Kombinacija gvožđa sa kiseonikom. Ispravite greške i uredite koeficijente. Najvažnija prirodna jedinjenja gvožđa

Ciljevi. Uvedite položaj gvožđa u periodični sistem hemijski elementi D.I. Mendeljejeva, struktura atoma, prirodne naslage, jedinjenja, savremeni načini dobijanja, svojstva i upotreba gvožđa. Promovirati razvoj vještina kolektivnog rada i drugarske uzajamne pomoći kod učenika.
Oprema i reagensi. Epruvete, stolovi za proizvodnju u visokim pećima; rastvori HCl i H 2 SO 4, praškovi Fe (OH) 2 i Fe (OH) 3, gvozdene strugotine, rastvori žute krvne soli K 4 i crvene krvne soli K 3.
Vrsta lekcije. Elementi predavanja, priče, razgovora.

TOKOM NASTAVE

Učitelju. Danas ćemo nastaviti razgovor o metalima, naučićete o položaju gvožđa u periodnom sistemu hemijskih elemenata, o strukturi njegovog atoma, o hemijskim svojstvima metala gvožđa, njegovim spojevima, proizvodnji i upotrebi, ulozi gvožđa u razvoju ljudskog društva. Koja je uloga gvožđa u ljudskom društvu?
Student. Gvožđe je igralo veliku ulogu u razvoju ljudskog društva i nije izgubilo svoj značaj u današnje vreme. Od svih metala, on se najviše koristi u modernoj industriji.
Primitivni čovjek je počeo koristiti željezne alate nekoliko milenijuma prije Krista. Tih godina jedini izvor ovog metala bili su meteoriti koji su pali na zemlju, a koji sadrže prilično čisto željezo. Sredinom 2. milenijuma
n. e. U Egiptu je savladana metalurgija gvožđa - dobijanje iz željeznih ruda. Ovaj događaj je bio početak gvozdenog doba u istoriji čovečanstva, koje je zamenilo kameno i bronzano doba. Na teritoriji Rusije, početak gvozdenog doba odnosi se na prelaz 2.-1. milenijuma pre nove ere. e.
Učitelju. Kakav je raspored gvožđa u prirodi?
Student. Gvožđe je jedan od najčešćih elemenata u prirodi. U zemljinoj kori, njegov maseni udio je 5,1%, prema ovom pokazatelju, drugi je nakon kisika, silicija i aluminija. Mnogo gvožđa ima i u nebeskim tijelima, što se utvrđuje na osnovu podataka spektralne analize. U uzorcima lunarnog tla, koje je isporučila sovjetska automatska stanica "Luna", pronađeno je željezo u neoksidiranom stanju..
Učitelju. U kom obliku se gvožđe pojavljuje u prirodi?
Student. Gvožđe se nalazi u većini stena. Za dobivanje željeza koriste se željezne rude sa sadržajem željeza od 30-70% ili više.(Koristeći fizičku kartu Rusije, učenik pokazuje i imenuje nalazišta jedinjenja gvožđa.)
Glavne željezne rude su:

– hematit Fe 2 O 3 - sadrži do 65% gvožđa, takva se nalazišta gvožđa nalaze u regiji Krivoy Rog;
– limonit Fe2O3 n H 2 O - sadrži do 60% željeza, nalazišta limonita nalaze se na Krimu, na primjer, ležište Kerč;
– pirit FeS2 - sadrži oko 47% željeza, nalazišta pirita nalaze se na Uralu.
Učitelju. Kako se gvožđe dobija u industriji?
Student. Trenutno je glavni industrijski način prerade željezne rude proizvodnja sirovog željeza postupkom visoke peći. Liveno gvožde je legura gvožđa koja sadrži
2,2-4% ugljenika, kao i silicijum, mangan, fosfor, sumpor. U budućnosti se većina livenog gvožđa prerađuje u čelik. Čelik razlikuje se od livenog gvožđa uglavnom po nižem sadržaju ugljenika (do 2%), fosfora i sumpora.
Učitelju. Velika pažnja se poklanja razvoju metoda za direktnu proizvodnju željeza iz ruda bez visokog procesa. Koja je prednost direktne proizvodnje gvožđa? Glavna stvar je da se redukcija željeznih oksida može provesti bez sudjelovanja metalurškog koksa. Zamjenjuje ga jeftiniji i uobičajeniji energent - mrki ugalj, prirodni plin. Uz direktnu proizvodnju željeza mogu se koristiti i siromašne željezne rude, šljake iz drugih industrija koje sadrže željezo.
Direktna redukcija željeza vrši se u blago nagnutim rotirajućim pećima, sličnim onima u kojima se proizvodi cement. Ruda i ugalj se kontinuirano ubacuju u peć, koji se postupno kreću prema izlazu, zagrijani zrak struji u suprotnom smjeru i stvara se temperatura ispod tačke topljenja željeza.
Kako bi se direktnom redukcijom dobilo komercijalno čisto željezo, ruda se podvrgava bogaćenju. Istovremeno je moguće povećati maseni udio željeza, odvojiti otpadnu stijenu (komadi željeza se lako odvajaju od šljake) i smanjiti sadržaj štetnih nečistoća (sumpora i fosfora). U procesu oplemenjivanja, ruda se drobi u postrojenjima za drobljenje i dovodi u magnetni separator. Potonji je bubanj s elektromagnetima, u koji se transporterom unosi drobljena ruda. Otpadna stijena slobodno prolazi kroz magnetsko polje i pada. Zrna rude koja sadrže magnetne minerale željeza magnetiziraju se i odvajaju od bubnja kasnije od otpadne stijene. Takav magnetski razdvajanje može se uraditi nekoliko puta.
Zatim se ruda obogaćuje metodom flotacija. Da bi se to postiglo, ruda se stavlja u posudu s vodom, gdje se otapaju flotacijski surfaktanti, koji se selektivno apsorbiraju na površini korisnog minerala. Kao rezultat apsorpcije flotacijskog reagensa, mineralne čestice se ne vlaže vodom i ne tonu u njoj. Kroz otopinu se propušta zrak, čiji se mjehurići pričvršćuju za komadiće minerala i podižu ih na površinu. Čestice otpadnog kamena se dobro navlaže vodom i talože na dnu rezervoara. Obogaćena ruda se skuplja sa površine rastvora zajedno sa penom. Kao rezultat toga, sadržaj željeza u rudi može se povećati do 70-72%.
Razmotrite shemu jedne od metoda za direktnu proizvodnju željeza. Proces se odvija u vertikalnoj peći u koju se odozgo ubacuje obogaćena ruda, a odozdo gas koji služi kao redukciono sredstvo. Ovaj gas se dobija sagorevanjem prirodnog gasa u nedostatku kiseonika. Redukcioni gas sadrži 30% SO , 55% H 2 , 13% H 2 O i 2% CO 2 . Dakle, redukcioni agensi su ugljen monoksid (II) SO i vodonik:

Fe 2 O 3 + 3CO \u003d 2Fe + 3CO 2,

Fe 2 O 3 + 3H 2 \u003d 2Fe + 3H 2 O.

Oporavak se vrši na temperaturi od 850–900 °C, što je niže od tačke topljenja gvožđa (1539 °C).
Za mnoge moderne grane tehnologije gvožđe je veoma visok stepenčistoća. Zatim se vrši čišćenje tehničkog gvožđa karbonil metoda. Karbonili su jedinjenja metala sa ugljen monoksidom (II) CO. Gvožđe stupa u interakciju sa CO na visok krvni pritisak i temperaturu od 100-200 °C, formirajući željezni pentakarbonil:

Pentakarbonil željeza je tekućina koja se može lako odvojiti od nečistoća destilacijom. Na temperaturi od oko 250 ° C, karbonil se lako raspada, formirajući željezni prah:

Fe(CO) 5 = Fe + 5CO.

Ako se dobijeni prah podvrgne vakuumskom sinterovanju, dobiće se metal koji sadrži 99,98–99,999% gvožđa. Zašto je potrebno dobiti metal takvog stepena čistoće?
Student. Gvožđe visokog stepena čistoće potrebno je, pre svega, za proučavanje njegovih svojstava, tj. u naučne svrhe. Da nije bilo moguće dobiti čisto željezo, ne bi znali da je to mekan metal koji se lako obrađuje. Hemijski čisto gvožđe je mnogo inertnije od tehničkog gvožđa. Važna industrija u upotrebi čistog gvožđa je proizvodnja specijalnih ferolegura čija se svojstva pogoršavaju usled prisustva nečistoća..
Učitelju. Koja su hemijska svojstva gvožđa?
Student. Hemijska svojstva gvožđa nastaju zbog strukture elektronskih omotača njegovih atoma. Gvožđe je element sekundarne podgrupe VIII grupe 4. velikog perioda. Gvožđe pripada d-elementima, elektronska formula atoma ima završetak …3d 6 4s 2 . Gvožđe u jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja +2 i +3. Maksimalno oksidaciono stanje gvožđa je +6. Manifestira se u feratima - solima nepostojeće željezne kiseline. Na primjer, Na 2 FeO 4 – natrijum ferat.
Učitelju. Kako gvožđe reaguje sa kiseonikom?
Student. U elektrohemijskom nizu napona, gvožđe je levo od vodonika, odnosno ima negativniji standardni potencijal elektrode. Stoga se željezo lako otapa u hlorovodoničkoj i razrijeđenoj sumpornoj kiselini uz oslobađanje vodika:

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2,

Fe + H 2 SO 4 (razl.) \u003d FeSO 4 + H 2.

Koncentrovanija sumporna kiselina (40-60%) se redukuje gvožđem na
sumporov oksid (IV):

Fe + 2H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

U još većim koncentracijama sumporne kiseline (80 do 100%) gvožđe pasivirano- prekriven tankim i izdržljivim oksidnim filmom, koji štiti metal od raspadanja. Isti fenomen pasivizacije opažen je u visokokoncentrovanoj dušičnoj kiselini, pa se koncentrirana sumporna i dušična kiselina mogu transportovati u željeznim posudama.
S razrijeđenom dušičnom kiselinom, željezo može reagirati i formirati sol željeza(II), a s koncentriranijim rastvorom kiseline, soli željeza(III) i različite produkte redukcije kiseline, na primjer:

4Fe + 10HNO 3 \u003d 4Fe (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O,

3Fe + 8HNO 3 \u003d 3Fe (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O,

Fe + 6HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Učitelju. Zapamtite šta se zove korozija. Koje su njegove posljedice?
Student. Korozija je uništavanje metala pod uticajem okoline. Formiranje hrđe može se predstaviti na sljedeći način:

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3,

Rđa se ljušti sa površine metala, ima mnogo pora i stoga ne štiti metal od dalje korozije. Zbog korozije ogromna količina željeza i njegovih legura propada. U 19. veku, kada nije bilo pouzdanih metoda za suzbijanje korozije, polovina istopljenog metala je nestala od toga. U savremenim uslovima, 1/6 gvožđa koje se topi propada od korozije. Stoga je borba protiv korozije jedan od najvažnijih zadataka čovječanstva..
Učitelju. Da li su jedinjenja gvožđa amfoterna?
(Na postavljeno pitanje može odgovoriti sam nastavnik ili unaprijed pripremljeni učenik zainteresovan za hemiju.)
Gvožđe(III) hidroksid je amfoteričan, odnosno pokazuje svojstva baze u reakciji sa kiselinama:

Fe(OH) 3 + 3HCl = FeCl 3 + 3H 2 O,

i kisela svojstva u reakcijama s koncentriranim alkalnim otopinama:

Gvožđe(III) oksid takođe ima amfoterni karakter, koji reaguje i sa kiselinama i sa bazičnim oksidima:

Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O,

Nastavnik skreće pažnju učenicima da postoje karakteristične reakcije na spojeve fero i feri gvožđa, prateći svoju priču eksperimentima.
Učitelju. Za detekciju jona gvožđa(III), prikladno je koristiti kompleks gvožđa koji se zove žuta krvna so ili kalijum heksacijanoferat(II) K4. Pri interakciji jona(Fe(CN) 6) 4– sa jonima Fe3+ formira se tamnoplavi talog - pruska plava:

Još jedno jedinjenje gvožđa je crvena krvna so ili kalijum heksacijanoferat (III) K 3 je reagens za jone Fe2+.
Pri interakciji jona(Fe(CN) 6) 3– sa jonima Fe2+ formira se i tamnoplavi talog - turnbull blue:

Navedite glavne namjene gvožđa. Koja je prirodna vrijednost gvožđa?
(Učenici odgovaraju na pitanja, nastavnik objašnjava njihove odgovore.)
Prvi student. Ferati različitih metala koriste se u savremenim granama radio elektronike i automatike..
Drugi student. Gvožđe stvara neobične spojeve sa vodonikom, dušikom i ugljikom. Atomi ovih nemetala su manji od atoma željeza i lako se interkaliraju između mjesta metalne kristalne rešetke, formirajući međuprostorne čvrste otopine.

Međuprostorne čvrste otopine su izvana slične metalu, ali se njihova svojstva vrlo razlikuju od željeza. Uglavnom veoma su tvrde i krhke materije. Gvožđe sa vodonikom stvara hidride FeH i FeH2, sa azotom - nitridi Fe4N i Fe2N , sa karbonskim karbidom Fe 3 C - cementit koji se nalazi u gvožđu i čeliku.
treći učenik. Gvožđe je metal čija upotreba u industriji i svakodnevnom životu nema granica. Čelik se široko koristi u modernoj tehnologiji. Oksidi i soli željeza se koriste u proizvodnji boja, magnetnih materijala, katalizatora, lijekova, gnojiva..
Četvrti student. Ljudsko tijelo ne može funkcionirati bez željeza, sadrži oko 3-4 g gvožđa, od čega je u krvi 2 g. Gvožđe je deo hemoglobina. Nedovoljan sadržaj gvožđa u ljudskom organizmu dovodi do glavobolje, umora i drugih bolesti. Gvožđe je takođe neophodno za rast biljaka. Općenito, željezo je trenutno glavni metal po važnosti..

Za konsolidaciju proučenog gradiva studentima se nudi sljedeće pitanja.

1. Kakav je položaj gvožđa u periodnom sistemu hemijskih elemenata?
2. Koja oksidaciona stanja pokazuje gvožđe u jedinjenjima?
3. Koja jedinjenja gvožđa imaju amfoterna svojstva?
4. Kako gvožđe reaguje sa azotnom i sumpornom kiselinom različitih koncentracija?
5. Kako razlikovati spojeve dvo- i feri željeza?
6. U čemu je upotreba i značaj jedinjenja gvožđa sadašnjoj fazi ljudski razvoj?

Ako vrijeme dopušta, onda možete popraviti razmatrani materijal za proizvodnju željeza, koristeći sljedeće pitanja.

1. Koja je prednost direktna metoda dobijanje gvožđa?
2. Za šta se koristi prerada rude?
3. Kako se ruda obogaćuje flotacijom?
4. Koja je glavna svrha čišćenja tehničkog gvožđa karbonilnom metodom?

LITERATURA

Čitanka o neorganskoj hemiji. Comp. V. A. Kritsman, M.: Prosvjeta, 1984;
Feldman F.G., Rudzitis G.E. hemija. Udžbenik za 9. razred opšteobrazovnih ustanova. M.: Prosvjeta, 1999;
Khomchenko G.P. Hemija za studente. Moskva: Viša škola, 1993.

Ciljevi lekcije:

edukativni:

• Na osnovu znanja učenika o građi atoma metala, o osobinama hemijske veze, osobinama metala - jednostavne supstance i njihovih spojeva, proučavaju strukturne karakteristike atoma željeza i prate vezu između strukture atoma željeza, njegovih svojstava i svojstava njegovih spojeva; da se upoznaju sa najvažnijim jedinjenjima gvožđa.
• Razvijati kognitivni interes za predmet, ostvariti međupredmetne veze kurseva hemije, biologije, istorije, geografije i književnosti.

u razvoju:

• Razvijati sposobnost učenika da analiziraju, upoređuju, generalizuju i donose zaključke na osnovu postojećih i novostečenih znanja, kako iz hemije tako i iz drugih disciplina.
• Usađivanje vještina traganja i samostalnog rada.
• Nastaviti rad na formiranju veština za primenu znanja u rešavanju teorijskih i praktičnih problema (formiranje predmetne kompetencije).

edukativni: Da tokom časa doprinese formiranju naučnog pogleda na svet, komunikativne i informatičke kompetencije.

Vrsta lekcije: Lekcija u učenju novih znanja. Primarna konsolidacija novih znanja.

Oblik organizacije vaspitno-obrazovnih aktivnosti učenika: grupni, pretežno rad - samostalan. Lekcija sa elementima tehnologije kritičkog mišljenja.

Oprema: PSCE, kristalne rešetke metala, video zapisi koji potvrđuju hemijska svojstva gvožđa i njegovih jedinjenja, reagensi (gvožđe u prahu, sumpor, rastvori hlorovodonične i sumporne kiseline, bakar sulfat, natrijum hidroksid, crvene i žute krvne soli, gvožđe (II) sulfat, feri hlorid (III), kalij-tiocijanat), multimedijalna oprema, CD sa prezentacijom, elektronski priručnik na temu "Metali".

TOKOM NASTAVE

I. Organizacioni momenat (1-2 minuta)

1 faza„Izazov.“ U ovoj fazi se ažuriraju znanja dostupna studentima i javlja se interesovanje za temu o kojoj se raspravlja.

Kratak uvod od strane nastavnika (3 min.).

Danas ćemo nastaviti naše putovanje u svijet metala: ne samo da ćemo istražiti sadašnjost, već ćemo pogledati i daleku prošlost. Pažnju posetilaca Svetske industrijske izložbe 1958. u Briselu privukla je zgrada Atomijuma. Devet ogromnih, prečnika 18 metara, metalnih kugli kao da lebde u vazduhu: osam duž vrhova kocke, deveta u centru . Bio je to model jedinične ćelije kristalnog alfa gvožđa, uvećan 165 milijardi puta (slajd 2)

Nastavnik najavljuje temu časa: "Gvožđe i njegova jedinjenja" (slajd 3)

Prijem "Kopanje po sjećanju"

2 stage- Razumijevanje novih informacija. Nastavnik daje učenicima nove informacije koje treba da nauče. U ovoj fazi može se ponuditi rad sa tekstom, popunjavanje matrične tabele, čitanje teksta uz napomene, izdvajanje iz teksta.

Pronalaženje gvožđa u prirodi.

Učenicima se daje štampani materijal (Najvažnija prirodna jedinjenja gvožđa), prikazani su minerali koji sadrže gvožđe.

Rad sa stolom.

Odgovorite na pitanja: a) Koje klase neorganskih jedinjenja ulaze u sastav minerala gvožđa? b) Koji mineral ima najveći maseni udio gvožđa? c) U kojim regionima Rusije se kopa gvožđe?

Najvažnija prirodna jedinjenja gvožđa(slajd 4)

2. Physical Propertiesžlezda. Gvozdene kristalne rešetke (slajd 5,6,7)

Prijem "klaster"

1. Na sredini lista napišite ključni izraz: "Fizička svojstva željeza"

2. Počnite zapisivati ​​riječi ili rečenice koje vam padaju na pamet u vezi sa ovom aktivnošću.

3. Dok dolazite do ideja i zapisujete ih, počnite uspostavljati veze između ideja koje vam se čine prikladnim.

4. Zapišite onoliko ideja koliko se možete sjetiti dok se sve vaše ideje ne iscrpe.

U ovoj fazi časa moguće je koristiti tehniku ​​„Tabela za označavanje“ (rad sa tekstom, učenici popunjavaju tabelu) na primjer:

3. Položaj atoma gvožđa u periodnom sistemu i struktura atoma(slajd 8)

26 Fe)))) d - element grupe VIII-B, Ar = 56 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2

4. Hemijska svojstva gvožđa(Slajd 9,10)

U ovoj fazi lekcije moguće je koristiti tehniku ​​„Introspekcije“ zasnovanu na poznavanju opštih svojstava metala.

A) Kada se zagrije, stupa u interakciju sa mnogim nemetalima:

* sa kiseonikom 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

* sa hlorom 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

* sa sivim Fe + S = FeS

* sa azotom 2Fe + N 2 = 2FeN

B) Vodena para se raspada vrućim željezom: 3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2

C) Razređeni HCL i H 2 SO 4 otapaju gvožđe.

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2 Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

D) Ne reaguje sa koncentrovanom azotnom i sumpornom kiselinom u normalnim uslovima (kiseline pasiviraju metal)

E) Kada se zagrije, reakcija s koncentriranom sumpornom kiselinom se odvija prema jednačini 2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

E) Interagira sa solima: Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu

5. Osobine spojeva Fe +2 i Fe +3(slajd 11, 12)

6. Laboratorijski eksperimenti. Kvalitativne reakcije na Fe +2, Fe +3 jone.

1. U rastvor gvožđe sulfata (II) - (FeSO 4) dodati nekoliko kapi rastvora kalijum heksacijanoferata (III) - crvene krvne soli K 3. Promatramo padavine turnbull blue. Koja boja?

Napišite jednačinu reakcije: FeSO 4 + K 3 ->

2. U rastvor gvožđe (III) hlorida - (FeCl 3) dodati nekoliko kapi rastvora kalijum heksacijanoferata (II) K 4 - žute krvne soli. Obratite pažnju na boju pruskog plavog taloga. Napišite jednačinu reakcije:

FeCl 3 + K 4 ->

3. Dodajte nekoliko kapi rastvora kalijum tiocijanata (KCNS) u rastvor gvožđe (III) hlorida. Obratite pažnju na boju rastvora. Napišite jednačinu reakcije:

FeCl 3 + KCNS ->

7. Praktična vrijednost soli željeza(slajd 13)

1. FeSO 4 * 7H 2 O - gvožđe sulfat; koristi se u tekstilnoj industriji za bojenje tkanina, u poljoprivredi za tretiranje sjemena i suzbijanje štetočina u poljoprivredi, dobijanje mastila.
2. FeCl 2 - gvožđe (II) hlorid; koristi se za dobijanje čistog gvožđa, komponente lekova protiv anemije, katalizatora u organskoj sintezi.
3. FeCl 3 - gvožđe (III) hlorid; koristi se u tehnici kao oksidant u proizvodnji organskih boja, u tekstilnoj industriji - za jetkanje tkanina u pripremi za bojenje, u medicini kao hemostatsko sredstvo, komponenta rastvora za nijansiranje u fotografiji, koagulans u prečišćavanju vode, za određivanje fenola.
4. Fe 2 (SO 4) 3 - gvožđe (III) sulfat; koristi se kao hemijski reagens u hidrometalurškoj preradi ruda bakra, kao koagulant u tretmanu otpadnih voda, za dobijanje stipse, Fe 2 O 3 pigmenta.

3 stage- Odraz, odraz. Dolazi do razumijevanja svih primljenih informacija u 2. fazi. Refleksija i generalizacija "šta je dijete naučilo" u lekciji o ovom problemu. U ovoj fazi, referentni sažetak se može sastaviti u svesci učenika. Osim toga, može se uraditi:

a) povratak u fazu poziva;

b) povratak na ključne riječi;

c) povratak na obrnute logičke lance;

d) povratak u klastere.

Moguće je koristiti tehnike: "Zbrkani logički lanci"

ili "Sinkwine":

• u prvom redu, tema se naziva jednom riječju (imenica)
• drugi red je opis teme u dvije riječi (pridjevi).
• treći red je opis radnje u okviru teme sa tri glagola.
• četvrti je fraza od četiri riječi koja pokazuje stav prema temi.
• peti je jednorečni sinonim koji će ponoviti suštinu teme.

ili "Dizajn teksta" (slajd 14)

Zadatak: Od predloženih formula jedinjenja sastaviti Fe +2 genetsku seriju (za prvu opciju) i Fe +2 genetičku seriju (za drugu opciju).

Fe(OH) 2 , Fe, Fe(OH) 2 , FeCl 3 , Fe 2 O 3 , FeCl 2 , FeO

8. Zadaća (slajd 14)

1. Napišite jednadžbe hemijskih reakcija uz pomoć kojih se mogu izvršiti sljedeće transformacije:

Fe -> FeCl 3 -> Fe(OH) 3 -> Fe 2 O 3 -> Fe -> FeSO 4 -> Fe(OH) 2 -> FeOa Fe -> Fe 3 O 4

2. Napišite jednadžbe reakcije za postupnu hidrolizu otopine Fe 2 (SO 4) 3 .

3. U jednadžbi hemijska reakcija rasporedite koeficijente metodom elektronske ravnoteže: Fe 2 O 3 + KOH + KNO 3 -> K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2 O

“Gvožđe nije samo osnova cijelog svijeta, najvažniji metal prirode oko nas, ono je osnova kulture i industrije, ono je oruđe rata i mirnog rada. I teško je naći još jedan element u čitavom periodnom sistemu koji bi bio toliko povezan sa prošlošću, sadašnjošću i budućim sudbinama čovečanstva.

A.E. Fersman

Pažnju posetilaca Svetske industrijske izložbe 1958. godine u Briselu privukla je zgrada Atomijuma. Devet ogromnih metalnih kugli prečnika 18 metara kao da lebde u vazduhu: osam duž vrhova kocke, deveta u sredini. Bio je to model jedinične ćelije kristalnog alfa gvožđa, uvećan 165 milijardi puta.

Plan lekcije

• Pronalaženje gvožđa u prirodi.

• Fizička svojstva gvožđa.

• Prirodna jedinjenja gvožđa.

• Položaj atoma gvožđa u periodnom sistemu i struktura atoma.

• Hemijska svojstva gvožđa.

• Svojstva jedinjenja Fe+2 i Fe+3.

• Kvalitativne reakcije za Fe+2, Fe+3. Laboratorijski rad.

• Zaključak. Sumiranje lekcije.

• Zadaća.

Najvažnija prirodna jedinjenja gvožđa

U davna vremena ljudi su se upoznali sa željezom koje se nalazi u meteoritima. Egipćani su ovaj metal nazivali nebeskim, a Grci i stanovnici sjevernog Kavkaza zvjezdanim.

Meteoritsko željezo je bilo cijenjeno mnogo više od zlata. Željezni nakit u to vrijeme nosili su najplemenitiji i najbogatiji ljudi.

Fizička svojstva gvožđa

Čisto željezo je srebrno-bijeli metal koji brzo tamni na vlažnom zraku ili u vodi koja sadrži kisik. Gvožđe je duktilno, lako se kuje i valja, tačka topljenja 1539°C. Ima jaka magnetna svojstva (feromagnet), dobru toplotnu i električnu provodljivost.

Kristalna rešetka gvožđa

Kubična rešetka centrirana na tijelo

Struktura atoma gvožđa

26Fe)))) d je element grupe VIII-B,

2 8 14 2 Ar = 56

1s22s22p63s23p63d64s2

Dopunite jednadžbe reakcije koje potvrđuju hemijska svojstva željeza i njegovih spojeva:

1. Kada se zagrije, gvožđe reaguje sa nemetalima:

* sa sumporom Fe + S  * sa hlorom Fe + Cl2

* sa azotom Fe + N2  * sa kiseonikom Fe + O2 

Fe + H2O 

Fe + HCl

Fe + H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

(Rasporedite koeficijente pomoću elektronskog

balans).

Hemijska svojstva gvožđa

Provjerite ispravnost pisanja jednadžbi reakcija:

1. Kada se zagrije, stupa u interakciju sa mnogim nemetalima:

* sa kiseonikom 3Fe + 2O2 = Fe3O4

* sa hlorom 2Fe + 3Cl2= 2FeCl3

* sa sumporom Fe + S = FeS

* sa azotom 2Fe + N2 = 2FeN

2. Vodena para se razlaže usijanim gvožđem:

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

3. Razblažite HCL i H2SO4 rastvorite gvožđe.

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Ne reaguje sa koncentrovanom azotnom i sumpornom kiselinom

(prekriven zaštitnim filmom od nerastvorljivih jedinjenja).

4. Kada se zagrije, reakcija s koncentriranom sumpornom kiselinom se odvija prema jednačini:

2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

5. Interagira sa solima:

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu

Jedinjenja gvožđa

Jedinjenja gvožđa

Upotreba jedinjenja gvožđa

Konstrukcija teksta:

• Vježba: Od predloženih formula jedinjenja napravite Fe + 2 genetičku seriju (za prvu opciju) i Fe + 2 genetičku seriju (za drugu opciju).

• Fe(OH)2, Fe, Fe(OH)2, FeCl3, Fe2O3, FeCl2, FeO

• Zapišite jednadžbe reakcija za ove lance transformacija.

Zadaća

1. Napišite jednadžbe hemijskih reakcija pomoću kojih možete izvesti sljedeće reakcije:

Fe  FeCl3  Fe(OH)3  Fe2O3  Fe  FeSO4  Fe(OH)2  FeO  Fe  Fe3O4

2. Napišite jednadžbe reakcije za stepenastu hidrolizu otopine Fe2(SO4)3.

3. U jednačini hemijske reakcije rasporedite koeficijente koristeći metodu elektronske ravnoteže:

Fe2O3 + KOH + KNO3  K2FeO4 + KNO2 + H2O