Железо его физические и химические свойства презентация. Компьютерная презентация "сплавы железа с углеродом". и черный хлеб

Слайд 3

Железо как химический элемент

• Химический элемент VIII гр. периодической системы Д.И. Менделеева.
• Атомный номер 26,
• атомная масса 55.847.

Слайд 4

Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно широко.

На его долю приходится:

Около 4,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире.

В морской воде 1·10–5 - 1·10–8% железа.

Слайд 5

• красный железняк (руда гематит Fe2O3)
• бурый железняк (руда гидрогетит НFeO2·nH2O)
• пирит FeS2 (другие названия - серный колчедан, железный колчедан, дисульфид железа

Слайд 6

• бурый железняк (руда гидрогетит НFeO2 · nH2O)
• красный железняк(руда гематит Fe2O3)

Слайд 7

• шпатовый железняк (руда сидерит FeСO3)
• магнитный железняк (руда магнетит Fe2O4)

Слайд 8

В организме человека

Железо содержится в крови – гемоглобине, а именно в красных кровяных тельцах – эритроцитах.

Слайд 9

В растениях

Железо влияет на процесс фотосинтеза.

Слайд 10

В быту человека

Из железа изготавливают различные виды транспорта

Слайд 11

В военной промышленности

Слайд 12

Железо в истории

В истории железо известно очень давно. из него изготовляли многое. Например доспехи, латы, оружие и т. д.

Слайд 13

Физические свойства

• Железо - сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл.
• Температура плавления – 1535 0С
• Температура кипения около 2800 0С
• При температуре ниже 770 0С железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит).
• Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, железо «размагничивается».

Слайд 14

Химические свойства

• Железо, отдавая два внешних электрона, проявляет степень окисления +2;
• отдавая три электрона (два внешних и один сверхоктетный с предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень окисления +3.Fe-2e=Fe+2 Fe-3e=Fe+3
• Электронные структуры 3d- и 4s-орбиталей атома железа и ионов Fe+2 и Fe+3 можно изобразить так:

Слайд 15

• Железо - активный металл.На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавению металла.

3Fe + 2O2 = Fe2O3 FeO (Феррит железа)

• Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III).

4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3

Слайд 16

Взаимодействие с простыми веществами:

• Горит в кислороде

3 Fe + 2 O2 =Fe3 O4

• Реагирует с хлором

2Fe + 3 Cl2 = 2FeCl3

• Взаимодействует с серой

Слайд 17

• Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений правее железа:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

• При высокой температуре (700-900°С) железо реагирует с парами воды:

3Fe+4Н2O=Fe3O4+4Н2

Слайд 18

• С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

• С концентрированными серной и азотной кислотами железо не реагирует. Эти кислоты создают на поверхности металла такую прочную и плотную пленку оксида, что металл становится совершенно пассивным и уже не вступает в другие реакции.Растворяется железо в разбавленной азотной кислоте.

8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

Отрывок из «Поэмы о периодическом законе», В. Половняк: Громоподобные раскаты И в небе раскаленный след: На землю новый камень падал И ужасался человек Но редким был подарок неба Им лишь счастливец обладал.

Вероятнее всего, впервые человек познакомился с метеоритным железом. О том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения свидетельствуют распространенные у некоторых народах мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы, а также само название этого элемента: в переводе с древне египетского название железа означало «Небесное железо», с древне греческого- «Звезда», «Небесное тело»

Цель урока: Познакомиться с элементом побочной подгруппы – железом: строением атома, физическими и химическими свойствами, нахождением в природе. Применение Характеристика металла по его положению в П.С. Биологическая роль Получение Нахождение в природе Fe Химические свойства Строение атома Физические свойства

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЖЕЛЕЗА ПО ПОЛОЖЕНИЮ В П.С. 1. Химический знак. 2. Порядковый номер. Относительная атомная масса. Период. Группа. Подгруппа. 3. Простое вещество (металл, неметалл) 4. Число протонов, электронов, нейтронов. 5. Схема строения атома. 6. Электронная формула. 7. Проявляет восстановительные или окислительные свойства Что вызвало затруднение?

Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева Группы элементов IV VI V VII VIII Ряды 1 I Н Водород 1 1,008 II III Li 3 6,941 Периоды 1 2 3 4 5 6 7 Литий Na Натрий К Калий Cu Медб Rb Рубидий Ag Серебро Cs Цезий 79 196,99 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 9.012 Be Бериллий Mg Литий Ca Кальций 12 24.305 20 40.078 11 22,9898 19 39,098 29 63,546 Zn Цинк 37 85,47 Sr 30 65,37 38 87,62 Стронций В Вор Al Алюминий Sc Скандий Ga Галлий Y Иттрий 7 14.0067 О Кислород 5 10,811 С 6 12,011 N Азот 28,086 P 14 Углерод Si Кремний 13 26.981 21 44,956 Ti 22 47.90 15 30.974 S Фосфор V Ванадий Сера 50,942 Cr Хром 23 31 69,72 Титан Ge Германий 39 83,906 Zr Цирконий 32 72.61 As Мышьяк 40 91.22 Nb Ниобий 33 74.922 Se Селен 92.906 Mo 41 8 15,999 F 16 Фтор 32,064 Cl Хлор 51,996 Mn 24 Марганец 34 78.96 Br Бром 25 54,938 35 79,904 95,94 Te 42 97.9064 Ru 43 Молибден Технеций 47 107.87 Cd Кадмий 48 112.41 In 49 114.82 Sn Олово 50 116.71 Sb 51 121.75 Te 52 127.60 I 53 126.90 Сурьма 55 132,91 Ba 56 137.33 Индий 57 138.905 Барий 80 200,59 *La 72 178.49 Hf Гафний 73 180.95 Ta Тантал Лантан Au Золото Hg Tl 81 204,37 Pb 207.2 Bi 82 83 208.98 Po 208.99 At 85 209.99 Ртуть Таллий Свинец Висмут Понийт 87 Fr Франций 223.02 Ra Радий 88 226,03 89 227.03 *Ac Актиний Rf 104 261,11 Резерфордий 105 262.11 Db Дубний 106 263.12 Sg Сиборгий Теллур 74 183.85 W Вольфрам 84 Йод 75 186.207 Re Рений Астат 107 262.12 Bh Борий Не Гелий 18.998 Ne Неон 9 2 4,003 3 20.179 17 35,453 Ar 18 39.948 s p d 36 83.80 Аргон 26 Fe 55,847 Co Железо Kr Криптон 44 101,07 Rh Рутений Xe Ксенон 76 Os 190,2 Ir Осмий Rn Радон 108 Hs 265,132 Mt Хассий 86 (222) Родий 54 131.30 27 58.933 Ni 28 58.71 Кобальт Никель 45 102.91 Pd 46 106.4 Палладий 77 192,22 Pt 78 195,09 Иридий Платина 109 266,14 Мейтнерий 9

Строение атома железа побочная Строение атома: +26 Порядковый номер: 26 Период: 4 Группа: VIII Подгруппа: Железо может отдавать не только 2 электрона с последнего 4 уровня – проявляя с.о. +2, но и еще 1 электрон с предпоследнего 3d подуровня, проявляя при этом с.о. +3 2 8 14 2 3p6 3s2 3d6 2p6 1s2 2s2 4s2 d – элемент

2.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА. Лабораторная работа 1. Рассмотрите железную пластинку. 2. Определите агрегатное состояние вещества. 3. Какого цвета пластинка? 4. Определите, имеет ли блеск данная 5. Опустите пластинку на ¼ её длины в стакан с Вытащите пластинку из воды, протрите пластина? горячей водой на 10-15 секунд. салфеткой и определите, обладает ли железо теплопроводностью? Определите, обладает ли железо пластичностью? 7. Поместите в стакан с холодной водой железную пластинку, проверните несколько раз. Наблюдается растворение железа? 6. Возьмите в руки железную проволоку.

наблюдения согласно плану: 2.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА. Лабораторная работа 8. Кратко запишите свои - агрегатное состояние, - цвет, - блеск, - теплопроводность, - пластичность, - растворимость в воде Помимо этого, как любой металл железо обладает электропроводностью. Но железо обладает еще одной очень интересной особенностью.

Физические свойства железа Железо - серебристо-серый, блестящий, пластичный металл. Железо - один из семи металлов древности. Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. При температуре 1539°С железо плавится, а при 2740° С - кипит. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться.

Химические свойства железа С простыми веществами Взаимодействие с простыми веществами с кислородом с серой с хлором видео видео видео видеовидеовидео

ЗАПОМНИ! Железо с галогенами (7А группа), образует галогениды, в которых железо имеет с.о. +3 (за исключением йода). 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 С остальными неметаллами железо образует соединения с.о. +2. Fe + S = FeS Железо горит в кислороде с образованием железной окалины (смесь оксидов 2-ух и 3- ех валентного железа) 3Fe + 2O2 Fe→ 3O4

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА Со сложными веществами 1. С водой. Железо взаимодействует с парами воды: Fe + H2O = FeO + H2

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА Что происходит с железным гвоздем, если его оставить на улице? Во влажном воздухе железо покрывается ржавчиной - смесью продуктов окисления. 4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА Со сложными веществами 1. С кислотами За исключением (конц.) HNO3 и H2SO4(конц.), которые пассивируют железо. Но при нагревании реакция между железом и этими кислотами возможна, при этом железо будет проявлять в полученной соли с.о. +3. С растворами остальных кислот железо окисляется до с.о. +2

ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ Правила охраны труда при РАБОТЫ проведении химических опытов: 1. Наливать вещества можно только над специальным лотком. 2. Для опыта следует брать небольшое количество вещества. 3. При попадании на кожу растворов кислот или щелочей необходимо смыть их под сильной струей холодной воды.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: «ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА». 3. Взаимодействие с кислотами. В пробирку поместите железо и прилейте раствор серной кислоты. Что происходит? Запишите уравнение реакции. Fe + H2SO4(разб) = FeSO4 + H2 4. С солями. В 2 пробирки поместите железо в одну пробирку добавьте раствор сульфата меди, в другую раствор сульфата натрия. Объяснить полученные результаты. Записать уравнения реакций. Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓ Какому правилу подчиняются последние 2 реакции?

Железо в природе бурый железняк (лимонит ­ Fe2О3*пН2О; содержит до 65% Fe) Наиболее распространенные красный железняк (гематит ­ Fe2O3; содержит до 70 % Fe) и добываемые руды и минералы железный шпат (сидерит – FeCO3 содержит до 48% Fe) магнитный железняк (магнетит ­ Fe3O4; содержит до 72,4 % Fe), серный колчедан пирит – FeS содержит до 47% Fe

По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире. На территории России выделяют 3 металлургических базы по производству железа: Уральская, Центральная, Сибирская.

ПОЛУЧЕНИЕ Железо получают в виде сплава восстановлением из его соединений при высоких температурах в доменных печах. FeO + H2 = Fe + H2O Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3

Железо в организме человека Роль входит химического элемента в железа жизнедеятельности живых организмов очень велика. Оно состав в гемоглобина крови, Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – углекислого газа. Недостаточное содержание железа к головной боли, быстрой утомляемости. Для и животных человека приводит

Железо

• 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 прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества.
• А. Е. Ферсман.

• Методическая разработка урока

• Задание: прочитайте текст учебника стр. 76 и охарактеризует положение химического элемента железа в ПСХЭ Д. И. Менделеева и особенности строения атома данного элемента, укажите возможные степени окисления элемента.

• Fe (железо)
• Порядковый номер: 26 Период: IV Группа: VIII Подгруппа: В Электронное строение атома: … 4S23d6

• Халькопирит
• с включениями кварца
• Приморский край

• Пирит

• Магнитный железняк
• магнетит Fe3O4

• Красный железняк
• гематит Fe2O3

• Бурый железняк
• Лимонит
• 2 Fe2O3 3 H2O

• Железный или серный
• колчедан (пирит)

• Железо - сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл.
• Температура плавления – 1535 0С
• Температура кипения около 2800 0С
• При температуре ниже 770 0С железо обладает ферромагнитными свойствами
• (оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит).
• Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, железо «размагничивается».

• 1. Железо реагирует с неметаллами:
• Fe + S = FeS
• При нагревании до 200-250 0С реагирует с хлором
• Fe+Cl2=FeCl3

• Fe0 - 2e = Fe+2
• Cl02+2e=2Cl-1

• 1 – восстановитель, процесс окисления
• 1 – окислитель, процесс восстановления

• Проверь себя!

• 2. Железо реагирует с кислотами.
• Fe+H2SO4=FeSO4+H2
• В концентрированных азотной и серной кислотах железо не растворяется, так как на поверхности металла возникает пленка, препятствующая реакции металла с кислотой
• (происходит пассивация металла)
• Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции
• Fe + HCl FeCl2 + H2 методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления

• 3. Реагирует с растворами солей металла согласно электрохимическому ряду напряжений металлов.
• Fe + CuSO4 = Fe SO4 + Cu
• Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления

• Прочитайте текст учебника, составьте уравнения реакций
• Fe+H2О
• Fe+CuSO4
• Fe+O2
• Сделайте вывод о химической активности простого вещества – железа.
• Вывод:

• Железо – средний по химической активности металл.

• Железо играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов.
• Оно входит в состав гемоглобина крови, соединения железа применяют
• для лечения малокровия, истощении, упадке сил.
• Основным источником железа для человека является пища. Его много
• в зеленых овощах, мясе, сухофруктах, шоколаде.

• www.catalogmineralov.ru – сайт содержит каталог минералов, большую коллекцию фотографий и описание минералов.
• http://.elementy.ru – сайт « Элементы большой науки», содержит каталоги и статьи науно-популярных журналов «Химия и жизнь», « Наука и жизнь», «Природа» и др.
• http://www.ovitanah.com - сайт посвящен витаминам и микроэлементам, содержит интересную информацию.
• http://alhimik.ru – сайт «Алхимик» содержит самую разнообразную информацию по химии.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

М БОУ СОШ № 62 г. Тула учитель химии Кирюхина Г.Д. Железо

Вопросы для самостоятельного изучения (даётся заранее) 1. Рукководствуясь строением атомов, характеризуйте общие свойства металлов и их классификации. 2. «Почти детективная история…» Декабрь 18…г. Петербург Донесение Дохожу до вашего сведения, что все солдатские оловянные пуговицы погибли на вашем складе военного обмундирования. Сначала слегка потемнели затем потеряли блеск, а через несколько дней рассыпались в порошок. Испорченные пуговицы заражали здоровых. Разрушение распространялась как чума. Виновник не ясен. Просим помощи в расследовании преступления. Подпись и печать. 3. Металлы А и В принадлежат к одному периоду и группе. Соли металла А растворимы в воде. Растворы всех солей металла В при добавлении к соляной кислоте образуют нерастворимый осадок. Пользуясь периодической системой хим. эл. Д.И. Менделеева назовите оба элемента. 4. Химический способ распознавания полюсов источника постоянного тока заключается в том, что концы проводов прикладывают к фиолетовой лакмусовой бумажке, смоченной раствором соли. Какие именно соли можно при этом взять? Как будет меняться цвет бумаги? 5. Сколько платины в платините? 6. Какому металлу можно поставить в вину искоренение целого племени?

4 период VIII группа побочная подгруппа +26 Fe 2ē , 8ē , 14ē , 2ē Характерные степени окисления Fe +2 + 2 -1 +2 -1 FeCl 2 Fe(OH) 2 Fe +3 +3 -1 +3 -1 FeCl 3 Fe(OH) 3

Природные соединения железа - магнетит - гематит - лимонит - пирит В водах многих минеральных источников содержится гидрокарбонат железа Fe(HCO 3) 2 и некоторые другие соли железа. Далее

Магнетит (магнитный железняк) Fe 3 O 4 (Fe 2 O 3 · FeO) - содержит до 72% железа; - важнейшие месторождения в России – Южный Урал (Магнитогорск), Курская магнитная аномалия; - название – от античного города Магнесия в Малой Азии.

Гематит (красный железняк, железный блеск) Fe 2 O 3 - содержит до 65% железа; - важнейшие месторождения в России – Северный Урал, Восточное Забайкалье; - название – от греческого “ гема ” – кровь, по цвету минерала.

Лимонит (бурый железняк) - содержит до 60 % железа; - важнейшие месторождения в России – Урал, Забайкалье, Крым; - название – от греческого “ луг ” , по местонахождению в сырых местах. Fe 2 O 3 · n H 2 O

Пирит (железный или серный колчедан) - содержит до 47 % железа; - важнейшие месторождения в России – Урал; - название – от греческого “ камень, высекающий огонь ” . возврат FeS 2

Физические свойства - серебристо-белый металл, быстро тускнеющий (ржавеющий) на влажном воздухе или в воде, содержащей кислород; - железо пластично, легко подвергается ковке и прокатке, температура плавления - 1539°С; - плотность железа - 7,87 г/см 3 - обладает сильными магнитными свойствами (ферромагнетик), хорошей тепло- и электропроводностью.

Получение железа 1. Алюминотермия. Fe 2 O 3 + 2 AI = AI 2 O 3 + 2 Fe 2. Прямое восстановление железа из его оксидов. Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2 O 1000 o C 3 . Электролиз водных растворов солей железа. FeCl 2 = Fe 2+ + 2Cl -

Химические свойства Образование соединений железа 1. Взаимодействие с неметаллами Fe + S Fe +2 Fe +3 2. Взаимодействие с кислородом (горение) 3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4 0 0 2 ē t FeS +2 -2 C ульфид железа (III) 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 0 0 2 ē t +3 -1 Хлорид железа (III) 0 0 6 ē t FeO · Fe 2 О 3 Железная окалина

Химические свойства Образование соединений железа Fe +2 Fe +3 3. Взаимодействие с водой 4. Взаимодействие с солью 3Fe + 4H 2 O Fe 3 O 4 + 4H 2 +1 0 -2 +2 +3 -2 0 700-900 o C 8ē 0 +2 Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu -2 +2 -2 0 2ē

Химические свойства Образование соединений железа Fe +2 Fe +3 5. Взаимодействие с разбавленными растворами кислот Fe + 2H Cl → FeCl 2 + H 2 0 +1 0 -1 +2 -1 2ē Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 0 +1 +2 0 2ē

Химические свойства Образование соединений железа Fe +2 Fe +3 6. Взаимодействие с концентрированными кислотами 2Fe+6H 2 SO 4 →Fe 2 (SO 4) 3 +3SO 2 +6H 2 O +3 +4 +6 0 Fe+4HNO 3 →Fe(NO 3) 3 +NO+2H 2 O 0 +5 +3 +2 t t

Поступление железа с пищей (суточная потребность 10-20 мг) Всасывание в кишечнике (1-2 мг в день) Белок трансферрин (переносчик железа) Выводится 1-2 мг в день Другие процессы Ферритин – белок, запасающий железо в печени и других органах Костный мозг: образование гемоглобина 75% 10-20% 5-15% Распределение железа в организме

http://school-collection.edu.ru/collection/?interface=themcol#76632 Источники http://wsyachina.narod.ru/medicine/blood_3.html 3. Распределение железа в организме (слайд 15): 2. Видео опыт с кислотами (слайд 14): http://investments.academic.ru/pictures/investments/img149453_1-6_Magnetit.jpg 1. Природные соединения железа (слайды 4-7).