1 Тема урока «Железо - элемент побочной подгруппы

Тема урока «Железо - элемент побочной подгруппы Периодической системы»
Автор: учитель химии Зайцева Н.С.
Цель: Создать условия для изучения свойств элементов побочных подгрупп Периодической
системы химических элементов Д. И. Менделеева на примере железа.
Задачи:
1. Раскрыть особенности строения атомов элементов побочных подгрупп на примере
железа. Показать влияние силы окислителя на степень окисления атомов в
соединениях. Изучить особенности химической активности железа.
2. Продолжить развитие памяти через работу с новыми понятиями, логического
мышления через построение умозаключений, умения сравнивать, анализировать,
делать выводы.
Тип урока: изучение нового материала.
Технологии: технологии развивающего обучение, информационно – коммуникативные
технологии, технология развития критического мышления
Оборудование: компьютер, мультимедийная установка, презентация.
План урока:
1.
Актуализация знаний. Проверка знаний по ранее изученному материалу;
2.
Особенности строения атома железа;
3.
Химические свойства железа;
4.
Роль химического элемента железа в природе;
5.
Рефлексия. Закрепление изученного материала на уроке.
Ход урока:
Деятельность учителя
Деятельность ученика
I. Актуализация знаний. Проверка знаний по ранее изученному материалу
Вспомним
особенности
строения Устно отвечают на вопросы учителя:
атомов элементов главных подгрупп
I, II и III групп:
1. Какие свойства проявляют атомы 1.
металлов?
Атомы
металлов
восстановительные
в
свойства,
реакциях
т.к.
на
проявляют
внешних
энергетических уровнях находится 1 - 3 электронов.
Как
2.
изменяются 2. По мере увеличения зарядов ядер по подгруппе
восстановительные свойства атомов восстановительные свойства увеличиваются, по периоду
элементов I – III групп главных - ослабевают.
подгрупп?
3. Как изменяются металлические
3. По подгруппе металлические свойства возрастают, по
свойства этих атомов?
периоду - ослабевают.
4.
Как
называются
электроны, 4. Электроны называются валентными. Располагаются
которые участвуют в образовании они на внешних энергетических уровнях.
химической связи между атомами?
Где они располагаются в атомах
элементов I – III групп главных
1
подгрупп? (слайд 2)
Стадия вызова
Что объединяет изображения?
Все что изображено на слайдах имеет отношение к
(слайд 3)
железу.
* Либо возможен просмотр фильма.
Обратимся к Периодической системе В побочной.
химических
элементов.
Каково
положение железа в ней? В какой
подгруппе
ПСХЭ
расположен
химический элемент железо?
Проблемный вопрос:
По
какой
к той или иной химических элементов).
принадлежит
подгруппе
кальций
ПСХЭ?
-
подгруппы,
атом Называют причины. (Причина в строении атомов
причине
Например,
элемент
главной
железо
элемент
а
побочной.
Озвучивает тему урока. Сегодня на Железо – элемент побочной подгруппы.
уроке мы рассмотрим особенности Записывают тему урока.
строения
и
свойств
побочных
подгрупп
элементов
на
примере
железа. (слайд 4)
Стадия осмысления новой информации
А. СТРОЕНИТЕ АТОМА ЖЕЛЕЗА
1. Что можете сказать о положении 1. Порядковый номер 26. Период 4 VIII группа побочная
химического элемента в ПСХЭ.
подгруппа.
Самостоятельно в тетради запишите Записывают заголовок «Строение атома»
электронную
и
графическую 1s22s22p63s23p63d64s2
формулы атома железа. (слайд 5)
2. Глядя на графические формулы
атомов железа и кальция (слайд 6),
ответьте на вопрос:
- В чем отличие в распределении В атоме железа электронами заполнен предвнешний
электронов
по
энергетическим энергетический уровень, а именно 3d - подуровень.
2
уровням в атомах железа и кальция?
- Сколько валентных электронов на 2 электрона.
внешнем уровне в атоме железа?
Fe0 - 2e- = Fe+2
- Запишите схему отдачи 2 - х
электронов. Обратите внимание на
степень окисления атома железа.
- А не могут ли принять участие в Могут. Записывают схему отдачи 3 - х электронов:
образовании
химических
связей
Fe0 - 3e- = Fe+3
электроны с предвнешнего уровня?
(слайд 6). Оказывается еще один
электрон
с
предвнешнего
энергетического
участвовать
уровня
в
может
образовании
химической связи. Запишите схему.
(слайд 7)
- Какой вывод по этой части работы Записывают выводы:
можно сделать? Каковы особенности 1.
строения
побочных
атомов
подгрупп
В
атоме
железа
электронами
заполняется
элементов предвнешний энергетический уровень;
на
примере 2.
железа? (слайд 8)
Валентными
являются
электроны
внешнего
и,
частично, предвнешнего энергетических уровней;
3. Атомы железа проявляют переменную степень
окисления (+2 и + 3).
Б.
ХИМИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
ЖЕЛЕЗА
Дадим характеристику химическим
свойствам простого вещества железа.
- По какому плану мы будем их
I.
изучать?
неметаллами.
II.
- Перечислите простые вещества, с
Взаимодействие
с
простыми
веществами-
II. Взаимодействие со сложными веществами: с водой,
кислотами, солями.
которыми железо вступит в реакцию. Записывают в тетрадь: Химические свойства железа
Называемые вещества делит на две
I.
Взаимодействие
группы. Записывает схему:
неметаллами.
с
простыми
веществами-
3
Fe
+ O2, Cl2, F2
+ S, I2
Проблемный вопрос:
- По
какому
признаку
перечисленные вещества учитель
разделил на две группы? При этом
напоминаю,
что
железо
-
восстановитель.
По силе окислителя.
- Дополните схему (слайд 9):
Fe
+ O2, Cl2, F2
+ S, I2
Fe
Fe +?
Fe +?
+ O2, Cl2, F2
+ S, I2
сильные окислители
Демонстрирует
слайд
10
и
Fe +3
видеоопыты:
«Взаимодействие
кислородом»,
железа
с Записывают
Fe +2
схему и вывод: степень окисления
«Взаимодействие атома железа зависит от силы окислителя.
железа с серой»,
-
слабые окислители
Закончите
Записывают уравнения реакций:
уравнения
реакций, 1) 3Fe + 2O2 = Fe2O3 · FeO или Fe3O4 (при нагревании)
используя текст учебника. Укажите 2) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
условия их протекания. Обратите 3) Fe + S = FeS (при нагревании)
внимание
на
состав
железной Cоставляют электронный баланс.
окалины.
Рассмотрим
реакции
железаIII. со
сложными веществами.
Учитель
создает
кислотами, солями
проблемную С натрием:
ситуацию (слайд 11).
Предлагает
ученикам
II. Взаимодействие со сложными веществами: с водой,
а) выделяется большое количество тепла, при комнатной
вспомнить температуре;
продукты взаимодействия с водой б) образуется щелочь NaOH
натрия, кальция и алюминия.
С кальцием:
а) реакция протекает более спокойно, при комнатной
температуре;
б) образуется малорастворимое основание Ca(OH)2
4
С алюминием:
а) реакция протекает только после удаления оксидной
пленки при комнатной температуре
С железом:
а) реакция с парами воды, при высокой температуре;
б) образуется железная окалина Fe2O3 · FeO
Записывают реакцию:
3Fe + 4H2O(пар) = Fe2O3 · FeO + Н2↑ (700 - 900°С)
На стр. 64 учебника прочитайте Вывод: Fe - металл средней активности.
условия
течения
реакции
взаимодействия железа с водой.
С соляной кислотой:
Предлагает
сделать
вывод
химической
активности
о Н+ и Cu2+ - окислители
железа,
используя электрохимический ряд
напряжений металлов.
Говорит
о
реакции
железа
с
кислотами и растворами солей.
Записывает реакции:
Fe + HCl = ? + Н2↑
Fe + CuSO4 = ? + Cu
Какие частицы в данных реакциях
являются окислителями?
Проблемный вопрос
Известно, что катионы водорода и Fe + 2HCl = FeCl2 + Н2↑
катионы металлов являются слабыми Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
окислителями. До какой степени
окисления
они
окисляют
атомы Нет. Fe менее активно, чем Zn (см. электрохимический
железа? По какой схеме (слайд 10)
ряд напряжений металлов).
Самостоятельно запишите формулу
второго продукта реакции.
Проблемный вопрос
Возможна ли реакция и почему:
Fe + ZnCl2 = ?
5
Записывают:
Растворы кислот нельзя перевозить в Концентрированные
железной
таре.
кислоты
HNO3
и
H2SO4
А пассивируют железо при обычной температуре.
концентрированные HNO3 и H2SO4
можно. Почему?
* Концентрированные кислоты HNO3
и H2SO4 пассивируют железо при
обычной температуре.
Стадия рефлексии
Мы рассмотрели строение и свойства
железа. Что нового узнали о железе?
1.
По
какой
принадлежит
причине
атом
к той или иной
подгруппе ПСХЭ?
2.
Что
можете
сказать
о
его
положении в ПСХЭ?
3.
Какие
степени
окисления
проявляет железо в соединениях?
Ответ поясните.
4.
Что
объединяет
элементы
побочных подгрупп?
5. Что можете сказать о химической
активности
простого
вещества
железа?
Проверим, как удалось усвоить
материал. Проводит опрос «Верите Учащиеся самостоятельно
ли вы, что … ?»
письменно отвечают на
вопросы «да» или «нет»:
1. Железо расположено в главной подгруппе ПСХЭ;
2. На внешнем электронном уровне железа находится 2
электрона;
3. Железо проявляет переменную степень окисления;
4. Состав железной окалины Fe2O3 · FeO
5. Медь активнее железа;
6. Железо реагирует с солями всех металлов;
7. Железо не реагирует с концентрированными серной и
6
азотной кислотами;
8. Железо
реагируют
с
водой
при
комнатной
температуре;
9. При взаимодействии железа с водой не выделяется
водород.
Задает домашнее задание:
§14
1. Нахождение железа в природе;
2. Физические свойства железа;
3.
Задача.
Железо
массой
5,6г
прореагировало с хлором массой
14,2г.
Определите
массу
образовавшейся соли.
7
Приложение 1.
Информационный лист
1. Тема урока ____________________________________________________________________
Раздел 1. «Строение атома железа»
Вопрос 1. Каково положение железа в ПСХЭ?
Ответ: ________________________________________________________________________
Вопрос 2. Какое строение имеет атом железа? Запишите электронную формулу.
Ответ: _________________________________________________________________________
Вопрос 3. В чем отличие в распределении электронов по энергетическим уровням в атоме
кальция и атоме железа?
Ответ: _________________________________________________________________________
Вопрос 4. Чему равно число валентных электронов в атоме железа?
Ответ: _________________________________________________________________________
Вопрос 5. Где располагаются валентные электроны в атоме железа?
Ответ: ________________________________________________________________________
Вопрос 6. Какие степени окисления проявляет железо в соединениях?
Ответ: _______________ . Заполните пропуски в схеме:
Fe0
Fe +?
Fe +?
Выводы по разделу «Строение атома железа»
1. ______________________________________________________________________________
2. ______________________________________________________________________________
3. ______________________________________________________________________________
Раздел II. «Железо – простое вещество. Химические свойства»
Вопрос 1. С какими простыми веществами вступит в реакцию железо?
Ответ: ______________________________ . Заполните схему:
Fe0
+ …, + …
+ …, + …
Fe
+?
Fe +?
Вывод: _________________________________________________________________________
Вопрос 2. Запишите уравнения реакций взаимодействия железа с:
а) кислородом ___________________________________________________
б) хлором
___________________________________________________
в) серой
____________________________________________________
8
Вопрос 3. Какие особенности наблюдаются при взаимодействии железа с водой (после
анализа реакций с водой натрия, кальция, алюминия)? Запишите уравнение реакции.
Ответ: _________________________________________________________________________
Вопрос 4. До какой степени окисления окисляются атомы железа катионами водорода и
катионами металлов? Возможна ли реакция Fe + ZnCl2 = ?
Ответ: ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Вывод о химической активности железа: __________________________________________
Задание. Письменно дайте ответ «да» или «нет» на вопросы:
1. Железо расположено в главной подгруппе ПСХЭ _____
2. На внешнем электронном уровне железа находится 2 электрона _____
3. Железо проявляет переменную степень окисления _____
4. Состав железной окалины Fe2O3 · FeO _____
5. Медь активнее железа _____
6. Железо реагирует с солями всех металлов _____
7. Железо не реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами _____
8. Железо реагируют с водой при комнатной температурет_____
9. При взаимодействии железа с водой не выделяется водород _____ .
________________________________________________________________________________
Итоги урока
4.1. На данном этапе уроке предполагается провести фронтальный опрос учащихся «Что
нового узнали о железе?» по следующим вопросам:
1. По какой причине атом принадлежит к той или иной подгруппе ПСХЭ?
2. Что можете сказать о его положении в ПСХЭ?
3. Какие степени окисления проявляет железо в соединениях? Ответ поясните.
4. Что объединяет элементы побочных подгрупп?
5. Что можете сказать о химической активности простого вещества железа?
4.2. С целью закрепления изучаемого материала в план урока включен опрос «Верите ли вы,
что … ?». Учащиеся самостоятельно письменно отвечают на вопросы «да» или «нет»:
1. Железо расположено в главной подгруппе ПСХЭ;
2. На внешнем электронном уровне железа находится 2 электрона;
3. Железо проявляет переменную степень окисления;
4. Состав железной окалины Fe2O3 · FeO
5. Медь активнее железа;
6. Железо реагирует с солями всех металлов;
7. Железо не реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами;
8. Железо реагируют с водой при комнатной температуре;
9. При взаимодействии железа с водой не выделяется водород.
9