Гіпермаркет Знань>>Хімія 10 клас>>Хімія>> Хімія: Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп. Фізичні та хiмічні властивості заліза, сполуки Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ).

План-конспект уроку з курсу «Хімія 10 клас» з теми «Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп. Фізичні та хімічні властивості Феруму (ІІ) і Феруму (ІІІ)»

              Тема: Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп. Фізичні та хімічні властивості Феруму (ІІ) і Феруму (ІІІ)

Мета:

-    освітня:розглянути фізичні й хімічні властивості заліза, сполук Феруму (ІІ) та Феруму (ІІІ), порівняти властивості сполук Феруму(ІІ) і Феруму (ІІІ), закріпити знання про залежність властивостей сполук Феруму від ступеня окиснення атомів, сформувати вміння учнів становити рівняння реакцій, які характеризують основні хімічні властивості заліза й сполук Феруму.

-    виховна: сформувати науковий світогляд учнів при вивченні фізичних та хімічних властивостей заліза та його сполук, їх застосування; сприяти  екологічному вихованню.

-    розвиваюча:

1) розвивати спостережливість учнів на уроці хімії;
2) розвивати пізнавальний інтерес учнів до предмету;
3) розвивати навички складання рівнянь хімічних реакцій на прикладі хімічних властивостей заліза та його сполук;
4) розвивати такі мисленнєві операції : вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки;
5) розвивати такі мисленнєві операції : вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки. розвивати самостійність учнів під час виконання завдань.

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань та вмінь.

Методи:  загальні (ПІ), часткові (СНП), конкретні ( бесіда, розповідь).

Обладнання: періодична система хімічних елементів, таблиця розчинності, ряд активності металів.

Література:

1)    Хімія. 10 клас: Розробки уроків (рівень стандарту) / А.В. Промоскаль . – Х.: Вид-во «Ранок», 2011. – 272 с.
2)    А.Т. Пилипенко, В.Я. Починок, И.П. Середа, Ф.Д. Шевченко. - Справочник по элементарной химии. / Под ред. Академика АН УССР А.Т. Пилипенко. – К.: Наукова думка. – 1985.
3)    Хімія. 10 клас. Стандарт і академічний рівень / І.Ю. Старовойтова,            
 О.В. Люсай. – Х.: Вид. група «Основа», 2010. – 79, [1]с.
4)    Довідкові матеріали з хімії / І.І. Базелюк, Л.П. Величко, Н.В. Титаренко. – Київ; Ірпінь: ВТФ «Перун», 1998. – 224 с.

                                                                        Хід уроку:

І. Актуалізація опорних знань:

1. Назвіть хімічні елементи головної підгрупи?
 2. Назвіть хімічні властивості Алюмінію та його сполук.
3.Які ви знаєте елементи,що входять до побічних підгруп?

ІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів:

 Ми вже з вами розглянули властивості Алюмінію та його сполук, а сьогодні розглянемо властивості заліза та його сполук.
 Отже, записуємо тему  уроку: «Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп. Фізичні та хімічні властивості Феруму (ІІ) і Феруму (ІІІ)»

Учні повинні:
- знати: фізичні й хімічні властивості Феруму та його сполук.

- вміти: складати рівняння хімічних реакцій на прикладі хімічних властивостей Феруму та його сполук.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу:

Положення в Періодичній системі.Учні характеризують положення Феруму у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва.

Будова атома Феруму.

Учні обговорюють будову атома Феруму.

Ферум – d-елемент VІІІБ групи (або побічної підгрупи VІІІ групи) періодичної системи.

Будова атома:  

Електронна конфігурація атома Феруму: 1s²2s2²p⁶2s²3p⁶3d⁶4s²

Розміщення електронів зовнішнього і передостаннього енергетичних рівнів за енергетичними комірками:

 
В атомі Феруму вісім валентних електонів (3d⁶4s²), тому він виявляє змінні ступені окиснення.

Найхарактерніші ступені окиснення +2 і +3

Фізичні властивості заліза:

Чисте залізо – сріблясто-білий блискучий метал, пластичний, відносно м’який, легко кується, прокатується, зварюється. Густина заліза = 7,87 г/см³ температура плавлення  t_пл=1535^oС.

Має здатність намагнічуватися.

Хімічні властивості заліза та його сполук.

Взаємодія з неметалами:

1)    З киснем:

 
2)    З іншими неметалами при підвищенні температури:

 

Взаємодія з водою після зняття оксидної плівки:

У  розжареному стані (понад 700^ОС) взаємодіє з водою (водяною парою):

 
На вологому повітрі та у воді, яка містить кисень, залізо зазнає корозії, воно іржавіє, вкриваючись жовто-бурою плівкою, яка переважно складається із ферум(ІІІ) гідроксиду, але плівка не захищає метал від подальшої корозії:

 
взаємодіє з хлоридною і розбавленою сульфатною кислотами:

 
Концентрована (безводна) сульфатна кислота пасивує залізо, що дає змогу зберігати і перевозити її у залізних цистернах. Концентрована нітратна кислота також пасивує залізо.

Залізо відновлює менш активні метали з розчинів їхніх солей:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

у подрібненому вигляді залізо може взаємодіяти з концентрованим гарячим розчином лугу з утворенням комплексних гідроксисолей:

 
Оксиди і гідроксиди Феруму обох ступенів окиснення мають амфотерні властивості. У сполук Феруму(ІІ) вони дуже слабко виражені, тому ферум(ІІ) оксид і ферум(ІІ) гідроксид виявляють переважно основні властивості:

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O
Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂O

Ферум(ІІ) оксид з лугами не взаємодіє.

Ферум(ІІ) гідроксид, якщо він свіжодобутий і під час кип’ятіння реагує з концентрованим розчином лугу:

Fe(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Fe(OH)₄]

//////////////////////////////////////////////////////// Натрій тетрагідроксиферат(ІІ)

Ферум(ІІ) гідроксид утворюється внаслідок дії лугів на розчини солей Феруму(ІІ):

 
Саме так відбувається реакція без доступу повітря. У протилежному разі ферум(ІІ) гідроксид легко окиснюється до ферум(ІІІ) гідроксиду:

 
Сполуки Феруму(ІІІ).

Оксид і гідроксид Феруму(ІІІ) мають більш виражені амфотерні властивості:

 
Посилення кислотних властивостей сполук Феруму(ІІІ) порівняно із сполуками Феруму(ІІ) пояснюється збільшенням ковалентності зв’язку Fe – O із підвищенням ступеня окиснення Феруму.

Ферум(ІІІ) оксид утворюється внаслідок дії лугів на розчини солей Феруму(ІІІ):

 
Гідроксиди Феруму(ІІ) і (ІІІ) під час нагрівання розкладаються:

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O
Fe(OH)₂ = FeO + H₂O

Подвійний (змішаний) оксид.

Під час взаємодії з кислотами утворює суміш двох солей – Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ):

Fe₃O₄ + 8HCl = 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O
Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O

Під час взаємодії з нітратною кислотою утворюється лише одна сіль – ферум(ІІІ) нітрат внаслідок окиснення сполук Феруму(ІІ) до сполук Феруму(ІІІ):

 
Якісні реакції на солі Феруму(ІІ) і Феруму(ІІІ)

Реактивом на йони Феруму(ІІ) є червона кров’яна сіль K₃[Fe(CN)₆ ] - калій гексаціаноферат(ІІІ), яка під час взаємодії з солями Феруму(ІІ) дає осад синього кольору – турнбулеву синь:

 
Реактивом на йони Феруму(ІІІ) є жовта кров’яна сіль K₄[Fe(CN)₆] - калій гексаціаноферат(ІІ), яка під час взаємодії з солями Феруму(ІІІ) дає осад синього кольору – берлінську лазур:

 
Іншим реактивом на йони Феруму(ІІІ) є амоній тіоціанат NH₄SCN або калій тіоціанат KSCN. Утворюється сполука темно-червоного кольору:

 
Поширення в природі:

Основні природні сполуки Феруму:

Застосування:

Масова частка Феруму в земній корі становить 5 %. Він займає четверте місце по розповсюдженості в природі. Найважливішими залізними рудами є: магнетит Fе₃О₄, гематит Fe₂О₃, лімоніт — Fe₂O₃ • nH₂O, сидерит FеСО₃, пірит FеS₂.

Ферум є біологічно важливим елементом. Він міститься в організмах усіх тварин і в рослинах. Ферум входить до складу цитоплазми рослин, бере участь у процесі фотосинтезу. В організмі дорослої людини міститься десь 4 г Феруму. Він накопичується здебільшого в печінці, кістковому мозку, селезінці. Але основна частина Феруму входить до складу гемоглобіну – червоного пігменту крові, який виконує функцію переносу кисню від легень до тканин, а в зворотному напрямку — вуглекислого газу. Нестача Феруму призводить до небезпечної хвороби — недокрів’я. Тому обов’язково треба вживати харчові продукти, багаті на Ферум: петрушку, печінку, телятину, гречку, курагу тощо.

ІV. Узагальнення та систематизація знань.

Напишіть рівняння хімічних реакцій, щоб здійснити ланцюжок перетворень:
1)

2)

V. Домашнє завдання:

Чит. §31-32 .

Надіслано Шевченко В.В, вчителем хімії та біології

_{Планування уроків з хімії онлайн, завдання та відповіді по класам, домашнє завдання з хімії 10 класу скачати}