Цель: Ознакомление с развернутой характеристикой железа.
Задачи:
Образовательная: Дать общую характеристику элементу железу. Изучить основные физические, химические свойства. Рассмотреть природные соединения железа, ознакомить с их месторождениями и историей получения. Раскрыть биологическую роль железа. Показать его важную роль в жизни человечества.
Развивающая: Развивать самостоятельность учащихся, умение обобщать изучаемые факты.
Воспитательная: Продолжить воспитание инициативности, любви к Родине,
бережного отношения к ее природным богатствам.
Оборудование: интерактивная доска, электронный учебник «Репетитор по химии», спиртовка, стеклянная и железная палочки, бейджики для «специалистов».
Тип урока: урок-пресс-конференция.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Цель: Ознакомление с развернутой характеристикой железа.
Задачи:
Образовательная: Дать общую характеристику элементу железу. Изучить основные физические, химические свойства. Рассмотреть природные соединения железа, ознакомить с их месторождениями и историей получения. Раскрыть биологическую роль железа. Показать его важную роль в жизни человечества.
Развивающая: Развиватьсамостоятельность учащихся, умение обобщать изучаемые факты.
Воспитательная: Продолжить воспитание инициативности, любви к Родине,
бережного отношения к ее природным богатствам.
Оборудование: интерактивная доска,электронный учебник «Репетитор по химии», спиртовка, стеклянная и железная палочки, бейджики для «специалистов».
Тип урока: урок-пресс-конференция.
Эпиграф к уроку.
« 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 такой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества» (слайд)
Ход урока
1.Орг. момент.
2.Основная часть.
(Урок начинается со слов учителя) (слайд 1)
Ребята, сегодня мы с вами ознакомимся с самым важным для человека химическим элементом, то есть мы побываем в мире железа. На этом уроке мы:
- изучим химические свойства;
- ознакомимся с природными соединениями железа, с их месторождениями и историей получения;
- раскроем биологическую роль;
- покажем важную роль железа в жизни человечества.
Ребята, сегодня у нас не обычный урок, а пресс-конференция, на которую приглашены журналисты и ряд специалистов:
Литературный критик (Ф.И. учащегося)
Эксперт-физик (Ф.И. учащегося)
Историк (Ф.И. учащегося)
Эксперт- химик (Ф.И. учащегося)
Эксперт-геолог (Ф.И. учащегося)
Эксперт-биолог (Ф.И. учащегося)
Представитель открытого акционерного общества «Соколовско-Сарыбайского» горно-обогатительного производственного объединения (Ф.И. учащегося)
Журналисты и газет журналов
В начале, ребята, я хотела бы ознакомить вас с эпиграфом к уроку, который подчеркивает чрезвычайную важность этого элемента. (слайд)
(Учитель приглашает специалистов занять свои места)
Литературный критик. По роду своей деятельности я знаком со многими произведениями мировой литературы. Однажды меня заинтересовало внимание знаменитых произведений к одному химическому элементу, которое как казалось, мне раньше не имеет отношения к литературе.
Мне бы хотелось напомнить вам отрывки из этих хорошо известных вам произведений. (слайд 2)
-Герою знаменитого романа Даниэля Дефо повезло . Корабль с которого он спасся, сидел на мели совсем недалеко от острова. Робинзон сумел погрузить на плот все необходимое и благополучно переправился на остров. Ему повезло, еще раз цитирую роман: «После долгих поисков я нашел ящик нашего плотника, и это была для меня поистине драгоценная находка, который я не отдал бы тогда за целый корабль с золотом»… Что было в плотницком ящике? Обыкновенные железные инструменты: топор, пила, молоток, гвозди.
Через два столетия на другой необитаемый остров попали герои другого французского романа - пятеро американцев. Они сумели не только выжить на острове, но и создать себе более или менее нормальные условия жизни, что определенно не удалось бы если бы всеведущий инженер Сайрес Смит (заметим, что по, английски «смит» означает «кузнец») не сумел найти на таинственном острове железную руду и сделать железные инструменты. Иначе опять пришлось бы Жюлю Верну выручать своих героев с помощью знаменитого капитана Немо… .
Как видим, без железа не может обойтись даже приключенческая литература. Чрезвычайно важное место занимает этот металл в жизни человека. А почему? Я думаю, станет нам всем понятно благодаря этой пресс-конференции.
Первое слово мы предоставим историку, который откроет нам историю добычи и применения железа нашими предками.
Историк: Использование железа в древности
Как вы знаете, древний период истории человечества делится на следующие три периода: каменный век, бронзовый век и железный век. На чем основывается принцип подобного деления на периоды? Подобное разделение связано с материалом, из которого изготовляли большую часть орудий труда в то или другое время. Эпоха господства каменных орудий труда - каменный век. Внедрение бронзовых орудий труда в производство - бронзовый век. Период возникновения и использования железных орудий труда получил название железного века.
В истории человечества железный век занимает особое место. С началом использования железных орудий невероятно повысилась производительность труда. Это было связано с тем, что железные изделия по сравнению с каменными и бронзовыми намного прочнее, долговечнее и эффективнее в применении.
Следует сказать, что железо в чистом виде очень редко встречается в природе. (слайд3) Только железо в упавших на Землю метеоритах имеет чистый состав. В древности железо вырабатывалось примитивным способом - путем плавки руды в самодельных печах. Для этого сначала из камня или сырой глины изготовляли печь. В нижней части печи проделывали в нескольких местах отверстия, куда устанавливали меха для подачи воздуха. Внутрь печи ложили один слой топлива, на него укладывали слой измельченной руды, затем еще раз клали на нее топливо, а сверху вновь покрывали слоем руды. После всего этого поджигали огонь в нижней части печи, а в нее со всех отверстий через меха продували воздух.
Такими примитивными мехами в печи создавалась температура 1200 градусов. Для получения расплавленного железа необходимо было достичь 1530 градусов. Поэтому из такой примитивной плавильной печи можно было только получить не расплавившиеся зернистые крупинки железа. В конце концов эти крупинки вытаскивали в раскаленном виде из печи, и на наковальне били молотом, соединяли, закаливали и получали массивный железный лист . ( заставка)
Литературный критик: Почему на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем»?
Историк: Изредка встречается и метеоритное (почти чистое) железо: так, в 1749 году сибирским кузнецом была найдена глыба самородного железа. Она прославилась на весь мир и была признана как первый бесспорный метеорит
Журналист. Какой период времени продолжался железный век?
Историк. Железо было в равной степени необходимо и воину, и пахарю, а практическая потребность, как известно,- лучший двигатель производства и технического прогресса.
Термин «железный век» введен в науку в середине XIX в. датским археологом Томсеном. «Официальные» границы этого периода человеческой истории: от IX…VII вв. до н.э. когда у многих народов и племен Европы и Азии начала развиваться металлургия железа, и до времени возникновения у этих племен классового общества и государства. Но если эпохи называть по главному материалу орудий труда, то очевидно, железный век продолжается и сегодня.
Журналист. Почему на ощупь железная поверхность стульев кажется холоднее поверхности моего блокнота?
Эксперт – физик.Железо, как и все металлы обладает большой теплопроводностью, является хорошим проводником тепла.
Металлическая кристаллическая структура отличается наличием в узлах решетки положительно заряженных ионов металла. (слайд 4). У атомов всех металлов валентные электроны, т.е. наиболее удаленные от ядра, слабо связаны с атомами. Электронные облака таких периферийных электронов перекрывают сразу много атомов в кристаллической решетке металла: это означает, что валентные электроны в кристаллической решетке металла не могут принадлежать одному и даже двум атомам, а обобществляются сразу многими атомами. Такие электроны практически могут беспрепятственно двигаться между атомами.
Таким образом, каждый атом в твердом металле теряет свои периферийные электроны и атомы превращаются в положительно заряженные ионы. Оторвавшиеся от них электроны движутся между ионами по всему объему кристалла и придают большую прочность металлу.
В первом приближении хаотическое движение свободных электронов в металле можно считать подобным движению молекул идеального газа. Поэтомусовокупность свободных электронов в металле иногда называют электронным газом и при расчетах применяют к нему формулы, выведенные для идеального газаСуществованием электронного газа в металлах объясняется как высокая теплопроводность, так и высокая электрическая проводимость всех металлов..
(Демонстрация опыта с железным и стеклянным стержнями.
Наблюдение: железный стержень нагревается быстрее, чем стеклянный.
Вывод: теплопроводность железа больше стекла.
сж= 460 Дж/кг 0С
сст.=840 Дж/кг 0С, где с- удельная теплоемкость вещества. (слайд)
Кристаллические решетки металлов бывают двух типов: кубическая (разновидности – гранецентрированная, объемноцентрированная) и гексагональная. Железо обладает кубической объемноцентрированной решеткой. В такой решетке частица заполняет 68 % объема. (слайд 5)
В природе железо встречается в твердом состоянии. В основном железо используется не в чистом виде, а в сплавах с другими химическими элементами. Для этого железо расплавляют.
Журналист: мы все знаем со школьной скамьи, что свойства веществ с которым ознакомил нас эксперт- физик, зависят от строения атома элемента. Каково же строение атома железа?
Литературный критик: я думаю, что на этот вопрос вам ответит эксперт- химик.
Эксперт-Химик: Положение в периодической системе химических элементов и строение атома (слайд 6 таблица Менделеева)
Железо- элемент 4 периода побочной подгруппы VIII группы, порядковый номер 26 (слайд увеличенное изображение Fe с табл.), в ядре атома содержится 2 6 протонов и 30 нейтронов. Атомная масса 56, число электронов равно 26.
Результат воздействия- синий осадок (берлинской лазури)
Качественная реакция на ион Fe+3
1)Реактив- желтая кровяная соль. (слайд)
Результат воздействия- синий осадок (берлинской лазури)
2)Реактив- роданид калия (аммония)
Результат воздействия- интенсивно- красный цвет.
Журналист. Вы не могли бы сказать нам, что из себя представляют качественные реакции?
Эксперт- химик. Качественными называются реакции, с помощью которых распознают различные вещества. Они как правило, протекают с каким- либо ярким внешним эффектом.
(Демонстрация реакции на интерактивной доске).
Журналист. Какова устойчивость железа при хранении?
Эксперт- химик. При хранении на воздухе при температуре до 200оС железо постепенно покрывается плотной пленкой оксида, препятствующего дальнейшему окислению металла. Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению.
Журналист. Какой состав имеет ржавчина?
Эксперт- химик. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближенно ее химическую формулу можно записать как Fe2O3 H2O.
Fe2O3 H2O (cлайд)
Журналист. Казахстан обладает большими запасами полезных ископаемых. Какие регионы нашей страны богаты железной рудой?
Литературный критик. На пресс- конференцию приглашен эксперт-геолог, прольет свет на ваш вопрос.
Эксперт- геолог. В земной коре железо распространено достаточно широко- на него приходится около 4,1% массы земной коры (4 место среди всех элементов, 2 среди металлов)
Известно большое число руд и минералов, содержащих железо.
Важнейшие промышленные руды железа: красный железняк, магнитный железняк, пирит.
Красный железняк Fe2O3
Магнитный железняк Fe3O4(слайд)
Пирит, или железный колчедан FeS2.
Железные руды- это «хлеб» черной металлургии. В настоящее время Казахстан по запасам железных руд занимает одно из первых мест в СНГ.
В Казахстане имеется тридцать семь месторождений железных руд.
Железные руды характеризуются высоким качеством и содержат в среднем до 55% железа.
Запасы железных руд в Казахстане сосредоточены в Торгайском железорудном бассейне и в Центральном Казахстане.
Журналист. Что можете сказать о Соколовско – Сарыбайском месторождении?
Представитель ОАО «Соколовско-Сарыбайского горно-обогатительного объединения». Основным видом деятельности «Соколовско-Сарыбайского» горно-обогатительного производственного объединения является – добыча и переработка железной руды, производство и реализация железорудных окатышей, железорудного концентрата.
Журналист. Когда было открыто месторождение?
Представитель ОАО «Соколовско-Сарыбайского горно-обогатительного объединения». Сарыбайское и Соколовское месторождения железных руд были открыты в 1949 году.
Журналист. Ведутся ли работы в настоящий момент по открытию новых месторождений железных руд в Казахстане?
Представитель ОАО «Соколовско-Сарыбайского горно-обогатительного объединения».Сейчас идет освоениекрупнейшего вРеспублике Казахстан
Месторождения «Аятское» расположенного в Тарановском районе Костанайской области, перспективные запасы которого превышают 10 млрд тонн.
Журналист. Медики часто говорят о железосодержащих лекарственных препаратах. Так важно ли железо для организма человека? Какова его биологическая роль?
Эксперт-биолог. Француз Мери в X I X веке сделал сенсационное открытие – обнаружил железо в крови человека . Несведущие в медицине люди были поражены сообщением Мери, кто-то даже предложил чеканить медали из железа, выделенного из крови знаменитых людей для увековечиванияих памяти.
Журналист. Какое количество железа содержится в организме?
Эксперт-биолог. В истории медицины известен такой печальный случай. Один 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. Бедняга не знал, что общее содержание железа в крови взрослого человека невелико и составляет в среднем 3-4 грамма, чего хватает разве что на два крошечных сапожных гвоздика.
Входя в состав гемоглобина, железо определяет красную окраску этого вещества и, следовательно, цвет крови человека и животных. Осуществляет транспортировку кислорода от органов дыхания к различным тканям. Недостаток железа в крови плохо отражается на здоровье человека, у него возникает малокровие.
Журналист: Какие продукты необходимо включать в рацион, чтобы восполнять недостаток железа?
Эксперт-биолог: Овощи-свеклу; фрукты и ягоды-яблоки и землянику; зерновые и масличные культуры – гречку и подсолнечник; горький шоколад.
(слайд7)
Журналист: В состав каких соединений, участвующих в жизнедеятельности организма, входит железо? (слайд 8 Железосодержащие белки)
Журналист. А какова роль железа в растительном мире?
Эксперт-биолог. В растительном мире роль железа не менее важна. Оно необходимо для образования хлорофилла, который обусловливает усвоение растениями углекислоты воздуха при помощи поглощаемой ими энергии солнечного света.
Литературный критик. В заключении этой пресс-конференции мне бы хотелось сказать вам, что в народном фольклоре много метких изречений о важности и значении железа в человеческом обиходе. В пословицах и поговорках всех народов мира железо отмечается прежде всего как мерило необычайной прочности.
«Если ты настоящий человек, будь крепким, как сталь »(киргиз.)
«Старательный горы свернет, старанье железную веревку оборвет»(узбекс.)
«В народе без железа, как при обеде без соли»(русс.)
Хотелось бы поблагодарить всех за предоставленную информацию.
Эксперт-химик. Железный век продолжается. Примерно 9\10 всех сплавов используемых человечеством металлов и сплавов –это сплавы на основе железа. Железа выплавляется в 50 раз больше, чем алюминия, не говоря уже о прочих металлах.
В таблице Менделеева трудно найти какой-либо элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет другого элемента, при участии которого проливалось бы так много крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий.
«В бою железо дороже золота»- гласит татарская пословица. И русские говорили: «При рати железо дороже золота. Железом и золото добуду». Железо являлось основным металлом, из которого изготовляли многочисленные и разнообразные орудия для истребления людей. Недаром копье и щит, характерные принадлежности бога войны Марса, древние мудрецы сделали символом, обозначающим железо. Оно действительно верно и безотказно служило Марсу. (слайды 9)
Более 90% всех металлов, которые использовались в Великой Отечественной войне, приходится на железо. Железо- главная составная часть чугунов и сталей, а по их выплавке судят о мощности государства. Сколько этого металла было выброшено в снарядах, бомбах, минах, гранатах! Чтобы судить о масштабах расхода железа в минувшей войне, назовем одну цифру: миллион бомб сброшено фашистской авиацией на Сталинград. Но железо не только борьба, война, разрушение; железо- металл созидания. Это основа всей металлургии, машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения, грандиозных инженерных сооружений. (слайды 10)
Железу еще долго быть фундаментом цивилизации.
Закрепление: тестирование (7 мин), (см. приложение).взаимопроверка.
exSy Fe FeCl2,FeCl3
Fe 2 FeSO4 (слайд)
