по теме: железо

Содержание
  1. Урок по теме
  2. Железо (Fe) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники
  3. История – краткая справка
  4. Общие данные
  5. Биологическая роль и функции железа в организме
  6. Суточная потребность
  7. Причины нехватки Fe
  8. Применение железа
  9. Причины переизбытка Fe
  10. Источники железа
  11. Взаимодействие с другими веществами
  12. Обсудить Fe и другие минералы на форуме…
  13. Железо — общая характеристика элемента, химические свойства железа и его соединений
  14. Химические свойства простого вещества — железа:
  15. Доменный процесс производства чугуна
  16.   Производство стали
  17. Железо
  18. СТРУКТУРА
  19. СВОЙСТВА
  20. Запасы и добыча
  21. ПРОИСХОЖДЕНИЕ
  22. ПРИМЕНЕНИЕ
  23. Кристаллографические свойства
  24. Урок №51. Железо. Положение железа в периодической системе и строение его атома. Нахождение в природе. Физические и химические свойства железа. — ХиМуЛя.com
  25. Урок по теме Железо
  26. Гематит (Fe2O3)
  27. Магнетит (Fe3O4)
  28. Пирит (FeS2)
  29. Презентация по теме «Железо»

Урок по теме

по теме: железо

Класс: 9

Цели урока:

  • образовательные: 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.

Ресурсы необходимые для проведения урока:

  • лабораторное оборудование и реактивы: растворы соляной кислоты, сульфата меди (II), железная скрепка или гвоздь, пробирки;
  • мультимедиапроектор, компьютер, электронная презентация;
  • литература: О. С. Габриелян. Химия. 9 класс. М.: Дрофа, 2006.

ХОД УРОКА

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.

Презентация

1. Положение железа в Периодической системе
химических элементов Д. И. Менделеева.

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.

После ответов учащихся ПКМ и появляется
характеристика положения атома железа в ПСХЭ Д.
И. Менделеева (слайд №2).

Вывод: Железо – элемент побочной подгруппы
VIII группы 4-го большого периода. Железо относится
к d-элементам, электронная формула атома имеет
окончание …3d64s2. Железо в соединениях
проявляет степени окисления +2 и +3. Максимальная
степень окисления железа +6. Она проявляется в
ферратах – солях несуществующей железной
кислоты. Например, Na2FeО4 – феррат
натрия.

2. Нахождение в природе. Рассматривается
распространенность железа в природе. Один из
учащихся, заранее подготовивший сообщение,
знакомит присутствующих с природными
соединениями железа (демонстрируются слайды №3
– 4).

Ученик. Железо – один из самых
распространенных элементов в природе. В земной
коре его массовая доля составляет 5,1%, по этому
показателю оно уступает только кислороду,
кремнию и алюминию. Железо входит в состав
большинства горных пород. Для получения железа
используют железные руды с содержанием железа
30–70% и более. Основными железными рудами
являются:

магнетит Fe3O4 –
содержит 72% железа, месторождения магнетита
встречаются на Южном Урале, Курской магнитной
аномалии;

гематит Fe2O3 –
содержит до 65% железа, такие месторождения —
железа встречаются в Криворожском районе;

лимонит Fe2O3•nH2O
– содержит до 60% железа, месторождения лимонита
встречаются в Крыму, например керченское
месторождение;

пирит FeS2 – содержит
примерно 47% железа, месторождения пирита
встречаются на Урале.

Редчайший каприз природы – 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. Правда, “небесный
металл” всегда содержит примесь никеля, поэтому
он почти не поддается ковке в обычных условиях.
Его следует обрабатывать только в холодном виде,
а не разогретом, как обычное железо. (Аликберова
Л. Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся,
учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС,2002.

— 560 с.)

3. Физические свойства железа

. Учитель
характеризует физические свойства простого
вещества – железа демонстрируя слайд №5.

4. Химические свойства.

Рассматривается
взаимодействие простого вещества железа с
простыми и сложными веществами. Особое внимание
уделяется взаимодействию железа с разбавленными
и концентрированными растворами кислот.

1. Взаимодействие с неметаллами.

  • Железо реагирует с неметаллами (слайд №6):

Fe + S = FeS

При нагревании до 200-250 0С реагирует с хлором

Fe+Cl2=FeCl3

Задание:

Расставьте коэффициенты в уравнении
реакции методом электронного баланса, укажите
окислитель, восстановитель, процессы окисления и
восстановления (после выполнения задания,
проверяется правильность составления
электронного баланса).

2. Взаимодействие с кислотами. Железо
реагирует с кислотами (слайд № 7)

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, поэтому
концентрированные серную и азотную кислоты
можно перевозить в железной таре (происходит
пассивация металла).

Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении
реакции методом электронного баланса, укажите
окислитель, восстановитель, процессы окисления и
восстановления

Fe + HCl = FeCl2 + H2.

  • Задание: Прочитайте текст учебника, составьте уравнения реакций

Fe+H2О =

Fe+CuSO4 =

Fe+O2 =

Сделайте вывод о химической активности
простого вещества – железа.

5. Биологическая роль железа. Рассмотрение
вопроса о биологической роли железа можно
построить в виде межпредметной беседы, ряд
которых будет носить проблемно-поисковый
характер (слайд №10).

  • Какое значение имеет железо для жизнедеятельности растений?
  • Какое значение имеет железо для жизни животных и человека?
  • К каким последствия для здоровья человека может привести снижение его содержания в крови?
  • Как восполнить недостаток железа в организме?
  • Какие продукты богаты этим элементом?

В ходе поиска ответов на эти вопросы школьники
выходят на проблему сохранения здоровья,
рассматриваются принципы правильного и
сбалансированного питания, рассматриваются
продукты богатые железом (одновременно
демонстрируется слайд).

В завершении урока приводятся интересные
ссылки на Интернет-источники.

  • 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.

Домашнее задание.

Разгадав ключевые слова и заменив цифры
буквами по горизонтальным рядам, прочитайте
отрывок из стихотворения Николая Рыленкова,
объясните его смысл.

213151321161415715
136139?12617,1112
61617151121213161022
1811710э1713.21315
192253652517163
15141311,112111
141571513511111719.
  1. Бог войны, атрибуты которого использовали алхимики для обозначения железа – 11, 1, 15, 16
  2. Зеленый овощ, содержащий железо – 18, 14, 7, 12, 1, 17.
  3. Один важных компонентов крови, содержащее железо – 4, 6, 11, 13, 4, 10, 13, 2, 7, 12
  4. Природное соединение железа, называемое еще пирит – 16, 6, 15, 12,22, 9 8, 13, 10, 23, 6, 5, 1, 12
  5. Лабораторный прибор, используется для закрепления пробирок – 18, 14, 1, 17, 7, 3
  6. Минерал, содержащий железо – 24, 1, 10, 19, 8, 13, 14, 7, 15, 7, 17
  7. Состояние здоровья человека, при лечении которого используются железосодержащие препараты – 25, 14, 1, 5, 13, 8 16, 7, 10

Ответ: марс, шпинат, гемоглобин, серный
колчедан, штатив, халькопирит, упадок сил.

Борьба с природой? Нет, мне странно слышать это. Борьбу ведут с врагом,

А нам природа – мать.

Н. Рыленков

Список литературы:

  1. Габриелян О. С. Химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений.- М.: Дрофа, 2006.
  2. Аликберова Л. Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей – М.: АСТ-ПРЕСС. 2002. – 560 с.
  3. Бердоносов С. С., Менделеева Е. А. Химия. Новейший справочник. – М.: Махаон, 2006. – 368 с.

17.01.2008

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/500135/

Железо (Fe) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники

по теме: железо

Железо (Ferrum, Fe) – химический элемент, играющий важнейшую роль в образовании крови и ее циркуляции. Так, гемоглобин (Hb), входящий в состав эритроцитов (красных кровяных телец) состоит большей частью из железа, благодаря которому кровь и окрашена в красный цвет.

Основная функция гемоглобина – связываться с кислородом и доставлять кровь ко всем органам и тканям, питая их. После отдачи кислорода гемоглобин связывается с углекислым газом, который доставляет назад, к легким, что и является продуктом, выдыхаемым человеком или позвоночным животным.

Основными функциями железа, как микроэлемента в организме также являются – стимулирование иммунитета в ответ на инфекцию, регулирование роста и нормального развития ребенка, поддержка работы щитовидной железы и другие.

Несмотря на то, что железо встречается в чистом виде редко (обычно в качестве составной части железо-никелевых метеоритов), оно все-равно занимает второе место по популярности на Земле среди металлов, после алюминия (Al). Если говорить об общей вместимости Fe в земной коре, то это ≈ 4,1-4,6%. Ученые полагают что этот металл является и одним из основных составляющих ядра нашей планеты.

Наибольшие месторождения железной руды находятся в Бразилии, Австралии, всей Северной Америке, Швеции, Северной России, Украине.

История – краткая справка

Теорий происхождения слова «железо» несколько, которые во многом зависят от региона и наречия.

Русское наименование, к которому мы все привыкли имеет праславянские корни «želězo», которое в свою очередь видимо произошло из греческого «χαλκός», что в переводе означает «железо и медь».

Но как бы там не было, неоспоримый факт один – применение железа осуществлялось еще в 4 тысячелетии до н.э., т.к. именно этого периода были найдены древние изделия из этого материала.

Популярными историческими изделиями являются украшения из египетских гробниц (более 3000 до н.э.) и кинжал из древнего города Ур (Шумер), откуда согласно Священным Писанием Бог призвал выйти Авраама.

Первый народ, которые начали плавить Fe – хатты, которые проживали на территории Юго-Восточной сегодняшней Турции примерно в 2000 до н.э. Эти сведения археологи получили из древних текстов царя хеттов Анитты, завоевавшего со своим народом хаттов.

Первые сведения о получении из железа стали появились в записях Аристотеля, из легенды об аргонавтах. Народ «Халибы» тщательно промывали речной песок, отсеивая из него тяжелые фракции гематита и магнетита, которые затем в печи переплавляли до получения серебристого нержавеющего металла.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — IV период, IV ряд, VIII группа, в новой версии таблицы – 8 группа, 4 период.

  • Атомный номер – 26
  • Атомная масса – 55,845
  • Электронная конфигурация – [Ar] 3d6 4s2
  • Температура плавления (°С) – 1538,85, или 1812 К.
  • Температура кипения (°С) – 2861, или 3134 К.
  • CAS: 7439-89-6

Физико-химические свойства. Железо представляет собой серебристо-белый с сероватым оттенком металл, который в чистом виде хорошо пластичен, однако при соединении с углеродом становится более твердым и одновременно хрупким. Имеет свойство намагничиваться и менять свою кристаллическую структуру (полиморфизм) в зависимости от температуры плавления.

https://www.youtube.com/watch?v=SE5FZQrRNmU

По физическим свойствам Fe очень схоже с двумя другими металлами – никелем (Ni) и кобальтом (Co), из-за чего их совокупность называют – «триада железа».

При контакте с воздухом, при условии, что температура окружающей среды не выше 200 °С, железо покрывается плотной пленкой оксида, которая препятствует дальнейшему процессу его окисления. Во влажной среде металл покрывается слоем ржавчины, которая по своей структуре имеет рыхлую природу, из-за чего на Fe постоянно воздействует влага и кислород постепенно его разрушая.

Степени окисления Fe: +2 и +3.

Биологическая роль и функции железа в организме

В организме взрослого среднестатистического человека находится примерно 3-4 г железа. В плазме крови Fe больше всего – около 3,5 мг. Кроме того, в процентном соотношении, феррум в организме присутствует в следующих видах — гемоглобин (68%), ферритин (27%), миоглобин (4%), трансферрин (1%).

Одна из основных функций железа в человеке – катализатор воздухообмена. Мы уже об этом писали в начале статьи – гемоглобин, который преимущественно состоит из рассматриваемого сегодня микроэлемента, связывается с кислородом и с током крови доставляет его во все части тела, после доставки, он связывается с углекислым газом и выносит его обратно к легким, и далее, мы его выдыхаем.

Феррум выполняет множество и других полезных функций, среди которых:

  • Участвует в процессе кроветворения – без него не может образовываться гемоглобин и миоглобин;
  • Обеспечивает функционирование эндокринной системы, поддерживая работоспособность щитовидной железы;
  • Косвенно участвует в синтезе ДНК, т.к. входит в состав различных ферментов, например — рибонуклеотид-редуктазы;
  • Обеспечивает активность интерферонов и других иммунных клеток, за счет чего участвует в защите организма от инфекции и различных неблагоприятных факторов;
  • Входя в состав клеток печени берет участие в очищении организма от токсинов, которыми могут выступать – испорченные продукты, алкоголь, лекарства, продукты жизнедеятельности патогенной микрофлоры (бактерии и другая инфекция) и т.д.;
  • Благотворно воздействует на метаболизм (усвояемость) витаминов группы В, которые непосредственно берут участие в работоспособности сердечно-сосудистой и нервной системы;
  • Участвует в процессах формирования и нормального роста организма, что немаловажно для детей;
  • Поддерживает здоровье волос, ногтей, кожного покрова;
  • Участвует во многих окислительно-восстановительных процессах, входя в состав различных ферментов окисления;
  • Препятствует развитию анемии (малокровие) и других болезней кровеносной системы;
  • Берет участие во внутриклеточных обменных процессах;
  • Если учесть тот факт, что феррум берет участие в транспорте кислорода по всему организму, тот не последним таким органом есть и головной мозг, кислородное голодание которого негативно воздействует на мыслительную и нервную функцию человека или животного.

Вся мировая металлургия на 95% состоит из производства материалов на основе Fe. Так, феррум применяется в следующих отраслях и производствах:

  • Изготовление стали, чугуна, без которых строительство будь то мосты, высотки, различные опоры, военная техника и т.д. просто невозможны;
  • Магнетит (магнитная окись железа) применяется для изготовления радиокомпонентов и компьютерных принадлежностей – жесткие диски (HDD), электродвигатели, магнитопровода трансформаторов;
  • Изготовление железо-никелевых аккумуляторов;
  • Изготовление тонера для лазерных принтеров;
  • Борьба с грибком (смесь железного и медного купоросов);
  • Очищение воды в составе различных водных растворов и т.д.

Суточная потребность

Рекомендуемые суточные дозы калия в зависимости от пола и возраста:

  • Дети и подростки до 18 лет – 4-18 мг;
  • Взрослые мужчины – 10 мг;
  • Взрослые женщины – 20 мг;
  • Во время беременности (во второй половине и 3 месяца после родов) – до 30-35 мг.

Суточная доза железа повышается при больших физических нагрузках (спорт, тяжелая работа, высокая двигательная активность), кровотечениях (месячные, травмы, послеоперационный период), жестких диетах, болезнях кровеносной системы (анемия, донорство).

Дефицит железа в организме выражается следующими симптомами и состояниями:

  • Развитие анемии;
  • Слабость, повышенная утомляемость, головокружения, постоянное желание спать;
  • Ухудшение мыслительной функции и других функций головного мозга;
  • Неврологические расстройства, депрессия;
  • Сухость и бледность кожи;
  • Повышенная сухость и ломкость ногтей;
  • Сухость, ломкость, выпадение и ускоренное поседение волос;
  • При малейшем понижении температуры человек ощущает сильный холод;
  • Быстрый набор лишнего веса, развитие ожирения;
  • Воспалительные процессы в полости рта – стоматиты, гингивиты;
  • Нарушение вкусовых качеств;
  • Нарушения функции пищеварения, сопровождающиеся отсутствием аппетита, тошнотой, метеоризмом;
  • Геофагия – желание покушать мел, землю и другие несвойственные для человека вещества;

Причины нехватки Fe

  • Некачественное питание или жесткие диеты с минимальным количеством или полным отсутствием употребления продуктов, богатых на железо. Это прежде всего отсутствие мясных продуктов и зеленых овощей;
  • Голодовка;
  • Злоупотребление продуктами или напитками, богатыми на кофеин, танин, оксалаты, фитиновую кислоту;
  • Недостаточное поступление в организм витамина С (аскорбиновой кислоты) и витаминов группы В;
  • Сильные кровопотери;
  • Нарушения обменных процессов;
  • Паразитарные заболевания – малярия, анкилостомоз.

Применение железа

Применение Fe зависит от его формы, но если говорить в общем, то с лечебной целью его целесообразно использовать в следующих случаях:

  • Различные болезни – анемия, малярия, анкилостомоз и другие глистные инвазии, энтерит, гипохлоргидрия, синдром мальабсорбции, хроническая почечная недостаточность (ХПН), кахексия, целиакия, болезнь Крона;
  • При обильных кровопотерях – травмы, месячные, послеоперационная реабилитация;
  • Беременность и кормление грудью;
  • При занятии спортом;
  • Стремительная потеря веса;
  • Гемодиализ;
  • Период быстрого роста ребенка или полового созревания.

Избыток Fe в организме также, как и его нехватка может вызвать ряд проблем со здоровьем, среди которых:

  • Проблемы с органами ЖКТ — геморрагический гастроэнтерит, тошнота, отсутствие аппетита, приступы рвоты, боль в эпигастральной области живота, диарея;
  • Стоматиты;
  • Гемохроматоз;
  • Отложение на стенках атеросклеротических бляшек (развитие атеросклероза);
  • Повышенная уязвимость перед развитием артрита, диабета, онкологических заболеваний;
  • Осложнение течения болезней Альцгеймера и Паркинсона;
  • Угнетение антиоксидантной функции в организме;
  • Продукция свободных радикалов.

Признаки интоксикации феррумом в среднем появляются при суточной дозе около 200 мг.

Летальной дозой от приема данного микроэлемента может стать – от 3 до 35 г.

Причины переизбытка Fe

Злоупотребление железосодержащих лекарственных препаратов (в т.ч. витаминно-минеральных комплексов) или биологически-активных добавок (БАД).

Другим источником переизбытка данного металла в организме может статье питье воды, протекающей по ржавым или чугунным трубам, а также употребление пищи, приготовленной в железной или чугунной посуде.

Избыточное железо может попадать в организм городского жителя вместе с ржавой водой из-под крана (по чугунным трубам). Так же использование железной и чугунной посуды в приготовлении пищи повышает содержание в ней железа.

Источники железа

В каких продуктах Fe содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): грибы сушенные (35), печень говяжья (20), яблоки сушка (15), груша сушка (13), чернослив (13), курага (12), чечевица (12), какао (11,7), урюк (11,7), отруби (11), шиповник (11), соя (10), горох (8-9), гречка (8), фасоль (7,9), земляника (7,8), черника (7), орехи (6,1), бобы (5,5), крупа овсянка (4,3), персики (4,1), кизил (4), пшеничная мука (3,3), баранина (3,1), шпинат (3), хурма (2,5), яблоки (2,5), говядина (2,5), груши (2,3), сазан (2,2), сливы (2,1), абрикосы (2,1), смородина черная (2,1), свекла (2), алыча (1,9), корень петрушки (1,8), белый хлеб (1,5), курятина (1,5), яйцо (1,5), рыба морская (1,1), гранат (1), огурцы (0,9), тыква (0,8), бананы (0,7), морковь (0,7), помидоры (0,6), ревень (0,6), виноград (0,6), салат (0,5), брусника (0,4), апельсины (0,4), ананасы (0,3).

Замечен следующий фактор, которые может повысить уровень поступления железа в организм до 20 раз – приготовление пищи в железной или чугунной посуде, а также употребление пищи из металлической посуды.

Химические источники (Fe): «Гематоген», «Ферроплекс», «Гемоферон», витаминно-минеральные комплексы «Витрум».

Синтез в организме: в клетках печени (гепатоцитах) и клетках селезенки железо освобождается при постоянном распаде эритроцитов.

Продукты животного происхождения, содержащие железо, называются – гемовые. Продукты с Fe растительного происхождения – негемовые. Врачи и многие диетологи утверждают, что гемовые продукты усвояются организмом лучше (почти в 2 раза), нежели растительные источники, однако другая часть тех же самых диетологов опровергают этот факт. Кроме того «негемовое железо» лучше задерживается в организме.

Нельзя не упомянуть тот факт, что согласно Священным Писаниям (Библия), до грехопадения человек кушал только пищу растительного происхождения, и то же самое будет после сотворения нового неба и новой Земли.

«И сказал Бог: вот, Я дал вам всякую траву, сеющую семя, какая есть на всей земле, и всякое дерево, у которого плод древесный, сеющий семя, – вам сие будет в пищу; А всем зверям земным, и всем птицам небесным, и всякому пресмыкающемуся по земле, в котором душа живая, дал Я всю зелень травную в пищу. И стало так.» (Бытие 1:29,30)

«Волк и ягненок будут пастись вместе, и лев, как вол, будет есть солому, а для змея прах будет пищею: они не будут причинять зла и вреда на всей святой горе Моей, говорит Господь.» (Исаия 65:25)

Взаимодействие с другими веществами

Прием витаминов А и С повышает усвояемость организма железа на 85%.

Кальций (Ca) и цинк (Zn) снижают усвояемость Fe.

Богатый на танин чай (не считая травяного) уменьшает усвоение феррума на 62%, а кофеин в натуральном кофе — на 35%.

При контакте с кислородом переплавленный Fe окисляется, покрываясь оксидной пленкой.

Обсудить Fe и другие минералы на форуме…

Источник: https://medicina.dobro-est.com/zhelezo-fe-rol-v-organizme-primenenie-sutochnaya-potrebnost-istochniki.html

Железо — общая характеристика элемента, химические свойства железа и его соединений

по теме: железо

Желе́зо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия). Металл средней активности, восстановитель.

Основные степени окисления — +2, +3

Простое вещество железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе.

Химические свойства простого вещества — железа:

Ржавление и горение в кислороде

1)     На воздухе железо легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O2 + 6H2 O → 4Fe(OH)3

Накалённая железная проволока горит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II, III):

3Fe + 2O2 → Fe3O4

3Fe+2O2→(Fe IIFe2 III)O4   (160 °С)

2)     При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H2O  –t°→  Fe3O4 + 4H2­

3)     Железо реагирует с неметаллами при нагревании:

2Fe+3Cl2→2FeCl3   (200 °С)

2Fe + 3Br2  –t°→  2FeBr3

Fe + S  –t°→  FeS (600 °С)

Fe+2S → Fe+2(S2-1)   (700°С)

4)       В ряду напряжений стоит левее водорода, реагирует с разбавленными кислотами НСl и Н2SO4, при этом образуются соли железа(II) и выделяется водород:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2­ (реакции проводятся без доступа воздуха, иначе Fe+2 постепенно переводится кислородом в Fe+3 )

Fe + H2SO4(разб.) → FeSO4 + H2­

В концентрированных кислотах–окислителях железо растворяется только при нагревании, оно сразу переходит в катион Fе3+:

2Fe + 6H2SO4(конц.)  –t°→  Fe2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

Fe + 6HNO3(конц.)  –t°→  Fe(NO3)3 + 3NO2­ + 3H2O

(на холоде концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо).

Железный гвоздь, погруженный в голубоватый раствор медного купороса, постепенно покрывается налетом красной металлической меди

5)     Железо вытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

6)

Амфотерность железа проявляется только в концентрированных щелочах при кипячении:

Fе + 2NaОН (50 %) + 2Н2O= Nа2[Fе(ОН)4]↓+ Н2↑

и образуется осадок тетрагидроксоферрата(II) натрия.

Техническое железо — сплавы железа с углеродом: чугун содержит 2,06-6,67 % С, сталь 0,02-2,06 % С, часто присутствуют другие естественные примеси (S, Р, Si) и вводимые искусственно специальные добавки (Мn, Ni, Сr), что придает сплавам железа технически полезные свойства — твердость, термическую и коррозионную стойкость, ковкость и др.

Доменный процесс производства чугуна

Доменный процесс производства чугуна составляют следующие стадии:

а) подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду:

FeS2→Fe2O3   (O2,800°С, -SO2)       FeCO3→Fe2O3  (O2,500-600°С, -CO2)

б)  сжигание кокса при горячем дутье:

С(кокс) + O2 (воздух) →СO2   (600—700°С)   СO2 + С(кокс) ⇌ 2СО   (700—1000    °С)

в) восстановление оксидной руды угарным газом СО последовательно:

Fe2O3→(CO) (FeIIFe2 III)O4→(CO) FeO→(CO) Fe

г) науглероживание железа (до 6,67 % С) и расплавление чугуна:

Fе(т)→(C(кокс) 900—1200°С)Fе(ж)  (чугун, t пл 1145°С)

В чугуне всегда в виде зерен присутствуют цементит Fe2С и графит.

  Производство стали

Передел чугуна в сталь проводится в специальных печах (конвертерных, мартеновских, электрических), отличающихся способом обогрева; температура процесса 1700-2000 °С.

Продувание воздуха, обогащенного кислородом, приводит к выгоранию из чугуна избыточного углерода, а также серы, фосфора и кремния в виде оксидов.

При этом оксиды либо улавливаются в виде отходящих газов (СО2, SО2), либо связываются в легко отделяемый шлак — смесь Са3(РO4)2 и СаSiO3. Для получения специальных сталей в печь вводят легирующие добавки других металлов.

    Получение чистого железа в промышленности — электролиз раствора солей железа, например:

FеСl2→ Fе↓ + Сl2↑ (90°С)  (электролиз)

(существуют и другие специальные методы, в том числе восстановление оксидов железа водородом).

Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и трансформаторов, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие.

       Оксид железа(II) FеО. Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Fе2+ O2-. При нагревании вначале разлагается, затем образуется вновь. Не образуется при сгорании железа на воздухе.

Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Медленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водородом, коксом. Участвует в доменном процессе выплавки чугуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок.

Уравнения важнейших реакций:

4FеО ⇌(FeIIFe2 III) + Fе (560—700 °С , 900—1000°С)

FеО + 2НС1 (разб.) = FеС12 + Н2O

FеО + 4НNO3 (конц.) = Fе(NO3)3 +NO2↑  + 2Н2O

FеО + 4NаОН =2Н2O + Nа4FеO3(красн.)  триоксоферрат(II) (400—500 °С)

FеО + Н2 =Н2O + Fе (особо чистое)    (350°С)

FеО + С(кокс) = Fе + СО  (выше 1000 °С)

FеО + СО = Fе + СO2    (900°С)

4FеО + 2Н2O(влага) + O2 (воздух) →4FеО(ОН) (t)

6FеО + O2 = 2(FeIIFe2 III )O4      (300—500°С)

Получение в лаборатории: термическое разложение соединений железа (II) без доступа воздуха:

Fе(ОН)2 = FеО + Н2O (150-200 °С)

FеСОз = FеО + СO2 (490-550 °С)

       Оксид дижелеза (III) – железа(II) (FeIIFe2 III )O4 . Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe2+(Fе3+)2(O2-)4. Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, раскаленным железом.

Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок (железный сурик), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий (чернение, воронение). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе.

Применение брутто-формулы Fe3O4 не рекомендуется. Уравнения важнейших реакций:

2(FeIIFe2 III )O4 = 6FеО + O2   (выше 1538 °С)

(FeIIFe2 III )O4 + 8НС1 (разб.) = FеС12 + 2FеС13 + 4Н2O

(FeIIFe2 III )O4 +10НNO3 (конц.) =3Fе(NO3)3 + NO2↑+ 5Н2O

(FeIIFe2 III )O4 + O2 (воздух) = 6Fе2O3    (450-600°С)

(FeIIFe2 III )O4 + 4Н2 = 4Н2O + 3Fе (особо чистое, 1000 °С)

(FeIIFe2 III )O4 + СО =ЗFеО + СO2  (500—800°C)

(FeIIFe2 III )O4 + Fе  ⇌4FеО (900—1000 °С , 560—700 °С)

    Получение: сгорание железа (см.) на воздухе.

В природе — оксидная руда железа магнетит.

       Оксид железа(III) Fе2О3. Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Красно-коричневый, имеет ионное строение (Fе 3+)2(O2-)3. Термически устойчив до высоких температур. Не образуется при сгорании железа на воздухе.

Не реагирует с водой, из раствора выпадает бурый аморфный гидрат Fе2O3 nН2О. Медленно реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается монооксидом углерода, расплавленным железом.

Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели (технические продукты называются ферритами).

Применяется как сырье при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и изображения на магнитных лентах, как полирующее средство для стали и стекла.

Уравнения важнейших реакций:

6Fе2O3 = 4(FeIIFe2 III )O4 +O2            (1200—1300 °С)

Fе2O3 + 6НС1 (разб.) →2FеС13 + ЗН2O (t)    (600°С,р)

Fе2O3 + 2NaОН (конц.) →Н2O+ 2NаFеO2 (красн.)  диоксоферрат(III)

Fе2О3 + МО=(МIIFе2III)O4     (М=Сu, Мn, Fе, Ni, Zn)

Fе2O3 + ЗН2 =ЗН2O+ 2Fе (особо чистое, 1050—1100 °С)

Fе2O3 + Fе = ЗFеО    (900 °С)

3Fе2O3 + СО = 2(FeIIFе2III)O4 + СO2  (400—600 °С)

     Получение в лаборатории — термическое разложение солей железа (III) на воздухе:

Fе2(SO4)3 = Fе2O3 + 3SO3    (500-700 °С)

4{Fе(NO3)3 9 Н2O} = 2FеaO3 + 12NO2+ 3O2 + 36Н2O   (600-700 °С)

В природе — оксидные руды железа гематит Fе2O3 и лимонит Fе2O3 nН2O

Гидроксид железа (II) Fе(ОН)2. Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Белый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Fе — ОН преимущественно ковалентные. Термически неустойчив.

Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нерастворим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентрированными щелочами. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа.

Применяется в изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов.

Уравнения важнейших реакций:

Fе(OН)2 = FеО + Н2O  (150-200 °С, в атм.N2)

Fе(ОН)2 + 2НС1 (разб.) =FеС12 + 2Н2O

Fе(ОН)2 + 2NаОН (> 50%) = Nа2[Fе(ОН)4] ↓(сине-зеленый) (кипячение)

4Fе(ОН)2 (суспензия) + O2 (воздух) →4FеО(ОН)↓ + 2Н2O  (t)

2Fе(ОН)2 (суспензия) +Н2O2 (разб.) = 2FеО(ОН)↓ + 2Н2O

Fе(ОН)2 + КNO3 (конц.) = FеО(ОН)↓ + NO↑+ КОН   (60 °С)

   Получение: осаждение из раствора щелочами или гидратом аммиака в инертной атмосфере:

Fе2+ + 2OH (разб.) = Fе(ОН)2↓

Fе2+ + 2(NH3Н2O) = Fе(ОН)2↓+ 2NH4

     Метагидроксид железа FеО(ОН). Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло-коричневый, связи Fе — О и Fе — ОН преимущественно ковалентные. При нагревании разлагается без плавления. Нерастворим в воде.

Осаждается из раствора в виде бурого аморфного полигидрата Fе2O3  nН2O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании переходит в FеО(ОН). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Fе(ОН)2. Промежуточный продукт при ржавлении железа.

Применяется как основа желтых минеральных красок и эмалей, поглотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе.

Соединение состава Fе(ОН)3 не известно (не получено).

Уравнения важнейших реакций:

Fе2O3 . nН2O→(200-250 °С, —H2O) FеО(ОН)→( 560-700° С на воздухе , -H2O) →Fе2О3

FеО(ОН) + ЗНС1 (разб.) =FеС13 + 2Н2O

FeO(OH)→Fe2O3.nH2O -коллоид (NаОН (конц.))

FеО(ОН)→Nа3[Fе(ОН)6] белый , Nа5[Fе(OН)8 желтоватый (75 °С, NаОН( т))

2FеО(ОН) + Fе(ОН)2=( FeIIFe2 III )O4 + 2Н2O         (600—1000 °С)

2FеО(ОН) + ЗН2 = 4Н2O+ 2Fе (особо чистое, 500—600 °С)

2FеО(ОН) + ЗВr2 + 10КОН = 2К2FеO4 + 6Н2O + 6КВr

       Получение: осаждение из раствора солей железа(Ш) гидрата Fе2О3 nН2O и его частичное обезвоживание (см. выше).

В природе — оксидная руда железа лимонит Fе2O3 nН2О и минерал гётит FеО(ОН).

Феррат калия К2FеО4. Оксосоль. Красно-фиолетовый, разлагается при сильном нагревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой, неустойчив в кислотной среде. Сильный окислитель.

Качественная реакция — образование красного осадка феррата бария. Применяется в синтезе ферритов — промышленно важных двойных оксидов железа (III) и других металлов.

Уравнения важнейших реакций:

4К2FеO4= 4КFеO2 + 3O2 + 2К2O         (700 °С)

4К2FеO4 + 6Н2O (гор.) =4FeО(ОН)↓ + 8КОН + 3O2↑

FеО42- + 2OН+ (разб.) =4Fе3+ + 3O2↑+10Н2O

FеО42- + 2(NH3. Н2O)     →2FеО(ОН)↓ + N2↑+ 2Н2O+ 4OН—

FеО42- + Ва2+ = ВаFеO4 (красн.)↓         (в конц. КОН)

   Получение: образуется при окислении соединений железа, например метагидроксида FеО(ОН), бромной водой, а также при действии сильных окислителей (при спекании) на железо

Fе + 2КОН + 2КNO3 = К2FеO4 + 3КNO2+ H2O (420 °С)

и электролизе в растворе:

электролиз

Fе + 2КОН (конц.) + 2Н2O→ЗН2↑ + К2FеO4 ( электролиз)

(феррат калия образуется на аноде).

      Качественные реакции на ионы Fе2+ и Fе3+

Обнаружение ионов Fе2+ и Fе3+в водном растворе проводят с помощью реактивов К3[Fе(СN)6] и К4[Fе(СN)6] соответственно; в обоих случаях выпадает синий продукт одинакового состава и строения, КFеIII[FеII (СN)6]. В лаборатории этот осадок называют берлинская лазурь, или турнбуллева синь:

Fе2+ + К+ + [Fе(СN)6]3- = КFеIII[FеII (СN) 6]↓

Fе3+ + К+ + [Fе(СN)6]4- = КFеIII[FеII (СN) 6]↓

Химические названия исходных реактивов и продукта реакций:

К3FеIII[Fе(СN) 6]- гексацианоферрат (III) калия

К4FеIII[Fе (СN) 6]- гексацианоферрат (II) калия

КFеIII[FеII (СN) 6]- гексацианоферрат (II) железа  (Ш) калия

Кроме того, хорошим реактивом на ионы Fе3+ является тиоцианат-ион NСS—, железо (III) соединяется с ним, и появляется ярко-красная («кровавая») окраска:

Fе3+ + 6NСS— = [Fе(NСS)6]3-

Этим реактивом (например, в виде соли КNСS) можно обнаружить даже следы железа (III) в водопроводной воде, если она проходит через железные трубы, покрытые изнутри ржавчиной.

Источник: http://himege.ru/zhelezo-svojstva/

Железо

по теме: железо

 

Чистое железо (99,97%), очищенное методом электролиза

Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью: железо быстро корродирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе.

В чистом кислороде железо горит, а в мелкодисперсном состоянии самовозгорается и на воздухе. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum).

Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия).

СТРУКТУРА

Две модификации кристаллической решетки железа

Для железа установлено несколько полиморфных модификаций, из которых высокотемпературная модификация — γ-Fe(выше 906°) образует решетку гранецентрированного куба типа Сu (а0 = 3,63), а низкотемпературная — α-Fe-решетку центрированного куба типа α-Fe (a0 = 2,86).
В зависимости от температуры нагрева железо может находиться в трех модификациях, характеризующихся различным строением кристаллической решетки:

  1. В интервале температур от самых низких до 910°С —а-феррит (альфа-феррит), имеющий строение кристаллической решетки в виде центрированного куба;
  2. В интервале температур от 910 до 1390°С — аустенит, кристаллическая решетка которого имеет строение гранецентрированного куба;
  3. В интервале температур от 1390 до 1535°С (температура плавления) — д-феррит (дельта-феррит). Кристаллическая решетка д-феррита такая же, как и а-феррита. Различие между ними только в иных (для д-феррита больших) расстояниях между атомами.

При охлаждении жидкого железа первичные кристаллы (центры кристаллизации) возникают одновременно во многих точках охлаждаемого объема. При последующем охлаждении вокруг каждого центра надстраиваются новые кристаллические ячейки, пока не будет исчерпан весь запас жидкого металла.

В результате получается зернистое строение металла. Каждое зерно имеет кристаллическую решетку с определенным направлением его осей.

При последующем охлаждении твердого железа при переходах д-феррита в аустенит и аустенита в а-феррит могут возникать новые центры кристаллизации с соответствующим изменением величины зерна

СВОЙСТВА

Железная руда

В чистом виде при нормальных условиях это твердое вещество. Оно обладает серебристо-серым цветом и ярко выраженным металлическим блеском. Механические свойства железа включают в себя уровень твердости по шкале Мооса. Она равна четырем (средняя). Железо обладает хорошей электропроводностью и теплопроводностью.

Последнюю особенность можно ощутить, дотронувшись до железного предмета в холодном помещении. Так как этот материал быстро проводит тепло, он за короткий промежуток времени забирает большую его часть из вашей кожи, и поэтому вы ощущаете холод.
Дотронувшись, к примеру, до дерева, можно отметить, что его теплопроводность намного ниже.

Физические свойства железа — это и его температуры плавления и кипения. Первая составляет 1539 градусов по шкале Цельсия, вторая — 2860 градусов по Цельсию. Можно сделать вывод, что характерные свойства железа — хорошая пластичность и легкоплавкость. Но и это еще далеко не все. Также в физические свойства железа входит и его ферромагнитность.

Что это такое? Железо, магнитные свойства которого мы можем наблюдать на практических примерах каждый день, — единственный металл, обладающий такой уникальной отличительной чертой. Это объясняется тем, что данный материал способен намагничиваться под действием магнитного поля.

А по прекращении действия последнего железо, магнитные свойства которого только что сформировались, еще надолго само остается магнитом. Такой феномен можно объяснить тем, что в структуре данного металла присутствует множество свободных электронов, которые способны передвигаться.

Запасы и добыча

Железо — один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в ядрах планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. железа в земной коре составляет 5 %, а в мантии около 12 %.

Железо

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). В мантии и земной коре железо сосредоточено главным образом в силикатах, при этом его содержание значительно в основных и ультраосновных породах, и мало — в кислых и средних породах.

Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красный железняк (гематит, Fe2O3; содержит до 70 % Fe), магнитный железняк (магнетит, FeFe2O4, Fe3O4; содержит 72,4 % Fe), бурый железняк или лимонит (гётит и гидрогётит, соответственно FeOOH и FeOOH·nH2O).

Гётит и гидрогётит чаще всего встречаются в корах выветривания, образуя так называемые «железные шляпы», мощность которых достигает несколько сотен метров. Также они могут иметь осадочное происхождение, выпадая из коллоидных растворов в озёрах или прибрежных зонах морей. При этом образуются оолитовые, или бобовые, железные руды.

В них часто встречается вивианит Fe3(PO4)2·8H2O, образующий чёрные удлинённые кристаллы и радиально-лучистые агрегаты.
железа в морской воде — 1·10−5-1·10−8 %
В промышленности железо получают из железной руды, в основном из гематита (Fe2O3) и магнетита (FeO·Fe2O3).Существуют различные способы извлечения железа из руд.

Наиболее распространённым является доменный процесс.Первый этап производства — восстановление железа углеродом в доменной печи при температуре 2000 °C. В доменной печи углерод в виде кокса, железная руда в виде агломерата или окатышей и флюс (например, известняк) подаются сверху, а снизу их встречает поток нагнетаемого горячего воздуха.

Кроме доменного процесса, распространён процесс прямого получения железа. В этом случае предварительно измельчённую руду смешивают с особой глиной, формируя окатыши. Окатыши обжигают, и обрабатывают в шахтной печи горячими продуктами конверсии метана, которые содержат водород.

Водород легко восстанавливает железо, при этом не происходит загрязнения железа такими примесями, как сера и фосфор, которые являются обычными примесями в каменном угле. Железо получается в твёрдом виде, и в дальнейшем переплавляется в электрических печах. Химически чистое железо получается электролизом растворов его солей.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Самородное железо

Происхождение теллурическое (земное) железо редко встречается в базальтовыхлавах (Уифак, о. Диско, у западного берега Гренландии, вблизи г. Касселя Германия).

В обоих пунктах с ним ассоциируют пирротин (Fe1-xS) и когенит (Fe3C), что объясняют как восстановление углеродом (в том числе и из вмещающих пород), так и распадом карбонильных комплексов типа Fe(CO)n.

В микроскопических зернах оно не раз устанавливалось в измененных (серпентинизированных) ультраосновных породах также в парагенезисе с пирротином, иногда с магнетитом, за счет которых оно и возникает при восстановительных реакциях. Очень редко встречается в зоне окисления рудных месторождений, при образовании болотных руд.

Зарегистрированы находки в осадочных породах, связываемые с восстановлением соединений железа водородом и углеводородами.
Почти чистое железо найдено в лунном грунте, что связывают как с падениями метеоритов, так и с магматическими процессами. Наконец, два класса метеоритов — железокаменные и железные содержат природные сплавы железа в качестве породообразующего компонента.

ПРИМЕНЕНИЕ

Кольцо из железа

Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов.Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.

Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих чёрно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера.

Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.

Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.

Железо применяется в качестве анода в железо-никелевых аккумуляторах, железо-воздушных аккумуляторах.

Водные растворы хлоридов двухвалентного и трёхвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий.

Железо (англ. Iron) — Fe

Кристаллографические свойства



Источник: http://mineralpro.ru/minerals/iron/

Урок №51. Железо. Положение железа в периодической системе и строение его атома. Нахождение в природе. Физические и химические свойства железа. — ХиМуЛя.com

по теме: железо

Железо – химический элемент

1. Положение железа впериодической таблице химических элементов и строение его атома

Железо- это d- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса Ar(Fe) = 56; состав атома: 26-протонов;30 – нейтронов; 26 – электронов.

Схемастроения атома:

Электроннаяформула: 1s22s22p63s23p63d64s2

Металлсредней активности, восстановитель:

Fe0-2e-→Fe+2, окисляется восстановитель

Fe0-3e-→Fe+3, окисляется восстановитель

Основныестепени окисления: +2, +3

 

2. Распространённостьжелеза

Железо – один изсамых распространенных элементов в природе. В земной коре его массовая доля составляет 5,1%,по этому показателю оно уступает толькокислороду, кремнию и алюминию.

Много железа находится и в небесных телах,что установлено по данным спектрального анализа.

В образцах лунного грунта,которые доставила автоматическая станция “Луна”, обнаружено железо внеокисленном состоянии.

Железныеруды довольно широко распространены на Земле. Названия гор на Урале говорятсами за себя: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимики в почвах находятсоединения железа.

Железовходит в состав большинства горных пород. Для получения железа используютжелезные руды с содержанием железа 30-70% и более.

Основными железнымирудами являются:

магнетит (магнитный железняк) – Fe3O4 содержит 72%железа, месторождения встречаются на Южном Урале, Курской магнитной аномалии:

гематит (железный блеск, кровавик)– Fe2O3 содержит до65% железа, такие месторождения встречаются в Криворожском районе:

лимонит (бурый железняк) – Fe2O3*nH2Oсодержит до 60% железа, месторождения встречаются в Крыму:

пирит (серный колчедан, железныйколчедан, кошачье золото) – FeS2содержит примерно 47% железа, месторождения встречаются на Урале.

3. Роль железа в жизничеловека и растений

Биохимикиоткрыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека.

Входя всостав чрезвычайно сложно построенного органического соединения, называемогогемоглобином, железо обусловливает красную окраску этого вещества, от которогов свою очередь, зависит цвет крови человека и животных.

В организме взрослогочеловека содержится 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина.Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратномнаправлении – CO2.

Железонеобходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессефотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеютбелые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленыйцвет. Больше того, стоит белый лист смазать раствором соли, содержащей железо,и вскоре смазанное место зеленеет.

Такот одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеютлистья растений и ярко румянятся щеки человека.

4. Физические свойства железа.

Железо– это серебристо-белый металл с температурой плавления 1539оС. Оченьпластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется.

Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтомуприменяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрическихмашинах и аппаратах.

Ему можно придать большую прочность и твердость методамитермического и механического воздействия, например, с помощью закалки ипрокатки.

Различаютхимически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути,представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02 -0,04% углерода,а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше.

Химически чистое железосодержит менее 0,01% примесей. Химически чистое железо – серебристо-серый,блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически чистоежелезо устойчиво к коррозии  и хорошосопротивляется действию кислот.

Однако ничтожные доли примесей лишают его этихдрагоценный свойств.

5. Получение железа

Восстановлениемиз оксидов углём или оксидом углерода (II), а также водородом:

FeO + C =Fe + CO

Fe2O3+ 3CO = 2Fe + 3CO2

Fe2O3+ 3H2 = 2Fe + 3H2O

Опыт «Получение железа алюминотермией»

6. Химические свойства железа

Какэлемент побочной подгруппы железо может проявлять несколько степеней окисления.Мы рассмотрим только соеди­нения, в которых железо проявляет степени окисления+2 и +3. Таким образом, можно говорить, что у железа имеется два рядасоединений, в которых оно двух- и трехвалентно.

1) На воздухе железо легкоокисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe +3O2 + 6H2 O = 4Fe(OH)3

2) Накалённая железная проволокагорит в кислороде, образуя окалину — оксид железа (II,III) — вещество чёрного цвета:

3Fe +2O2 = Fe3O4

C  кислородом во влажном воздухе образуется Fe2O3*nH2O

 Опыт «Взаимодействие железа с кислородом»

3)  При высокойтемпературе (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H2O  t˚C→ Fe3O4 + 4H2­

4)     Железореагирует с неметаллами при нагревании:

2Fe + 3Br2  t˚C→ 2FeBr3

Fe + S  t˚C→  FeS

5)     Железолегко растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах при обычныхусловиях:

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2­

Fe + H2SO4(разб.) = FeSO4+ H2­

6) В концентрированных кислотах –окислителях железо растворяется только при нагревании

2Fe + 6H2SO4(конц.)  t˚C→ Fe2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

Fe + 6HNO3(конц.)  t˚C→  Fe(NO3)3+ 3NO2­ + 3H2O

На холодеконцентрированные азотная и серная кислоты пассивируют железо!

 Опыт «Взаимодействие железа с концентрированными кислотами»

7)     Железовытесняет металлы, стоящие правее его в ряду напряжений из растворов их солей.

Fe +CuSO4 = FeSO4 + Cu

8) Качественные реакции на

Железо (II)

Железо (III)

7. Применение железа.

Основнаячасть получаемого в мире железа используется для получения чугуна и стали —сплавов железа с углеродом и другими металлами. Чугуны содержат около 4%углерода. Стали содержат углерода менее 1,4%.

Чугунынеобходимы для производства различных отли­вок — станин тяжелых машин и т.п.

Изделия из чугуна

Сталииспользуются для изготовления машин, различных строительных материалов, балок,листов, проката, рельсов, инструмента и множества других изделий. Дляпроизводства различных сортов сталей применяют так называемые легиру­ющиедобавки, которыми служат различные металлы: Мn, Сr, Мо и другие, улучшающиекачество стали.

Изделия из стали

«ПОЯВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА»

ЭТО ИНТЕРЕСНО

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1- Генетический ряд Fe 2+

Тренажёр №2- Генетический ряд Fe 3+

Тренажёр №3- Уравнения реакций железа с простыми и сложными веществами

Задания для закрепления

№1. Составьтеуравнения реакций получения железа из его оксидов Fe2O3 иFe3O4 , используя в качестве восстановителя:а) водород;б) алюминий;в) оксид углерода (II).

Для каждой реакции составьте электронный баланс.

№2. Осуществитепревращения по схеме:
Fe2O3   ->    Fe    -+H2O,t ->    X    -+CO, t->    Y    -+HCl->    Z
Назовите продукты X, Y, Z?

Источник: https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/9-klass---vtoroj-god-obucenia/urok-no51-zelezo-polozenie-zeleza-v-periodiceskoj-sisteme-i-stroenie-ego-atoma-nahozdenie-v-prirode-fiziceskie-i-himiceskie-svojstva-zeleza

Урок по теме Железо

по теме: железо

Тема урока: «Железо»

УМК: Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. фельдман. Учебник. Химия. 9 класс.- М.: Просвещение, 2013

Тип урока:Урок изучения нового материала.

Цель урока: Составить полное представление об элементе и о простом веществе – железе.

Учебные задачи, направленные на достижение предметных результатов:

Изучить физические и химические свойства железа, получение и применение этого металла, его биологическую роль. Формировать информационную компетентность (умение извлекать информацию из различных источников (таблицы Менделеева, учебника, дополнительной литературы и реальных объектов (лабораторный опыт).

Развивать логическое мышление (анализ информации, умение наблюдать), а также познавательную активность (через самостоятельную работу, дополнительные сведения метапредметного характера).

Вызвать заинтересованность в изучении природных богатств России (через работу с разными источниками информации).

Учебные задачи, направленные на формирование личностных результатов:

Способствовать развитию познавательных интересов, учебной мотивации, коммуникативных качеств, уверенности в своих силах, нравственно-этических чувств и регуляторов морального поведения.

Учебные задачи, направленные на формирование метапредметных результатов:

Регулятивных — развивать умение анализировать, обобщать и делать выводы, определять и формулировать цель, выдвигать гипотезу, способствовать приобретению навыков самостоятельной работы, планирования, прогнозирования,волевой саморегуляции, осуществления самоконтроля по результату и по способу действия. Развивать способности к рефлексии, к познавательной инициативе,самостоятельному учету результатов действия, внесение необходимых корректив.

Коммуникативных – развивать культуру общения, чувство сопричастности к общему делу, умение работать коллективно через работу в парах, группе; воспитывать культуру умственного труда, сохранения своего здоровья, соблюдения техники безопасности при работе с химическими реактивами, ответственность за результаты своего труда, выражение своих мыслей в соответствии с поставленными задачами и условиями, формулирование и аргументация своего мнения и позиции, учет разных мнений, достижение договоренностей и согласование

Познавательныхразвивать умение анализировать и оценивать информацию, строить логические цепочки рассуждений, выдвигать гипотезы и их обосновывать, составлять план действий, предлагать решение выдвинутых задач, устанавливать причинно-следственных связи, делать обобщающие выводы, структурировать знания.

Формы работы: фронтальная, групповая

Оборудование.Интерактивная доска. Компьютер, медиапроектор.

Презентация. Коллекция минералов. Задания для для индивидуальной работы.

Структура урока

Учащиеся заходят в класс, берут кружки определённого цвета и рассаживаются по группам, согласно цветным табличкам на столах.

I. Оргмомент.

— Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас не совсем обычный урок.

II. Вызов.

— Внимание на экран.

1 слайд. Изображения: падающий метеорит, Останкинская телебашня, эритроцит, Маргарет Тетчер, яблоко.

— Что объединяет все эти изображения? (их объединяет железо).

— Итак, ребята, как выдумаете, что сегодня мы будем изучать? (железо).

— Верно, тема урока «Железо»

2 слайд. В центре Fe.

— Какие задачи мы можем перед собой поставить? (дети перечисляют).

На доске кластер «Железо». Из-за шторки выдвигать ПОЛОЖЕНИЕ В ПСХЭ И СТРОЕНИЕ АТОМА, НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ, ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. ПРИМЕНЕНИЕ, ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.

— Сегодня на уроке я предлагаю поработать в группах и побывать в разных ролях, посмотреть на железо глазами химика, физика, географа, биолога. У каждой группы есть кейсы и всё необходимое для их выполнения. Также есть маршрутные листы, где вы будете выполнять задания. Время выполнения кейса 3 минуты. После звукового сигнала всей командой вы должны перейти за следующий стол с другим кейсом.

— Задание понятно. Приступаем к работе.

III. Осмысление.

Кейс 1. Положение железа в периодической системе химических элементов и строение его атома.

Карта заданий для группы.

Рассмотрите положение железа в периодической системе химических элементов (период, ряд, группа, подгруппа) и строение его атома (заряд ядра, число протонов, электронов, нейтронов).

Составьте электронно-графическую формулу атома железа.

Укажите степени окисления железа. Какая степень окисления наиболее типична.

Оборудование:ПСХЭ Д.И. Менделеева, учебник.

Положение железа в периодической системе химических элементов и строение атома Fe:

d- элемент VIII группы; порядковый номер – 26; атомная масса – 56; 26p; 30 n, 26ē

1s22s22p63s23p63d64s2

Металл средней активности, восстановитель. Основные степени окисления — +2, +3, редко +6.

Кейс 2. Нахождение железа в природе.

Карта заданий для группы.

Выяснить какое место занимает железо по запасам в земной коре и по распространенности среди металлов.

Найдите по карте важнейшие месторождения железных руд.

Заполните таблицу «Важнейшие природные соединения железа».

Решите задачу. Какой из минералов гематит (Fe2O3) или магнетит (Fe3O4) богаче железом?

По запасам в земной коре железо занимает 4 место после О, Si,Al. Его содержание в земной коре около 5%.

Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия).

Железо встречается не только в метеоритах. В природе широко распространены руды железа:

Fe3O4 — магнетит

Fe2O3- гематит

2Fe2O3*3H2O – лимонит

FeCO3 — сидерит

FeS2 — пирит

Редчайший каприз природы – самородное железо земного происхождения (его ещё называют «теллурическим» от лат. «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.

Важнейшие природные соединения железа

Название минералаХимическая формула железа(в %)Важнейшие месторождения
Магнитный железняк (магнетит)Fe3O4до 72Ю. Урал, Магнитогорск, КМА, Кольский п-ов
Красный железняк (гематит)Fe2O3до 65Кривой рог, Сев. Урал, КМА
Бурый железняк (лимонит)2Fe2O3*3H2Oдо 60Керчь, Ю. Урал, Карелия, Липецкая и Тульская обл.
Шпатовый железняк (сидерит)FeCO3до 35Ю. Урал, КМА, Керчь
Серный колчедан (пирит)FeS2до 47Урал, Алтай, Закавказье

Оборудование: образцы минералов, географическая карта “Полезные ископаемые”, учебник.

Гематит (Fe2O3)

Гематит, или красный железняк – основная руда главного металла современности – железа. железа достигает в нем 70%. Гематит известен с давних пор.

В Вавилоне и Древнем Египте он использовался в украшениях, для изготовления печатей, наряду с халцедоном служил излюбленным материалом в качестве резного камня. У Александра Македонского был перстень с вставкой из гематита, который, как он полагал, делал его неуязвимым в бою.

В древности и в Средние века гематит слыл лекарством, останавливающим кровь. Порошок из этого минерала издревле использовали для золотых и серебряных изделий.

Название минерала происходит от греческого дета – кровь, что связано с вишневым или сургучно-красным цветом порошка этого минерала.

Важной особенностью минерала является способность стойко хранить цвет и передавать его другим минералам, в которые попадает хотя бы небольшая примесь гематита.

Розовый цвет гранитных колонн Исаакиевского собора – это цвет полевых шпатов, которые в свою очередь окрашены тонкораспыленным гематитом.

Живописные узоры яшмы, используемой при отделке станций столичного метро, оранжевые и розовые сердолики Крыма, кораллово-красные прослойки сильвина и карналлита в соляных толщах – все обязаны своим цветом гематиту.

Издавна из гематита делали красную краску. Все известные фрески, выполненные 15-20 тыс. лет назад, – замечательные бизоны Альтамирской пещеры и мамонты из знаменитой Капской пещеры – выполнены и коричневыми оксидами и гидроксидами железа.

Месторождения встречаются в Криворожском районе, на Северном Урале.

Магнетит (Fe3O4)

Магнетит, или магнитный железняк– минерал, содержащий 72% железа. Это самая богатая железная руда. Замечательное в этом минерале его природный магнетизм – свойство, благодаря которому он был открыт.

Как сообщал римский ученый Плиний, магнетит назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас стадо возле холма над р. Хинду в Фессалии.

Неожиданно посох с железным наконечником и подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора, сложенная сплошным серым камнем.

Минерал магнетит дал в свою очередь название магниту, магнитному полю и всему загадочному явлению магнетизма, которое пристально изучается со времен Аристотеля и по сей день.

Магнитные свойства этого минерала и сегодня используются, прежде всего для поиска месторождений. Именно так были открыты уникальные месторождения железа на площади Курской магнитной аномалии (КМА). Минерал тяжелый: образец магнетита размером с яблоко весит 1,5 кг. Месторождения магнетита встречаются также на Южном Урале.

В древности магнетит наделяли всевозможными лечебными свойствами и способностью творить чудеса. Его использовали для извлечения металла при ранениях, а Иван Грозный среди своих сокровищ наравне с другими камнями хранил его непримечательные кристаллы.

Пирит (FeS2)

Пирит – один из тех минералов, увидев который хочется воскликнуть: «Неужели это так и было?» Трудно поверить, что высший класс огранки и полировки, поражающий нас в рукотворных изделиях, в кристаллах пирита – щедрый дар природы.

Пирит получил свое название от греческого слова «пирос» – огонь, что связано с его свойством искрить при ударе стальными предметами. Этот красивый минерал поражает золотистым цветом, ярким блеском на почти всегда четких гранях.

Благодаря своим свойствам пирит известен с глубокой древности, а во время эпидемий золотой лихорадки пиритовые блестки в кварцевой жиле вскружили не одну горячую голову.

Да и сейчас начинающие любители камня нередко принимают пирит за золото.

Пирит – минерал вездесущий: он образуется из магмы, из паров и растворов, и даже из осадков, каждый раз в специфических формах и сочетаниях. Известен случай, когда за несколько десятилетий в пирит превратилось тело упавшего в шахту рудокопа. Железа в пирите немало – 46,5%, но извлекать его дорого и невыгодно. Месторождения встречаются на Урале, в Алтае.

Месторождения Лимонита (2 Fe2O3*3H2O) встречаются в Крыму, например, Керченское месторождение, на Южном Урале, в Карелии.

Кейс 3. Физические свойства. Применение.

Внимание посетителей Всемирной промышленной выставки в 1958 г в Брюсселе привлекло здание Атомиума. Девять громадных, диаметром 18 метров, металлических шаров, как бы парили в воздухе: восемь по вершинам куба, девятый в центре. Это была модель элементарной ячейки кристаллического альфа-железа, увеличенная в 165 млрд. раз.

Карта заданий для группы.

1. Пользуясь учебником и справочной литературой, изучите и опишите физические свойства железа по плану:

Агрегатное состояние;

Цвет;

Запах;

Растворимость в воде;

Температура плавления;

Температура кипения;

Электрическая проводимость.

2. Свяжите свойства железа с его применением.

Химически чистое железо – серебристо-серый, блестящий металл, по внешнему виду очень похожий на платину. Химически чистое железо устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется действию кислот.

Однако ничтожные примеси лишают его этих драгоценных свойств: на земном шаре ежегодно «болеет» ржавчиной такое количество железа, которое равняется четверти его годовой добычи.

Чистое железо в отличие от всех других металлов обладает необычайно высокой склонностью к намагничиванию.

Способность притягиваться магнитом и самому быть магнитом – одно из удивительных свойств железа. Явление магнетизма известно с глубокой древности. Слово «магнетизм» происходит от названия горы Магнезии в Малой Азии.

Здесь существовало богатое месторождение магнитного железняка. Практическое применение магнетизм получил значительно раньше, чем началось его научное исследование.

Мореходы издавна пользовались компасом с магнитной стрелкой.

В 1755 году швейцарский ювелир Й.Дитрих впервые изготовил подковообразный магнит. Электромагнит с железным сердечником изобрел в 1823 г. самоучка, сын английского сапожника В.Стержен. Американец Дж.

Генри усовершенствовал электромагнит, навив на железный сердечник провод в несколько слоев, делая электромагнит более мощным. В 1831 г. он изготовил электромагнит, который мог поднимать 300 килограммов.

Как известно, у металлов довольно высокий коэффициент теплового расширения. По этой причине стальные сооружения в зависимости от времени года, а, следовательно, от температуры окружающего воздуха, становятся то длиннее, то короче. Так, знаменитая Эйфелева башня – «железная мадам», как часто называют ее парижане, – летом на 15 см выше, чем зимой.

Плотность железа – 7,87 г/см3, температура плавления – 1536 °С, температура кипения – 2770 °С.

Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться, поэтому применяется в качестве сердечников электромагнитов в различных электрических машинах и аппаратах. Ему можно придать большую прочность и твердость методами термического и механического воздействия, например, с помощью закалки и прокатки.

Различают химически чистое и технически чистое железо. Технически чистое железо, по сути, представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02 -0,04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Её используют для изготовления кнопок, скрепок.

Химически чистое железо содержит менее 0,01% примесей. Химически чистое железо –серебристо-серый, блестящий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически чистое железо устойчиво к коррозии. Однако ничтожные доли примесей лишают его этих драгоценный свойств. В качестве конструкционного материала чистое железо не пригодно, поэтому в него вводят добавки и получают сплавы

Оборудование: магнит, железный гвоздь, кристаллическая решётка железа (таблица с изображением кристаллической решётки), учебник.

Выявите взаимосвязь между свойствами железа и его областями применения, заполните таблицу

Физические свойстваОбласть применения

Кейс 4. Химические свойства

Атомы железа отдают электроны и проявляют степень окисления +2, +3.

В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними:

Fe + Cl2 =

Fe + O2 =

Fe +S =

При очень высокой температуре железо реагирует с С, Si, Р

Во влажном воздухе быстро окисляется (корродирует)

Fe + O2 + H2O =

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом средней активности.

Железо реагирует с кислотами

Fe + HCl =

Fe + H2SO4разб. =

Fe + H2SO4 конц. = при обычных условиях

Fe + HNO3разб. =

Fe + HNO3 конц. = при обычных условиях

Из растворов солей вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений (менее активные металлы).

Fe + CuSO4 =

Карта заданий для группы.

Запишите уравнения соответствующих реакций.

Кейс 5. Биологическая роль железа.

Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Какова же роль железа в жизни человека и растений?

Карта заданий для группы.

Какова роль железа в жизни человека?

Какова роль железа в жизни растений?

Суточная потребность организма в железе.

железа в продуктах питания.

Железо обусловливает красную окраску гемоглобина, от которого зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина.

Основная роль гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении – CO2.

Железо есть и миоглобине – белке, запасающем кислород в мыщцах, различных ферментах и других сложных железо-белковых комплексах, которые находятся в печени и селезенке.

Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату – и они приобретают зеленый цвет.

Если белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, то вскоре смазанное место зеленеет. Так от одной и той же причины – наличия железа в соках и тканях – весело зеленеют листья растений и ярко румянятся щеки человека.

При недостатке замедляется развитие растений.

В организм железо поступает вместе с пищей. Больше всего железа содержится в гречке, овсянке, кураге, черносливе, изюме, морской капусте, фасоли, петрушке. В пищевых продуктах содержится трехвалентное железо. А клетки кишечника пропускают только двухвалентное. Попав в кишечник, Fe+3 восстанавливается в Fe+2.

Если человек плохо пережевывает пищу, Fe+3 не восстанавливается и остается недоступным. На усвоение влияет и состав пищи. Присутствие витамина С и фруктозы способствуют растворению и усвоению Fe. Но есть враги железа – это чай, кофе, яичные желтки. В их присутствии железо образует труднорастворимые соединения.

Как правило, железа, поступающего с пищей, вполне достаточно, но в некоторых специальных случаях (малокровие (железодефицитная анемия), а также при донорстве крови) необходимо применять железосодержащие препараты.

— Работа в группах закончена, предлагаю подвести итоги. Каждая группа отчитывается по последнему кейсу.

(Заполнение опорной таблицы (выберите соответствующие картинки) каждой группой с пояснениями).

— Общее представление о железе мы получили. Предлагаю теперь проверить свои знания индивидуально. Для этого возьмите тесты из конвертов под названием кейса. Выполните тест и выбранную букву обведите в кружок. Прочтите слово, которое у вас получилось.

(на слайде 5 вопросов)

(на слайде правильные ответы)

Если правильно ответили на тесты, у вас должна получиться фамилия одного из крупнейших советских академиков, геолога, геохимика, неустанного искателя и исследователя минеральных богатств нашей родины, лучшего ученика и друга Владимира Ивановича Вернадского —

Александра Евгеньевича Ферсмана.

Подвести итог нашей работы мне бы хотелось словами Александра Евгеньевича: «…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». (слова и фото на слайде)

— На уроке вы узнали много нового и я предлагаю продолжить изучение железа дома. На столах из файла возьмите домашнее задание. Задания, а их три, разноуровневые. Первое – среднего уровня сложности; второе – повышенного уровня сложности, а третье – высокого. Попробуйте выполнить все три задания.

V. Домашнее задание по выбору учащегося.

1. Подготовьте сообщение «Что такое булат?» (дамасская сталь)

2. В организме взрослого человека содержится 4г железа на 70 кг массы тела. Почти 2/3 этого железа входит в состав гемоглобина. В организм человека 99% железа попадает с пищей. Пищевые продукты животного происхождения содержат железо наиболее легко усвояемой форме. Считается, что организм усваивает до 35% «животного» железа.

Оптимальное суточное поступление железа в организм с продуктами животного происхождения составляет 16мг/сут для мужчин, 12 мг/сут для женщин. Особенно много железа содержится в говядине (9мг/100г), печенке (20мг/100г), тыкве (11мг/100г), фисташках (7мг/100гр). Суточная потребность составляет 10-20 мг для мужчин и 20-30мг для женщин.

У детей суточная потребность в железе зависит от возраста:

6-12 мес – 1 мг /сут;

1-3 года – 8 мг/сут;

3-5 лет – 5,5 мг/сут;

6-7 лет – 9 мг/сут;

8-11 лет – 10 мг/сут

Дефицит железа может развиться при недостаточном поступлении этого элемента в организм (1 мг/день и менее), а порог его токсичности составляет 200мг/сут (таблица 1).

Таблица 1

ПДК железа в пищевых продуктах

ПродуктыПДК, мг/кг
Рыбные30
Мясные50
Молочные3
Хлеб50
Овощи, фрукты50

В медицине железосодержащий препарат сульфат железа используется в качестве лекарственного средства для лечения малокровия. Препятствуют усвоению организмом железа медь — и цинксодержащие препараты.

Вопросы и задания

Определите сколько % железа от суточной потребности содержится в 100 г печени, тыкве, фисташках. Полученный результат запишите в таблицу.

Продукт железа, % от суточной потребности
Печенка
Тыква
фисташки

В каком продукте содержится больше всего железа?

Вычислите массу фисташек, которые необходимо съедать ежесуточно, для того чтобы восполнить суточную потребность организма в железе (20мг).

Как правильно принимать железосодержащие препараты? Напишите примерную инструкцию по их применению.

3. Не так давно В Моравском музее г. Брно появился новый экспонат – небольшой топор, найденный археологами при раскопках древнего поселения Мстенице, относящегося у раннему средневековью. Масса топора – 6 кг.

Оказалось, что в отличие от других железных изделий, найденных при раскопках, топор изготовлен из природно-легированного железа, содержащего 2,8% никеля и 0,6% кобальта.

Такой состав свидетельствует о небесном происхождении материала, которым воспользовался средневековый мастер из Мстенице. Сколько кг железа в этом топоре?

IV. Рефлексивно — оценочный этап.

— А теперь я предлагаю оценить свою работу на уроке, дополнив предложения

(на слайде незаконченные предложения)

Сегодня на уроке я узнал…

Для меня стало открытием…

Больше всего мне запомнилось…

Сегодняшний урок был…

— Спасибо за работу на уроке. Все свободны.

Источник: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/285994-urok-po-teme-zhelezo

Презентация по теме «Железо»

по теме: железо

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ железо, свойства.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайдОписание слайда:

ЖЕЛЕЗО Руководитель проекта: учитель химии высшей квалификационной категории МБОУ СОШ №9 Гук Светлана Михайловна г. Владивосток, 2014 г.

2 слайдОписание слайда:

План: Железо как химический элемент Физические свойства Fe Химические свойства Fe Нахождение в природе и применение Биологическое значение

3 слайдОписание слайда:

Химический элемент, атомный номер 26, атомная масса 55,847.

Природное железо представляет собой смесь четырех нуклидов с массовыми числами 54 (содержание в природной смеси 5,82% по массе), 56 (91,66%), 57 (2,19%) и 58 (0,33%).

Конфигурация двух внешних электронных слоев 3s2p6d64s2. В периодической системе Менделеева железо входит в группу VIIIВ. По шкале Полинга электроотрицательность железа около 1,8.

4 слайдОписание слайда:

Физические свойства Железо – сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл. Температура плавления — 1535°C. Температура кипения около 2800°C. При температуре 770°C железо обладает ферромагнитными свойствами. Легко намагничивается, из него можно изготовить магнит.

5 слайдОписание слайда:

Химические свойства Химические свойства: Железо — активный металл. На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавению металла. 3Fe + 2O2 = Fe2O3 • FeO Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III).

4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3 Взаимодействует с хлором, углеродом и другими неметаллами при нагревании: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений правее железа: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах c выделением водорода: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

6 слайдОписание слайда:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

7 слайдОписание слайда:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

8 слайдОписание слайда:

Качественные реакции на железо III

9 слайдОписание слайда:

Нахождение в природе В земной коре распространено достаточно хорошо. На его долю приходится около 4% 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 1-е место.

10 слайдОписание слайда:

Применение железа Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства. Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов. Железо может входить в состав сплавов на основе других металлов — например, никелевых.

11 слайдОписание слайда:

Применение железа Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств долговременной компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п.

Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих черно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. Здесь одновременно используется чёрный цвет магнетита и его способность прилипать к намагниченному валику переноса.

Уникальные ферромагнитные свойства ряда сплавов на основе железа способствуют их широкому применению в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей.

12 слайдОписание слайда:

Применение железа Хлорид железа(III) (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления печатных плат.

Семиводный сульфат железа (железный купорос) в смеси с медным купоросом используется для борьбы с вредными грибками в садоводстве и строительстве.

Железо применяется в качестве анода в аккумуляторах Водные растворы хлоридов двухвалентного и трехвалентного железа, а также его сульфатов используются в качестве коагулянтов в процессах очистки природных и сточных вод на водоподготовке промышленных предприятий

13 слайдОписание слайда:

Биологическое значение железа В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания).

В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 78 %являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках.

Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных). Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого гемом.

В частности, этот комплекс присутствует в гемоглобине — важнейшем белке, обеспечивающем транспорт кислорода с кровью ко всем органам человека и животных. И именно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

Комплексы железа, отличные от гема, встречаются, например, в ферменте метан-моноксигеназе, окисляющем метан в метанол, в важном ферменте рибонуклеотид-редуктазе, который участвует в синтезе ДНК. В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла). Интересно, что некогда шпинат ошибочно был внесён в этот список (из-за опечатки в результатах анализа — был потерян «лишний» ноль после запятой).

14 слайдОписание слайда:

Биологическое значение железа Суточная потребность человека в железе следующая: дети — от 4 до 18 мг, взрослые мужчины — 10 мг, взрослые женщины — 18 мг, беременные женщины во второй половине беременности — 33 мг.

У женщин потребность несколько выше, чем у мужчин. Избыточная доза железа (200 мг и выше) может оказывать токсическое действие.

Передозировка железа угнетает антиоксидантную систему организма, поэтому употреблять препараты железа здоровым людям не рекомендуется.

15 слайдОписание слайда:

Спасибо за внимание!

Краткое описание документа:

Общая информация

Источник: https://infourok.ru/material.html?mid=41657

Refy-free
Добавить комментарий