железо и его соединения
презентация к уроку по химии (9 класс)

Слайд 1

Урок №1 Железо. Строение атома, химические и физические свойства

Слайд 2

I Главная II главная III главная VIII главная VIII побочная 1 ē 2 ē 3 ē 8 ē (кроме Не) ? … n s … n s … ns n p … ns n p Заполняется d -подуровень S -элементы Акт. Ме S -элементы Акт. Ме P -элементы Амфотерн Ме P -элементы Инертные газы d – элементы Только ме 1 3 s 3 p 3d 4 s 2 2 1 2 6

Слайд 3

Электронное строение атома Са : В атоме кальция 4 энергетических уровня, электроны расположены следующим образом: +20 Ca : 2ē 8ē 8ē 2ē Электронная формула: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 1S 2S 2P 3S 3P 3 d 4S Начиная со Sc( №21) и по Zn ( № 30 )(т.е. 10 элементов-металлов, все в побочных подгруппах) электроны после 4S 2 идут не на 4 p, а на 3 d- подуровень, а снаружи при этом остается 2ē( 4S 2 ) пример:нажать ! +21 Sc : 2ē 8ē 8ē 2ē : +21 Sc : 2ē 8ē 9ē 2ē побочная 2 0 ē побочная 2 0 ē,как у Са , а 21-й- на 3уровень, 3 d -подуровень +2 3 V : 2ē 8ē 8ē 2ē 2 3 V : 2ē 8ē 11ē 2ē побочная 2 0 ē,как у Са , а остальные3 -на 3уровень,3 d - подуровень

Слайд 4

Попробуйте распределить электроны у железа по алгоритму, проверьте себя : стр 202-прочитать 26 Fe : 2ē 8ē 8ē … 2ē 26 Fe : 2ē 8ē 14ē 2ē (Са:20ē+ 6) 26 Fe⁰ 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Суть проблемы: у металлов главных подгрупп(и цинка) всех, которые мы изучали до этого, степень окисления постоянна и равна №группы. У металлов побочных подгрупп с.о. бывает разной, т.к. они могут отдавать ē не только с наружного уровня ( 2ē), но и с предыдущего -3 d подуровня. Сколько ē отдаст атом металла, зависит от того, кто с ним реагирует: слабый окислитель (как грабитель) отберет только те ē , что снаружи - 4S 2 (2ē), а сильный , как более наглый грабитель, отберет и с 3 d- подуровня

Слайд 5

Характерные степени окисления железа Электронная конфигурация атома железа: Fe⁰ 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 а) Fe⁰ - 2eˉ → Fe⁺² Fe⁺² 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 0 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4p 0 б) Fe⁰ - 3 eˉ → Fe⁺³ Fe⁺³ 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d ⁵ 4s 0 4s 0 3d 5 4s 2 3d 6

Слайд 6

Железо – d элемент (…3 d 6 4s 2 ) -2ē -3ē 0 +2 +2,+3 +3 Fe Fe Fe Fe Кислород,вода ( t)

Слайд 7

Химические свойства железа Железо - металл средней химической активности Fe ⁰ Fe ⁺² Fe ⁺ ³ сильный + окислитель Слабый + окислитель Н Cl , разб . H₂SO₄ , р-ры солей ( CuSO 4 ) сера ( S ) йод (I 2 ) Cl ₂ , HNO₃ , H₂SO₄ (к) HNO 3 (к ) , t⁰ Fe⁺²O • Fe⁺³₂O₃ Fe₃O ₄ -железная окалина O₂ t ⁰ H 2 O t ⁰

Слайд 8

Fe +2 Fe +2 +3 Fe +3 д / з : Привести уравнения реакций со стр.203-204, можно в форме таблицы под схемой Ниже рассмотрены подробно многие уравнения

Слайд 9

1) Взаимодействие железа с простыми веществами : Напишите уравнения упомянутых реакции, расставьте коэффициенты методом электронного баланса Задание 3 : б) взаимодействие железа с хлором а) взаимодействие железа с кислородом

Слайд 10

Проверьте себя: 3 Fe ⁰ + 2 O 2 ⁰ → Fe ⁺² O ¯² • Fe ⁺³ ₂O₃ Fe₃O ₄ Fe⁰ - восстановитель O⁰ 2 - окислитель

Слайд 11

Проверьте себя: 2 Fe ⁰ + 3 Cl 2 ⁰ → 2 Fe ⁺³ Cl ¯¹ 3 Fe⁰ - восстановитель Cl 2 ⁰ - окислитель 2 · Fe ⁰ - 3 ē → Fe ⁺³ (окисление) 3 · Cl 2 ⁰ + 2 ē → 2 Cl ¯ (восстановление)

Слайд 12

2 ) Взаимодействие железа со сложными веществами: Fe + H 2 O → Fe 3 O 4 + H 2 ↑ Задание 4: расставьте коэффициенты в приведенных выше схемах реакций, укажите окислитель и восстановитель б) ржавление железа (окисление на воздухе в присутствии влаги) Fe + O 2 + H 2 O → Fe (OH) 3 а) взаимодействие железа с водой при нагревании

Слайд 13

Проверьте себя: 2 ) Взаимодействие железа со сложными веществами: 3 Fe ⁰ + 4 H ⁺¹ 2 O → + 4 H ⁰ 2 ↑ Fe ⁰ - восстановитель, Н ⁺¹ ₂О - окислитель Б) ржавление железа (окисление на воздухе в присутствии влаги) 4 Fe ⁰ + 3 O ⁰ 2 + 6 H 2 O → 4 Fe ⁺³ (O ⁻² H) 3 Fe ⁰ - восстановитель, О ⁰ ₂ - окислитель А) взаимодействие железа с водой при нагревании Fe ⁺² O ¯² • Fe ⁺³ ₂O₃

Слайд 14

В) взаимодействие железа с кислотами а) Железо растворяется в HCl и разбавленной H₂SO₄ : кислота + Fe → c оль Fe (II ) + Н₂ Задание 5: напишите молекулярные, полные и краткие ионные уравнения возможных реакций а) Fe + HCl → ….. б) Fe + HNO ₃ ( конц ) → …. в) В концентрированной азотной кислоте и серной (практически безводной) кислоте железо пассивируется . б) При взаимодействии железа с разбавленной HNO₃ образуются разные продукты в зависимости от концентрации кислоты.

Слайд 15

Проверьте себя: 1 ) Fe + 2 HCl → FeCl ₂ + H 2 ↑ Fe ⁰ + 2 H ⁺ + 2 Cl ¯ → Fe ²⁺ + 2 Cl ¯ + H ⁰ 2 ↑ Fe ⁰ + 2 H ⁺ → Fe ²⁺ + H ⁰ 2 ↑ 2 ) Fe + HNO 3 ( конц .) → реакция не идет

Слайд 16

Задание 6: напишите молекулярные, полные и краткие ионные уравнения возможных реакций а) Fe + CuCl ₂ → ….. б) Fe + Na₂SO ₄ → …. в) Fe + AlCl ₃ → …. г) Fe + AgNO ₃ → … г) отношение железа к растворам солей Вспомните общее правило взаимодействия металлов с растворами солей.

Слайд 17

а) Fe + CuCl ₂ → FeCl ₂ + Cu↓ Fe ⁰ + Cu ²⁺ + 2 Cl ⁻ → Fe ²⁺ + 2 Cl ⁻ + Cu ⁰ ↓ Fe ⁰ + Cu ²⁺ → Fe ²⁺ + Cu ⁰ ↓ б) Fe + Na₂SO ₄ → реакция невозможна в) Fe + AlCl ₃ → реакция невозможна г) Fe + 2 AgNO ₃ → Fe ( NO₃ ) ₂ + 2 Ag↓ Fe ⁰ + 2 Ag ⁺ + 2 NO₃ ⁻ → Fe ²⁺ + 2 NO₃ ⁻ + 2 Ag ⁰ ↓ Fe ⁰ + 2 Ag ⁺ → Fe ²⁺ + 2 Ag ⁰ ↓ Проверьте себя:

Слайд 18

Физические свойства железа Тугоплавкий металл ( t пл =1539 о С) серебристо-белого цвета; пластичен , различные примеси повышают его твердость и хрупкость. Обладает магнитными свойствами. При обычной температуре устойчивой аллотропной модификацией является α-Fe с объёмноцентрированной кубической решеткой. При повышенной температуре известны и другие аллотропные модификации железа ( β-Fe , γ-Fe и δ-Fe ). Внешний вид железа

Слайд 19

Домашнее задание: 1: Привести уравнения реакций со стр.203-204, можно в форме таблицы под схемой, понять и выучить схему. Упр 2, 1*, 4

Слайд 20

Урок №2 Соединения железа . Генетические ряды железа (II)/(III) . Получение железа.

Слайд 21

Соединения железа Fe 0 Fe +3 Fe +2 +О 2 , Н 2 О t t OH - OH - окисление окисление HCl Cl 2 ? ?

Слайд 22

Переход соединений Fe +2 в соединения Fe +3 ( и обратно) 2 FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3 – составить эл . баланс* восстановитель окислитель 2 FeCl 3 + Fe = 3 FeCl 2 - составить эл . баланс* Окислитель восстановитель 4 Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O= 4 Fe(OH) 3 Восстановитель окислитель

Слайд 23

Генетические ряды железа Fe 0 FeCl 3 FeCl 2 t t

Слайд 24

https:// youtu.be/hLBSwoHS23s - получение и свойства гидроксида железа( II) https:// youtu.be/t3uV5O3Sar4 - получение и свойства гидроксида железа( III) Цветная вкладка ( последняя ц ветная стр , рис XX) - цвет гидроксида железа ( II) –c еро-зелёный , а не белый! Д/ з (самостоятельно, нет в ГДЗ), на оценку: составьте уравнения для двух цепочек по генетической связи для 1) Fe 0 - FeCl 2 - Fe(OH) 2 - FeO 2) Fe 0 - FeCl 3 - Fe(OH) 3 - Fe 2 O 3

Слайд 25

Распространенность в природе Железо - четвертый по распростра-ненности в земной коре элемент (2-й - среди металлов).

Слайд 26

Минералы железа лимонит Fe 2 O 3 • nH 2 O гематит Fe 2 O 3 пирит FeS 2 магнетит Fe 3 O 4

Слайд 27

Получение железа . 3) При прямом получении железа из руд используют бедные железные руды, шлаки других производств, содержащие железо: Fe 2 O 3 + СО → Fe + CO 2 , Fe 2 O 3 + H 2 → Fe + H 2 O . Задание 7: расставьте коэффициенты в приведенных выше схемах реакций 1) Основной промышленный способ переработки железных руд - производство чугуна ( сплав железа, содержащий 2,2–4% С, а также Si , Mn , P , S ). Процесс, протекающий в доменной печи, основан на восстановлении оксидов железа при нагревании: Fe 2 O 3 + CO → Fe 3 O 4 + CO 2 , FeO + CO → Fe + CO 2 Fe 3 O 4 + CO → FeO + CO 2 FeO + C → Fe + CO 2) В дальнейшем большая часть чугуна перерабатывается в сталь (с меньшим содержанием углерода, фосфора и серы).

Слайд 28

Проверьте себя: 1) 3 Fe 2 O 3 + CO = 2 Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2 FeO + CO = Fe + CO 2 FeO + C = Fe + CO 3) Fe 2 O 3 + 3 СО = 2 Fe + 3 CO 2 Fe 2 O 3 + 3 H 2 = 2 Fe + 3 H 2 O

Слайд 29

Применение Железо Чугун и сталь Магнитные материалы Железо-никелевые аккумулятры Железная руда Соединения железа – катализаторы

Слайд 30

Железо - основной конструкционный материал

Слайд 31

Железо как художественный материал В виде чугуна используется для изготовления решеток, подсвечников, монументов, настенных кронштейнов, флюгеров.