Четвёртая остановка. Экспериментальная. “Химические свойства железа”.
Учитель. Железо взаимодействует как с простыми, так и сложными веществами. Предлагаю вам провести эксперименты с серой, соляной кислотой, сульфатом меди, объяснить свои наблюдения и составить уравнения химических реакций.
? Чем является железо в данных уравнениях реакций? (На экране появляется второй слайд).
1. Fe + S = FeS
2. Fe + 2HCI = FeCI2 + H2
3. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
Fe0 - 2e = Fe+2 (восстановитель)
? Что вы наблюдали при проведении третьей реакции? (Железо вытеснило медь из раствора сульфата меди).
? Действует ли вода и кислород на железо?