Тема: Ферум: будова атома, поширення в природі. Фізичні властивості. Хімічні властивості"

Тема: Ферум: будова атома, поширення в природі. Фізичні влас­тивості. Хімічні властивості:

             вза­ємодіям киснем, галогенами, сір­кою, водою, кислотами, солями

Цілі: сформувати поняття про хіміч­ний елемент Ферум та залізо як просту речовину, утворену цим елементом; розширити поняття учнів про вміст елементів у земній корі; розглянути фізичні власти­вості заліза; формування навичок критичного мислення, розвива­ти пам'ять, формувати науковий світогляд; здійснювати екологіч­не виховання, виховувати інтерес до предмета.

Тип уроку: формування нових знань.

Обладнання: колекція порід та міне­ралів, речі із заліза, відновлене залізо, набір для лабораторного досліду.

Хід уроку

I. Мотивація навчальної діяльності

Девіз уроку: «Все пізнається в порівнянні. Від аналізу до структури, а від неї — до властивостей і засто­сування».

1.           Давні єгиптяни називали його «ваапеле», що означає «те, що на­родилося в небі».

2.           Давні копти називали його «ка­менем неба».

3.           Вироби з нього цінувалися до­рожче за золото. Під страхом смерті заборонено носити зроб­лені з цього металу прикраси.

4.            Давньогрецький географ та істо­рик Страбон писав, що в глиби­ні Африки живуть племена, які за злиток цього металу дають десять злитків золота.

5.            В «Одіссеї» Гомера розповідаєть­ся про те, що переможцям спор­тивних змагань вручали шматок цього металу та шматок золота — найцінніші на ті часи коштов­ності.

6.            Алхіміки вважали його дуже не­благородним металом, який не вартий того, щоб ним займати­ся. Це дуже м'який метал. Но­жем, зробленим з цього металу, не можна обстругати навіть де­рев'яної палички.

Учитель пропонує учням розшифру­вати

Ви, напевне, здогадалися, про який метал йде мова. Але для того, щоб переконатися чи вірні ваші здогадки – розгадаймо шифрограми, ключовими сло­вами яких буде тема уроку.

Для читання шифрограми викорис­товуються тільки ті літери, які в ряд­ку прямокутника зустрічаються один раз.

3	п	А	и	п	и
в	л	м	І	м	в
І	п	3	І	о	п
о	ф	н	е	н	о
У	н	р	У	н	У
У	л	ю	м	ю	л

Відповідь: Залізо. Ферум.

 ІІ. Повідомлення теми та мети уроку

Учитель. А як називається хіміч­ний елемент, з якого утворене залі­зо?(Ферум)

Отже, тема нашого уроку... ( Читає з дошки.) Подальшу роботу ми прове­демо у вигляді «усного журналу», тоб­то майже кожен з вас отримав пев­не питання, на яке ви повинні були підготуватися. Отож, розпочинає­мо наш «Усний журнал». Звичайно, з моєю допомогою.

ІІІ. Виклад нового матеріалу.

Відкриваємо «Журнал знань» і ознайомимося ще з одним хімічним елементом періодичної системи. З першою сторінкою нас ознайомить:

Сторінка 1. «Паспорт» елемента.

На дошці таблиця у вигляді паспорта.

Паспорт

Хімічний знак: Fе

Відносна атомна маса: 55,847

Порядковий номер: 26

Схема будови атома: +26 Fе )₂)₃)₁₄)₂

Учень розповідає про місце знахо­дження елемента у Періодичній сис­темі й одночасно запитує дані навпроти «паспорта».

Ферум знаходиться в побічній підгру­пі VIII групи IV періоду. В атома Fе, крім двох s- електронів зовнішнього шару, є ще шість d-електронів  передос­таннього, третього шару. В утворенні валентних зв'язків Феруму особливо активну участь беруть шість електро­нів — два із зовнішнього і чотири із передостаннього шару. Для Феруму найхарактернішими є ступені окиснення + 2 і +3. Проста речовина, яка складається з елемента Феруму, на­зивається залізо.

До яких речовин — металів чи неме­талів — ми могли б віднести залізо, користуючись практичними знання­ми і подивившись на речі, які виго­товлені із заліза? (Демонструє учням речі із заліза.) (Залізо — метал)

Сторінка 2. Поширення в природі.

За поширенням у природі Ферум посідає четверте місце серед елементів. (Третє — алюміній).

Ферум входить до складу багатьох гірських порід. Важливими залізни­ми рудами є:

магнітний залізняк — Fе₃0₄;

червоний залізняк— Fе₂0з;

бурий залізняк — Fе₂0₃ •Н₂0, 2Fе₂0₃•ЗН₂0;

шпатовий залізняк — FеС0₃.

Роздаю колекцію  з міне­ралами та залізними рудами. Учні роз­глядають і записують їх формули.

Учені, а чи пам’ятаєте ви, ще з уроків географії  родовища залізних руд в Украї­ні:

- Криворізький залізорудний ба­сейн.

- Кременчуцький басейн (Пол­тавська обл.). Запаси — 4 млрд т. Fе = 27-40%.

- Білозерський басейн (Запорізька обл.). Fе = 58-61 %. Шахтний.

- Керченський басейн. S=1 тис. км². Запаси — 1,8 млрд т, Fе = до 40 % (бурий). Походження органічне.

- Нікопольський басейн — один з найбільших у світі (Дніпро­петровська і Запорізька обл.). S = 520 км²; Запаси — 2 млрд т.

Уміст Fе в земній корі — 4,65 % (об'єм), а в організмі люди­ни (вагою 70 кг) — 5 г Fе.

Сторінка 3. Біологічна роль.

З наступною сторінкою з журналу «Знання» нас ознайомить: … , де йтиме мова про біологічне значення у житті організмів сполук Феруму.

Біологічна роль Феруму надзвичайно важлива. Ферумовмісний білок гемо­глобін транспортує кисень від легень до тканин усіх органів. Фізіологічний розпад еритроцитів, котрі містять ге­моглобін, супроводжується щоден­ним звільненням 40-80 мг Феруму, який депонується в печінці та селе­зінці. У печінці, селезінці, кістковому мозку і слизовій оболонці кишечни­ку міститься запасний тривалентний Ферум у вигляді сполуки, яка нази­вається ферритин. Ферум міститься і в м'язовій тканині, особливо його багато в серцевому м'язі.

Комплексна сполука, що містить Фе­рум, входить до складу ферментів каталази і пероксидази.

Добова потреба у Ферумі дорослої лю­дини становить 11 - 30 мг і різко зрос­тає в разі м'язових навантажень.

Якщо вміст Феруму в організмі різко зменшується, у людини з'являється втома, порушується концентрація уваги, ослаблюється імунітет, вини­кають депресивні явища, сухість шкі­ри, крихкість нігтів, починає випаданні волосся, тьмяніють губи. Нестача Феруму в продуктах харчування при­зводить до анемії.

В організм людини Ферум надходить з водою та продуктами харчування. У тілі людини масою 70 кг міститься 4—7 г Феруму. Багато Феруму в час­нику, цибулі, молодій кропиві, морк­ві, яблуках, винограді, гранатах, сушених абри­косах, рибі, м'ясі, молоці.

Цікавинка! Кров людини червона, бо містить тривалентний Ферум, а кров деяких червів має зелений колір, адже до її складу входить двовалентний Ферум.

Сторінка 4. Фізичні властивості заліза.

   Для того, щоб ми ознайомилися з фізичними властивостями заліза нам потрібні скріпки, які в кожного з вас знаходяться на столі. Будемо разом вивчати його фізичні властивості, а дані записувати в таблицю.

Дія 1. Розгляньте скріпку. Якого вона ко­льору? Який має агрегатний стан? Перевірте, як діє на неї маг­ніт?

Дія 2. Обережно опустіть сталеві скріпки у стакан з водою. Потону­ли вони чи ні? Який висновок щодо густини заліза та його сплавів мож­на зробити?

Дія 3. Візьміть сталеву скріпку й спро­буйте її розігнути. Чи багато зусиль вам знадобилося для цього? Про яку фізичну властивість заліза свідчить цей дослід?  

Дія 4. Приготуйте суміш піску та за­лізних ошурок, а потім піднесіть до неї магніт. Чи зберігає залізо свої фі­зичні властивості, перебуваючи в су­міші з піском?

Зробіть висновок і заповніть табли­цю.

Характеристики	Фізичні властивості заліза
Агрегатний стан	Твердий
Колір	Сріблясто-сірий
Металічний блиск	Є
Пластичність	Пластичний і м'який
Густина	7,87 г/см3
Розчинністьу воді	Не розчиняється
Тепло-, електро­провідність	+
Температура плав­лення	1 539 °С
Температура ки­піння	2740 °С

Сторінка 5. Хімічні властивості.

Залізо належить до металів середньої хімічної властивості.

Взаємодія з киснем. (Дослід)

До тонкого сталевого дроту прикріпимо сірник, запалимо його і швидко опустимо в циліндр, заповнений кис­нем. Від сірника, що горять, займеть­ся й залізо. Воно горіть, розкидаючи яскраві іскри залізної окалини.

ЗFе+20₂=Fe₃0₄

— Напишіть рівняння реакції, яка від­бувається на поверхні залізного виробу у вологому повітрі. Що таке корозія? її суть? (Руйнування металів...)

       4Fе + 30₂ = 2Fе₂0₃

                                     + 0₂= Fe₃O₄  ( з киснем, горить)

                                      + S = FeS ( з неметалами, при нагріванні)

                                    + Cl₂ = FeCl₃   ( з неметалами, при нагріванні)                                    

             Fe                    + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂  (взаємодіє з кислотами, з конц., ні - пасивує)

                                    + HCl = FeCl₂ + H₂ (взаємодіє з кислотами, з конц., ні - пасивує)

                                       + CuSO₄ =FeSO₄ + Cu (взаємодіє з солями. Чи з усіма солями буде взаємодіяти Fe? ( Ні, лише з солями , до складу яких входять менш активні метали).

(Якщо мало часу, дописати вдома!

Сторінка 5. Виплавка заліза

Хімічний технолог. Залізну руду змішують з коксом та вапняком, одер­жуючи агломерат. Агломерат заван­тажують у доменну піч і нагрівають дo температури понад 1500 °С. Залізо плавиться, а більшість домішок спли­ває на поверхню, після чого їх вида­ляють. Одержаний сплав називаєть­ся чавуном. Він ще містить домішки, наприклад вуглець, але після подаль­шої термічної обробки його можна заливати у форми для виготовлення різних деталей. Яких саме? (Тру­би, дріт, скріпки)

Сторінка 6. Застосування.

Учні розглядають таблицю намальовану на дошці.

1. Каталізатор.

2.Засіб від недокрів'я.

1.     Осердя для електромагнітів.

2.  Чавун і сталь (див. § 31).

Сторінка 7. «Наукова лабораторія»

Розв'язування задач

Задача (усно)

   1. Для нормального розвитку дитина по­винна щодоби з харчовими продуктами отримувати 2 мг Феруму. Скільки ягід полуниці вона повинна з'їсти, якщо відомо, що середня маса ягоди 50 г, а вміст Ре становить 0,54 мг/ 100 г?  (Чотири ягоди)

2. Обчисліть масову частку Феруму в складі його природних мінера­лів. У якому з них масова частка Феруму найбільша? Найменша?

Fe₂O₃ (70 %)  , FeCO₃ (48,3%)

Fe₃O₄ (72,4 %) ,  FeS₂ (46,7%)

ІV.Рефлексія

Стратегія «Рюкзак»

Вирушаючи в похід, ми беремо із со­бою необхідні речі. Закінчуючи сьо­годнішній урок, ми з вами теж по­винні зібрати рюкзак, щоб узяти в дорогу знання, вміння — рецеп­ти досягнення успіху. Отже, збира­ємо рюкзак.

(Учні називають ключові поняття теми, наприклад залізо, Ферум, сталь, магнетит і т.

V.      Домашнє завдання

(Записане на дошці.)

1.      Дописати рівняння реакції.

2. Опрацювати § 37 «Ферум». Виконати вправи на ст..142. №230, 231, 232.

3. Підібрати загадки, прислів'я, при­казки про залізо.