Скачать презентацию на тему железа. Железо презентация к уроку по химии на тему. Строение атома железа

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

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.

СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ

ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в 12 веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо.

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.

Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы .

красный железняк ( гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)

бурый железняк ( лимонит -

FeOOH;

содержит до 65%)

Наибольшее практическое значение из руд и минералов

имеют

магнитный железняк ( магнетит - Fe 3 O 4 ;

содержит 72,4 % Fe),

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Железо – пластичный блестящий металл серо-белого цвета, способный растворять углерод и другие элементы, что создает условия для получения сплавов на его основе. Железо легко куется в холодном и нагретом состоянии, поддается различным способам механической обработки

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации :

• От абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.
• От 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой.
• От 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.

УГЛЕРОД

Элемент - неметалл

IV группа главная подгруппа

№ 6 в периодичес-кой системе

C

Основа всех живых организмов

Аллотропные модификации углерода имеют атомную кристаллическую решетку.

Их строение

Графит

Алмаз

Фуллерен

Алмаз

… это самое твердое вещество на Земле, тугоплавкое с высоким показателем преломления

Применяется в:

• Обрабатывающей промышленности
• Электротехнике
• Горной промышленности
• Ювелирном производстве

Графит

… это мягкое серо-черное вещество,

тугоплавкое, являющееся

полупроводником со слоистой структурой.

Применяется в:

• Графитовых стержнях-электродах
• Производстве теплозащитного

материала для головных частей ракет (термостойкость)

• Получении тиглей
• Изготовлении минеральных красок
• Карандашной промышленности

Производство чугуна и стали

В медицине (уголь активированный)

Для изготовления электродов

Применение углерода

В ювелирной промышленности

Карандашная промышленность

ФЕРРИТ

• твердый раствор углерода в α-железе.

Характеризуется незначительными величинами твердости и прочности и высокой пластичностью

АУСТЕНИТ

• твердый раствор углерода в γ-железе
• высокопластичен, но более тверд, чем феррит

ЦЕМЕНТИТ

• химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fе 3 С

Самая твердая и хрупкая составляющая железоуглеродистых сплавов .

ПЕРЛИТ

• механическая смесь феррита и цементита.

Обладает высокими прочностью, твердостью и повышает механические свойства сплава.

ЛЕДЕБУРИТ

• механическая смесь аустенита и цементита.

Имеет высокую твердость и большую хрупкость .

ГРАФИТ

• свободный углерод, расположенный в основной массе металла в виде пластинок или зерен .

Микроструктура чугуна с различной формой графита: а - пластинчатый графит в сером чугуне, б - шаровидный графит в высокопрочном чугуне,

в – хлопьевидный графит в ковком чугуне

СТАЛЬ

• сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2 %.

ЧУГУН

• сплав железа с углеродом, содержащие более 2% углерода .

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).