Урок по теме: «Железо» (9 класс) Цель урока: рассмотреть строение атома железа, как элемента побочной подгруппы, изучить свойства простого вещества железа, нахождение в природе и его биологическую роль. Задачи: -обучающие 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. Тип урока Урок изучения нового материала Формы работы учащихся фронтальная, парная и индивидуальная работа, работа с текстом. Необходимое техническое оборудование химическое оборудование Структура и ход урока Cегодня мы проведём урок в форме особо важного задания. Любое задание, тем более особой важности, должно иметь сроки и оценку его выполнения. Срок нашего особо важного задания 40 минут. Оценку своей работе дадите сами, укажите её в оценочных листах. Чем же мы сегодня будем вооружаться? Оружия у нас нет поэтому, мы сегодня можем вооружиться только своими знаниями, знаниями теоретическими, а также практическими навыками и умениями. Мишенями, что придется сегодня поражать, будут доска, тетради и человеческие сердца, сердца администрации школы, учителей перед которыми нельзя ударить в грязь лицом и моё сердце, которое надеется на положительный результат сегодняшнего урока. Ну что ж, по-моему, все готово к началу основной части нашего боевого задания. Сверим часы, и, пожалуй, начнём. 1. Активизация знаний Учитель: Ребята, скажите какую группу элементов мы с вами изучаем на протяжении уже нескольких уроков? (Металлы). Верно, вот сейчас вы и покажите свои знания о металлах. Проведем небольшой блиц-опрос. Каковы особенности строения атомов металлов? (большой атомный радиус, 1-3 электрона на внешнем энерг уровне) Самый распространенный на Земле металл. (Алюминий.) Какие металлы самые активные? (Щелочные) Какая область промышленности занимается получением металлов? (Металлургия) Какие способы получения металлов вам известны? (пиро-, гидро-, электрометаллургия) Какие металлы реагируют с водой при комнатной температуре? (активные) Какой металл чаще всего подвергается коррозии? (Железо.) Назовите самый тугоплавкий металл? (вольфрам) Самый хороший проводник электрического тока? (серебро) Самый твердый металл. (Хром) Металл- жидкость. (Ртуть) Самый пластичный металл. (Золото). Какой металл убивает бактерий? (Серебро). Как вы определяете активность металла? (используем электрохимический ряд напряжения металлов) Какие металлы хранят под слоем керосина? (щелочные) 3. Мотивация Учитель: Одна легенда гласит: «Водяной царь сидит на троне, вокруг него танцуют русалки. Вдруг забрасываются сети и русалки уплывают, а царя рыбаки вытаскивают на берег. Взмолился царь, чтобы отпустили его обратно, за это он предложил выкуп: либо золота на 1 год, либо серебра на 10 лет, либо железа на вечные времена». - Ребята, как вы думаете, что выбрали рыбаки (местные жители)? Местные жители без сожаления выбрали железо. А водяной, судья по всему, свое слово сдержал: железные запасы до сих пор не иссякли. Как видим, без железа не может обойтись даже приключенческая литература. Я давно в названии века, В организме человека. Называют мной характер, Из меня почти весь трактор. Очень в яблоке полезно, И зовут меня железо. 3. Целеполагание Учитель: Итак, ребята какова же тема нашего урока? (Тема урока «Железо или «упавший с небес»»). Эпиграф нашего урока - слова академика А. Е. Ферсмана: «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 прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества». Сегодня на уроке вы в этом убедитесь. Учитель: Ребята, давайте обратимся к плану нашего урока. 1. Положение в ПСХЭ и строение атома 2. Физические свойства 3. Нахождение в природе 4. Биологическая роль 5. Химические свойства Посмотрите на пункты с 1 по 5 и сформулируйте цель нашего урока. 4. Работа в парах Для погружения в урок используем приём «Верите ли вы?». ВОПРОС 1 ПАРЕ: ВЕРИТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО ЖЕЛЕЗО - ПЕРВЫЙ ПО РАСПРОСТРАНЁННОСТИ ЭЛЕМЕНТ - МЕТАЛЛ В СОСТАВЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ. (Железо (Fe) – 2-й элемент по распространённости в природе металл (после алюминия (Al). В земной коре его массовая доля составляет 5,1%.) ВОПРОС 2 ПАРЕ: ВЕРИТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО В ДРЕВНЕМ РИМЕ ИЗ ЖЕЛЕЗА ДЕЛАЛИ ОБРУЧАЛЬНЫЕ КОЛЬЦА. (Древние римляне первоначально предпочитали обручальные кольца из железа и лишь во II веке до нашей эры стали делать их из золота. Они считали, что металл в обручальном кольце отражает нерушимость брачных уз. В Древнем Риме такие украшения носили только женщины.) ВОПРОС 3 ПАРЕ: ВЕРИТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО ЕЖЕГОДНО ИЗ-ЗА КОРРОЗИИ ТЕРЯЕТСЯ ОКОЛО 25% ВСЕГО ПРОИЗВЕДЁННОГО В МИРЕ ЖЕЛЕЗА. (Ежегодно из-за коррозии теряется около четверти всего произведенного в мире железа. Появление ржавчины и разрушение металлов происходит под действием воды, воздуха, и так же кислотных дождей) ВОПРОС 4 ПАРЕ: ВЕРИТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО ОДИН НЕМЕЦКИЙ СТУДЕНТ ПОДАРИЛ СВОЕЙ ВОЗЛЮБЛЕННОЙ КОЛЬЦО, СДЕЛАННОЕ ИЗ ЖЕЛЕЗА ЕГО КРОВИ. (В теле здорового человека постоянно присутствует 4-5 граммов железа. Впервые железо в крови человека обнаружил в прошлом веке француз Мери. В истории медицины известен такой печальный случай. Один молодой студент-химик решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он получал соединение, из которого химическим путем выделял железо. Юноша погиб от наступившего малокровия. Он так и не собрал нужного количества железа для изготовления кольца.) ВОПРОС 5 ПАРЕ: ВЕРИТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО ЖЕЛЕЗО - ПЛАСТИЧНЫЙ МЕТАЛЛ. (Железо высокой чистоты — это блестящий серебристо-серый, пластичный металл, хорошо поддающийся различным способам механической обработки. резанию, ковке, штамповке, прокатке.) 5. Изучение нового материала (работа в группах) Учитель: Итак, ребята мы с вами погрузились в тему и теперь нам предстоит ответить на вопросы, которые мы сформулировали. Каждая группа сейчас получит особо важное задание, на которое должна найти ответ и представить нам доказательства. На выполнение 5 минут. Историкам 1.Что означает слово» железо»? 2. Где впервые нашли железо? 3. Какие примеры доказывают, что железо – древнейший металл? Геологам 1. Какие в природе распространены руды железа? 2. Каким способом выделить железо из руды. 3. Физические свойства железа Химикам 1. Где в ПСХЭ находится железо? 2. Каково строение атома железа (число электронов, протонов, нейтронов, электронная формула)? Записать в тетради и на доске. 3. Какие степени окисления проявляет железо? Экологам 1. Какие существуют экологические проблемы, связанные с железом? 2. Меры профилактики. Биохимикам 1. В состав какого вещества клетки входит железо? 2. Сколько грамм в организме и суточная потребность? 3. При недостатке железа какие продукты необходимо употреблять? Изучение химических свойств железа Учитель: Ребята, давайте, попробуем предположить какими химическими свойствами может обладать железо? (восстановительными) Железо взаимодействует как с простыми, так и сложными веществами. Допишите уравнения реакций, определите недостающие вещества, расставьте коэффициенты. Fe +O2 = Fe2O3 Fe + H2O = Fe2O3 + H2 Fe + HCI = FeCl2 + H2 Fe + CuSO4 =Cu + FeSO4 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). Вопрос к «Химикам». Как железо и другие металлы взаимодействует с кислотами? (активно) Какой газ при этом выделяется? (водород) Сравните взаимодействие магния и железа с кислотой. Делают лабораторный опыт «Взаимодействие магния и железа с соляной кислотой» (демонстрация) Сделайте вывод о химической активности простого вещества – железа. Объясните этот опыт. Взаимодействие железа с медным купоросом (демонстрация) Учитель: А сейчас, чтобы вам было и дальше интересно изучать железо и его соединения, посмотрим опыт. Это будет ваше особо важное задание на следующий урок. Опыт «Оперируем без боли» Выходят 2 учащихся в белых халатах – “доктор” и его “ассистент”. Учитель представляет их классу. Доктор: (держит в руках нож) Вот еще одно развлечение: Кто даст руку на отсечение? Жалко руку на отсечение? Тогда нужен больной для лечения. (Приглашают к столу ученика из класса.) Ассистент. Оперируем без боли, правда, будет много крови. Доктор. При каждой операции нужна стерилизация. Помогите, ассистент, дайте йод Ассистент. Один момент! (Подает “иод” – раствор FeCI3.) Доктор. Йодом смочим мы обильно,чтобы было все стерильно. (Тампоном, смоченным раствором FeCI3, смазывает обильно руку “пациента”) Не вертитесь, пациент, Нож подайте, ассистент! Скальпель “дезинфицирует” “спиртом” (раствором KSCN). Доктор делает “разрез” ножом, смоченным обильно раствором KSCN, течет “кровь”. Ассистент: (испуганно) Посмотрите, прямо струйкой кровь течет, а не вода! Доктор. Не волнуйтесь! Живой водой я смою руку И от раны – ни следа! (Смывает “кровь” ваткой, смоченной раствором нашатырного спирта.) Учитель. “Этот опыт объяснить мы пока не можем. На следующий урок придем – объяснение найдем” Итоги урока Итак, ребята, что сегодня мы с вами узнали на уроке. Скажите, прав ли был Ферсман, когда говорил эти слова, которые стали эпиграфом нашего урока? - Достигли ли мы поставленной цели? - Что нового на уроке узнали? - Что было интересным? Я думаю, что с поставленной особой задачей мы справились, рассмотрели, поставленные вопросы и как мне кажется покорили сердца нашей администрации, учителей и моё сердце довольно нашей работой. Заполнить листы рефлексии и самооценки. Обращаясь к эпиграфу нашего урока, хотелось бы вам пожелать следующее: пусть ваш мозг истирается от работы мысли, а не пожирается ржавчиной от лени. Закончить наш урок хочется стихотворением. Ученик Железо в космосе, на звездах, Железа много на Земле Железо образует горы Гора Магнитка, например. Железо - труженик, строитель, Станки, заводы, корабли Ведь от иголки до машины Все из железа состоит. Железо в почве, в селезенке, В любом растении, в крови... В составе всех эритроцитов Чудеснейший гемоглобин! Таинственны земные недра, Но физики убеждены: Почти из чистого железа Ядро земное состоит. И верим мы, что век железа Не станет веком роковым, И дело мира неизбежно Мрак на планете победит! Приложение. Историки: 1.Что означает слово» железо»? 2.Где впервые нашли железо? 3.Какие примеры доказывают, что железо – древнейший металл? В таблице Менделеева трудно найти другой металл, с которым была бы так неразрывно связана история цивилизации. В древности у некоторых народов железо ценилось дороже золота. лишь представители знати могли украшать себя изделиями из железа, причем нередко в золотой оправе. В Древнем Риме из железа изготавливали даже обручальные кольца. Век каменный сменился веком медным, потом - бронзовым, а затем веком железным. Учёные предполагают, 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 в 1920 г. в Африке, он весил около 60 т. Химики: 1.Где в ПСХЭ находится железо? 2.Каково строение атома железа (число электронов, протонов, нейтронов, электронная формула)? 3.Какие степени окисления проявляет железо? 4. Физические свойства железа Железо как элемент образуется множество соединений, проявляя обычно степени окисления +2,+3. Железо – элемент побочной подгруппы VIII группы 4-го большого периода. Железо в соединениях проявляет степени окисления +2 и +3. 1s22s22p63s23p63d64s2 Металл средней активности, восстановитель. Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия). Железо - серебристо-белый или серый металл, твердый, с высокой пластичностью, теплопроводностью и электропроводностью, плотность его равна 7,87 г/см3, тугоплавкий-1540 С0. В отличие от других металлов, железо способно намагничиваться. Геологи: 1.Какие в природе распространены руды железа? 2.Железо встречается не только в метеоритах. В природе широко распространены руды железа: Fe3O4 – магнетит Fe2O3 – гематит FeS2 - пирит FeCO3 - сидерит Fe2O3•nH2O - лимонит 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. 3. Выделить железо в чистом виде можно пирометаллургическим и гидрометаллургическим методом. Биохимики: 1.В состав каких соединений входит железо в организме человека? 2.Сколько грамм в организме и суточная потребность? 4.При недостатке железа какие продукты необходимо употреблять? Железо играет важную роль в жизни практически всех организмов, за исключением некоторых бактерий. При недостатке железа растения не образуют хлорофилла (что нарушает процесс фотосинтеза). Железо входит в состав гемоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. В организме взрослого человека имеется 4-5 г железа, из них 65% - в крови. Красный пигмент крови – гемоглобин – осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к тканям и обратный перенос углекислого газа от тканей к легким. В организм железо поступает вместе с пищей. В сутки человек должен потреблять с пищей около 10-20 мг железа. Железо содержится в гречке, овсянке, фруктах в черносливе, изюме, морской капусте, фасоли, петрушке, мясе. Экологи 1. Какие существуют экологические проблемы, связанные с железом? 2. Меры профилактики. Рассмотрим экологические проблемы, связанные с железом. Пыль, дым промышленных производств могут содержать большие количества железа в виде аэрозолей железа, его оксидов, руд. Железо может накапливаться в почвах, водоемах, воздухе, живых организмах. При воздействии на кожу возможны аллергические дерматиты, при вдыхании такого воздуха происходит раздражение дыхательных путей, разрушение легких, плевры, нарушения функции печени, желудочные заболевания. Профилактика Очистка воздуха от вредных примесей, в эффективной вентиляции помещений, в применении спецодежды, респираторов, очков. От избыточного содержания железа в воде могут гибнуть рыбы, водоросли. Большую опасность представляют сточные воды, связанные с переработкой железосодержащих продуктов.
