Combinație de fier cu oxigen. Corectați greșelile și aranjați coeficienții. Cei mai importanți compuși naturali ai fierului

Goluri. Introduceți poziția fierului în sistem periodic elemente chimice ale lui D.I. Mendeleev, structura atomului, depozite naturale, compuși, metode moderne de obținere, proprietăți și utilizare a fierului. Pentru a promova dezvoltarea abilităților școlarilor de muncă colectivă și asistență reciprocă tovarășească.
Echipamente și reactivi. Eprubete, mese pentru producția de furnal; soluții de HCl și H 2 SO 4, pulberi de Fe (OH) 2 și Fe (OH) 3, pilitură de fier, soluții de sare galbenă de sânge K 4 și sare roșie de sânge K 3.
Tipul de lecție. Elemente de prelegere, poveste, conversație.

ÎN CURILE CURĂRILOR

Profesor. Astăzi vom continua să vorbim despre metale, veți afla despre poziția fierului în tabelul periodic al elementelor chimice, despre structura atomului său, despre proprietățile chimice ale fierului metal, compușii săi, producția și utilizarea, rolul fierului. în dezvoltarea societăţii umane. Care este rolul fierului în societatea umană?
Student. Fierul a jucat un rol important în dezvoltarea societății umane și nu și-a pierdut semnificația în prezent. Dintre toate metalele, este cel mai utilizat în industria modernă.
Omul primitiv a început să folosească unelte de fier timp de câteva milenii î.Hr. În acei ani, singura sursă a acestui metal erau meteoriții căzuți la pământ, care conțineau fier destul de pur. La mijlocul mileniului II
n. e. În Egipt, metalurgia fierului era stăpânită - obținându-l din minereuri de fier. Acest eveniment a fost începutul Epocii Fierului în istoria omenirii, care a înlocuit Epoca de Piatră și Bronz. Pe teritoriul Rusiei, începutul epocii fierului se referă la sfârșitul mileniului II-I î.Hr. e.
Profesor. Care este distribuția fierului în natură?
Student. Fierul este unul dintre cele mai comune elemente din natură. În scoarța terestră, fracția sa de masă este de 5,1%, conform acestui indicator, este a doua după oxigen, siliciu și aluminiu. Mult fier se găsește și în corpurile cerești, ceea ce se stabilește din datele analizei spectrale. În mostrele de sol lunar, care au fost livrate de stația automată sovietică „Luna”, fierul a fost găsit în stare neoxidată..
Profesor. Sub ce formă apare fierul în natură?
Student. Fierul se găsește în majoritatea rocilor. Pentru a obține fier, se folosesc minereuri de fier cu un conținut de fier de 30–70% sau mai mult.(Folosind harta fizică a Rusiei, elevul arată și numește depozitele de compuși de fier.)
Principalele minereuri de fier sunt:

– hematită Fe 2 O 3 - conține până la 65% fier, astfel de depozite de fier se găsesc în regiunea Krivoy Rog;
– limonit Fe2O3 n H2O - conține până la 60% fier, depozitele de limonit se găsesc în Crimeea, de exemplu, zăcământul Kerch;
– pirită FeS2 - contine aproximativ 47% fier, depozitele de pirita se gasesc in Urali.
Profesor. Cum se obține fierul în industrie?
Student. În prezent, principala metodă industrială de prelucrare a minereurilor de fier este producția de fontă prin procesul de furnal. Fontă este un aliaj de fier care contine
2,2-4% carbon, precum și siliciu, mangan, fosfor, sulf. În viitor, cea mai mare parte a fontei este transformată în oțel. Oţel diferă de fontă în principal prin conținutul scăzut de carbon (până la 2%), fosfor și sulf.
Profesor. Se acordă multă atenție dezvoltării metodelor de producere directă a fierului din minereuri fără un proces de furnal. Care este avantajul producției directe de fier? Principalul lucru este că reducerea oxizilor de fier poate fi efectuată fără participarea cocsului metalurgic. Este înlocuit cu combustibil mai ieftin și mai comun - cărbune brun, gaz natural. Odată cu producția directă de fier, pot fi utilizate și minereuri sărace de fier, zguri din alte industrii care conțin fier.
Reducerea directă a fierului se realizează în cuptoare rotative ușor înclinate, similare celor în care se produce ciment. Minereu și cărbune sunt încărcate continuu în cuptor, care se deplasează treptat spre ieșire, aerul încălzit curge în contracurent și se creează o temperatură sub punctul de topire al fierului.
Pentru a obține fier comercial pur prin reducere directă, minereul este supus valorificării. În același timp, este posibilă creșterea fracției de masă a fierului, separarea rocii sterile (bucățile de fier sunt ușor separate de zgură) și reducerea conținutului de impurități nocive (sulf și fosfor). În procesul de valorificare, minereul este zdrobit în instalații de concasare și alimentat într-un separator magnetic. Acesta din urmă este un tambur cu electromagneți, în care minereul zdrobit este alimentat cu ajutorul unui transportor. Roca sterilă trece liber prin câmpul magnetic și cade. Boabele de minereu care conțin minerale de fier magnetic sunt magnetizate și separate de tambur mai târziu decât roca sterilă. Un astfel de magnetic separare se poate face de mai multe ori.
Apoi minereul este îmbogățit prin metodă plutirea. Pentru a face acest lucru, minereul este plasat într-un recipient cu apă, unde sunt dizolvați agenții tensioactivi de flotație, care sunt absorbiți selectiv pe suprafața mineralului util. Ca urmare a absorbției reactivului de flotație, particulele minerale nu sunt umezite de apă și nu se scufundă în ea. Aerul este trecut prin soluție, ale cărei bule se atașează de bucățile de mineral și le ridică la suprafață. Particulele de roci sterile sunt bine umezite cu apă și se depun pe fundul rezervorului. Minereul îmbogățit este colectat de pe suprafața soluției împreună cu spuma. Ca urmare, conținutul de fier din minereu poate fi crescut cu până la 70-72%.
Luați în considerare schema uneia dintre metodele de producție directă a fierului. Procesul se desfășoară într-un cuptor vertical, în care minereul îmbogățit este alimentat de sus, iar gazul care servește ca agent reducător este alimentat de jos. Acest gaz se obține prin arderea gazelor naturale în lipsă de oxigen. Gazul reducător conține 30% ASA DE , 55% H 2 , 13% H2O si 2% CO2 . Prin urmare, agenții reducători sunt monoxidul de carbon (II) ASA DE și hidrogen:

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

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

Recuperarea se efectuează la o temperatură de 850–900 °C, care este mai mică decât punctul de topire al fierului (1539 °C).
Pentru multe ramuri moderne ale tehnologiei, fierul este foarte grad înalt puritate. Apoi se efectuează curățarea fierului tehnic carbonil metodă. Carbonilii sunt compuși ai metalelor cu monoxid de carbon (II) CO. Fierul interacționează cu CO la tensiune arterială crescutăși o temperatură de 100–200 °C, formând pentacarbonil de fier:

Pentacarbonilul de fier este un lichid care poate fi ușor separat de impurități prin distilare. La o temperatură de aproximativ 250 ° C, carbonilul se descompune ușor, formând pulbere de fier:

Fe(CO)5 = Fe + 5CO.

Dacă pulberea rezultată este supusă sinterizării în vid, se va obține un metal care conține 99,98–99,999% fier. De ce este necesar să se obțină un metal cu un asemenea grad de puritate?
Student. Fierul cu un grad ridicat de puritate este necesar, în primul rând, pentru a-i studia proprietățile, adică. în scopuri științifice. Dacă nu ar fi fost posibil să se obțină fier pur, nu ar fi știut că este un metal moale, ușor de prelucrat. Fierul chimic pur este mult mai inert decât fierul tehnic. O industrie importantă în utilizarea fierului pur este producția de feroaliaje speciale, ale căror proprietăți se deteriorează din cauza prezenței impurităților..
Profesor. Care sunt proprietățile chimice ale fierului?
Student. Proprietăți chimice fierul se datorează structurii învelișurilor de electroni ale atomilor săi. Fierul este un element al unui subgrup secundar al grupului VIII din perioada a IV-a mare. Fierul aparține elementelor d, formula electronică a atomului are terminația …3d 6 4s 2 . Fierul din compuși prezintă stări de oxidare +2 și +3. Starea maximă de oxidare a fierului este +6. Se manifestă în ferați - săruri ale acidului de fier inexistent. De exemplu, Na2FeO4 – ferat de sodiu.
Profesor. Cum reacționează fierul cu oxigenul?
Student. În seria electrochimică de tensiuni, fierul se află la stânga hidrogenului, adică are un potențial de electrod standard mai negativ. Prin urmare, fierul se dizolvă cu ușurință în acizi clorhidric și acizi sulfuric diluați cu eliberarea de hidrogen:

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

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

Acidul sulfuric mai concentrat (40–60%) este redus de fier la
oxid de sulf (IV):

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

În concentrații și mai mari de acid sulfuric (80 până la 100%) fier pasivat- acoperit cu o peliculă de oxid subțire și durabilă, care protejează metalul de dizolvare. Același fenomen de pasivare se observă în acidul azotic foarte concentrat, astfel încât acizii sulfuric și azotic concentrați pot fi transportați în recipiente de fier.
Cu acid azotic diluat, fierul poate reacționa pentru a forma o sare de fier (II), iar cu o soluție acidă mai concentrată, săruri de fier (III) și diferiți produși de reducere a acidului, de exemplu:

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.

Profesor. Amintiți-vă ceea ce se numește coroziune. Care sunt consecințele sale?
Student. Coroziunea este distrugerea metalului sub influența mediului. Formarea ruginii poate fi reprezentată după cum urmează:

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

Rugina se exfoliază de pe suprafața metalului, are mulți pori și, prin urmare, nu protejează metalul de coroziune ulterioară. Din cauza coroziunii, o cantitate imensă de fier și aliajele sale pier. În secolul al XIX-lea, când nu existau metode fiabile de combatere a coroziunii, jumătate din metalul topit a pierit din acesta. În condiții moderne, 1/6 din fierul topit piere din cauza coroziunii. Prin urmare, lupta împotriva coroziunii este una dintre cele mai importante sarcini ale omenirii..
Profesor. Compușii de fier sunt amfoteri?
(Întrebarea pusă poate fi răspunsă chiar de profesor sau de un elev pregătit în prealabil interesat de chimie.)
Hidroxidul de fier (III) este amfoter, adică prezintă proprietățile unei baze în reacția cu acizii:

Fe(OH)3 + 3HCI = FeCl3 + 3H2O,

și proprietăți acide în reacțiile cu soluții alcaline concentrate:

Oxidul de fier (III) are, de asemenea, un caracter amfoter, care reacționează atât cu acizii, cât și cu oxizii bazici:

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

Profesorul atrage atenția elevilor asupra faptului că există reacții caracteristice la compușii fierului feros și feric, însoțindu-și povestea cu experimente.
Profesor. Pentru a detecta ionii de fier (III), este convenabil să folosiți un compus complex de fier numit sare galbenă din sânge sau hexacianoferrat (II) de potasiu. K4. La interacțiunea ionilor(Fe(CN) 6) 4– cu ioni Fe3+ se formează un precipitat albastru închis - albastru prusac:

Un alt compus de fier este sarea roșie din sânge sau hexacianoferratul de potasiu (III) K 3 este un reactiv pentru ioni Fe2+.
La interacțiunea ionilor(Fe(CN) 6) 3– cu ioni Fe2+ se formează și un precipitat albastru închis - turnbull blue:

Enumerați principalele utilizări ale fierului. Care este valoarea naturală a fierului?
(Elevii răspund la întrebări, profesorul explică răspunsurile lor.)
Primul student. Ferrații din diferite metale sunt utilizați în ramurile moderne ale electronicii radio și automatizării..
Al doilea elev. Fierul formează compuși neobișnuiți cu hidrogenul, azotul și carbonul. Atomii acestor nemetale sunt mai mici decât atomii de fier și se intercalează ușor între locurile rețelei cristaline metalice, formând soluții solide interstițiale.

Soluțiile solide interstițiale sunt similare în exterior cu metalul, dar proprietățile lor sunt foarte diferite de cele ale fierului. În majoritatea cazurilor sunt substante foarte dure si casante. Fierul formează hidruri cu hidrogenul FeH și FeH2, cu azot - nitruri Fe4N și Fe2N , cu carbon - carbură Fe3C - cementită găsită în fier și oțel.
al treilea elev. Fierul este un metal a cărui utilizare în industrie și în viața de zi cu zi nu are limite. Oțelul este utilizat pe scară largă în tehnologia modernă. Oxizii și sărurile de fier sunt utilizați în producția de vopsele, materiale magnetice, catalizatori, medicamente, îngrășăminte..
Al patrulea elev. Corpul uman nu poate funcționa fără fier, conține aproximativ 3–4 g de fier, din care 2 g se află în sânge.Fierul face parte din hemoglobină. Conținutul insuficient de fier în corpul uman duce la dureri de cap, oboseală și alte boli. Fierul este, de asemenea, esențial pentru creșterea plantelor. În general, fierul este în prezent principalul metal ca importanță..

Pentru a consolida materialul studiat, studenților li se oferă următoarele întrebări.

1. Care este poziția fierului în tabelul periodic al elementelor chimice?
2. Ce stări de oxidare prezintă fierul în compuși?
3. Ce compuși ai fierului au proprietăți amfotere?
4. Cum reacționează fierul cu acizii azotic și sulfuric de diferite concentrații?
5. Cum să distingem compușii fierului doi și fierului feric?
6. Care este utilizarea și importanța compușilor de fier stadiul prezent dezvoltare Umana?

Dacă timpul vă permite, puteți repara materialul considerat pentru producția de fier, folosind următoarele întrebări.

1. Care este avantajul metoda directa a lua fier?
2. Pentru ce se folosește pansamentul pentru minereu?
3. Cum este îmbogățit minereul prin flotație?
4. Care este scopul principal al curățării fierului tehnic prin metoda carbonilului?

LITERATURĂ

Carte de citit despre chimia anorganică. Comp. V.A.Kritsman, M.: Iluminismul, 1984;
Feldman F.G., Rudzitis G.E. Chimie. Manual pentru instituțiile de învățământ general clasa a 9-a. M.: Iluminismul, 1999;
Hhomcenko G.P. Chimie pentru studenți. Moscova: Școala superioară, 1993.

Obiectivele lecției:

Educational:

• Pe baza cunoștințelor elevilor despre structura atomilor de metal, despre caracteristicile legăturii chimice, proprietățile metalelor - substanțe simpleși compușii acestora, studiază caracteristicile structurale ale atomului de fier și urmăresc relația dintre structura atomului de fier, proprietățile acestuia și proprietățile compușilor săi; pentru a se familiariza cu cei mai importanți compuși ai fierului.
• Să dezvolte un interes cognitiv pentru subiect, să realizeze conexiuni interdisciplinare ale cursurilor de chimie, biologie, istorie, geografie și literatură.

În curs de dezvoltare:

• Dezvoltarea capacității studenților de a analiza, compara, generaliza și trage concluzii pe baza cunoștințelor existente și nou dobândite, atât în ​​chimie, cât și în alte discipline.
• Pentru a insufla abilități de căutare și muncă independentă.
• Continuarea lucrărilor de formare a abilităților de aplicare a cunoștințelor în rezolvarea problemelor teoretice și practice (formarea competenței subiectului).

Educational: Să contribuie în timpul lecției la formarea unei viziuni științifice asupra lumii, a competenței comunicative și informaționale.

Tip de lecție: O lecție de învățare a cunoștințelor noi. Consolidarea primară a noilor cunoștințe.

Forma de organizare a activităților educaționale ale elevilor: grup, munca predominanta – independenta. Lecție cu elemente tehnologii de gândire critică.

Echipament: PSCE, rețele cristaline ale metalelor, videoclipuri care confirmă proprietățile chimice ale fierului și ale compușilor săi, reactivi (pulbere de fier, sulf, soluții de acizi clorhidric și sulfuric, sulfat de cupru, hidroxid de sodiu, săruri de sânge roșii și galbene, sulfat de fier (II), clorură ferică (III), tiocianat de potasiu), echipamente multimedia, un CD cu o prezentare, un manual electronic pe tema „Metale”.

ÎN CURILE CURĂRILOR

I. Moment organizatoric (1-2 minute)

1 etapa„Provocare”.În această fază, cunoștințele de care dispun elevii sunt actualizate și apare interesul pentru problema în discuție.

Scurtă introducere de către profesor (3 min.).

Astăzi ne vom continua călătoria în lumea metalelor: nu vom explora doar prezentul, ci vom privi și în trecutul îndepărtat. Atenția vizitatorilor Expoziției Mondiale Industriale din 1958 de la Bruxelles a fost atrasă de clădirea Atomium.Nouă bile metalice uriașe, de 18 metri în diametru, păreau să plutească în aer: opt de-a lungul vârfurilor cubului, a noua în centru. . Era un model al unei celule unitare de fier alfa cristalin, mărită de 165 de miliarde de ori (diapozitivul 2)

Profesorul anunță tema lecției: „Fierul și compușii săi” (diapozitivul 3)

Recepție „Săpătură în memorie”

2 etapă- Înțelegerea informațiilor noi. Profesorul oferă elevilor informații noi pe care trebuie să le învețe. În această etapă, se lucrează cu textul, se completează tabelul matrice, se poate citi textul cu note, se poate oferi extragerea din text.

Găsirea fierului în natură.

Elevilor li se oferă material tipărit (Cei mai importanți compuși naturali ai fierului), sunt prezentate mineralele care conțin fier.

Lucrul cu o masă.

Răspundeți la întrebările: a) Ce clase de compuși anorganici sunt incluse în compoziția mineralelor de fier? b) Care mineral are cea mai mare fracție de masă de fier? c) În ce regiuni ale Rusiei se extrage fier?

Cei mai importanți compuși naturali ai fierului(diapozitivul 4)

2. Proprietăți fizice glandă. Rețele de cristal de fier (diapozitivul 5, 6, 7)

Recepţie „Cluster”

1. Scrieți în mijlocul foii expresia cheie: „Proprietățile fizice ale fierului”

2. Începeți să scrieți cuvintele sau propozițiile care vă vin în minte în legătură cu această sarcină.

3. Pe măsură ce vii cu idei și le scrii, începe să faci conexiuni între ideile care ți se par potrivite.

4. Notează câte idei îți poți gândi până când toate ideile tale se epuizează.

În această etapă a lecției, este posibil să se folosească tehnica „Tabelul de marcare” (lucrând cu textul, elevii completează tabelul) de exemplu:

3. Poziția atomului de fier în sistemul periodic și structura atomului(diapozitivul 8)

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

4. Proprietățile chimice ale fierului(Diapozitivul 9, 10)

În această etapă a lecției, este posibil să se folosească tehnica „Introspecție” bazată pe cunoașterea proprietăților generale ale metalelor.

A) Când este încălzit, interacționează cu multe nemetale:

* cu oxigen 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

* cu clor 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

* cu Fe + S = FeS gri

* cu azot 2Fe + N 2 = 2FeN

B) Vaporii de apă se descompune cu fier fierbinte: 3Fe + 4H 2 O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2

C) HCL și H2S04 diluate dizolvă fierul.

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

D) Nu reacționează cu acizii azotic și sulfuric concentrați în condiții normale (acizii pasivează metalul)

E) La încălzire, reacția cu acid sulfuric concentrat se desfășoară conform ecuației 2Fe + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

E) Interacționează cu sărurile: Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu

5. Proprietăţile compuşilor Fe +2 şi Fe +3(diapozitivul 11, 12)

6. Experimente de laborator. Reacții calitative la ionii Fe +2, Fe +3.

1. La o soluție de sulfat de fier (II) - (FeSO 4) se adaugă câteva picături dintr-o soluție de hexacianoferrat (III) de potasiu - sare roșie din sânge K 3. Observăm precipitațiile de turnbull blue. Ce culoare?

Scrieți ecuația reacției: FeSO 4 + K 3 ->

2. La o soluție de clorură de fier (III) - (FeCl 3) se adaugă câteva picături dintr-o soluție de hexacianoferrat de potasiu (II) K 4 - sare galbenă de sânge. Observați culoarea precipitatului de albastru prusac. Scrieți ecuația reacției:

FeCl3 + K4->

3. Adăugați câteva picături de soluție de tiocianat de potasiu (KCNS) la soluția de clorură de fier (III). Observați culoarea soluției. Scrieți ecuația reacției:

FeCl3 + KCNS ->

7. Valoarea practică a sărurilor de fier(diapozitivul 13)

1. FeSO 4 * 7H 2 O - sulfat de fier; folosit în industria textilă pentru vopsirea țesăturilor, în agricultură pentru îmbrăcarea semințelor și combaterea dăunătorilor în agricultură, obținerea cernelii.
2. FeCl2 - clorură de fier (II); folosit pentru a obține fier pur, component al medicamentelor antianemice, catalizator în sinteza organică.
3. FeCl3 - clorură de fier (III); utilizat în tehnologie ca agent oxidant în producția de coloranți organici, în industria textilă - pentru gravarea țesăturilor în pregătirea vopsirii, în medicină ca agent hemostatic, componentă a soluțiilor de colorare în fotografie, coagulant în purificarea apei, pentru determinarea fenolilor.
4. Fe2(S04)3 - sulfat de fier (III); este folosit ca reactiv chimic în prelucrarea hidrometalurgică a minereurilor de cupru, ca coagulant în tratarea apelor uzate, pentru a obţine alaun, pigment Fe 2 O 3.

3 etapă- Reflecție, Reflecție. Există o înțelegere a tuturor informațiilor primite la a 2-a etapă. Reflecție și generalizare a „ceea ce a învățat copilul” în lecția despre această problemă. În această etapă se poate întocmi un rezumat de referință în caietul elevului. În plus, se poate face:

a) revenirea în faza de apel;

b) revenirea la cuvinte cheie;

c) revenirea la lanțuri logice inversate;

d) revenirea la clustere.

Este posibil să folosiți tehnici: „Lanțuri logice confuze”

sau „Sinkwine”:

• pe prima linie, subiectul este numit într-un singur cuvânt (substantiv)
• a doua linie este o descriere a subiectului în două cuvinte (adjective).
• al treilea rând este o descriere a acțiunii în cadrul subiectului cu trei verbe.
• a patra este o expresie de patru cuvinte care arată o atitudine față de subiect.
• al cincilea este un sinonim cu un singur cuvânt care va repeta esența subiectului.

sau „Design text” (diapozitivul 14)

Sarcină: Din formulele propuse ale compușilor, alcătuiți seria genetică Fe +2 (pentru prima opțiune) și seria genetică Fe +2 (pentru a doua opțiune).

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

8. Teme pentru acasă (diapozitivul 14)

1. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice, cu ajutorul cărora se pot efectua următoarele transformări:

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

2. Scrieți ecuațiile de reacție pentru hidroliza în trepte a unei soluții de Fe 2 (SO 4) 3.

3. În ecuație reactie chimica aranjați coeficienții folosind metoda echilibrului electronic: Fe 2 O 3 + KOH + KNO 3 -> K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2 O

„Fierul nu este doar baza lumii întregi, cel mai important metal al naturii din jurul nostru, este baza culturii și industriei, este un instrument de război și de muncă pașnică. Și este greu de găsit un alt element în întregul tabel periodic care să fie atât de legat de destinele trecute, prezente și viitoare ale omenirii.

A.E. Fersman

Atenția vizitatorilor Expoziției Mondiale Industriale din 1958 de la Bruxelles a fost atrasă de construcția Atomiumului. Nouă bile metalice uriașe, de 18 metri în diametru, păreau să plutească în aer: opt de-a lungul vârfurilor cubului, a noua în centru. Era un model de celule unitare de fier alfa cristalin, mărit de 165 de miliarde de ori.

Planul lecției

• Găsirea fierului în natură.

• Proprietățile fizice ale fierului.

• Compuși naturali de fier.

• Poziția atomului de fier în sistemul periodic și structura atomului.

• Proprietățile chimice ale fierului.

• Proprietățile compușilor Fe+2 și Fe+3.

• Reacții calitative pentru Fe+2, Fe+3. Lucrări de laborator.

• Concluzie. Rezumând lecția.

• Teme pentru acasă.

Cei mai importanți compuși naturali ai fierului

În cele mai vechi timpuri, oamenii s-au familiarizat cu fierul, care este conținut în meteoriți. Egiptenii au numit acest metal ceresc, iar grecii și locuitorii Caucazului de Nord l-au numit stelar.

Fierul meteoritic era apreciat mult mai mult decât aurul. Bijuteriile din fier erau purtate la acea vreme de cei mai nobili și bogați oameni.

Proprietățile fizice ale fierului

Fierul pur este un metal alb-argintiu care se pătează rapid în aerul umed sau în apă care conține oxigen. Fierul este ductil, ușor de forjat și laminat, punct de topire 1539°C. Are proprietăți magnetice puternice (feromagnet), conductivitate termică și electrică bună.

Rețea cristalină de fier

Rețea cubică centrată pe corp

Structura atomului de fier

26Fe)))) d este un element al grupei VIII-B,

2 8 14 2 Ar = 56

1s22s22p63s23p63d64s2

Completați ecuațiile de reacție confirmând proprietățile chimice ale fierului și ale compușilor săi:

1. Când este încălzit, fierul reacționează cu nemetale:

* cu sulf Fe + S  * cu clor Fe + Cl2

* cu azot Fe + N2  * cu oxigen Fe + O2

Fe + H2O 

Fe + HCl

Fe + H2SO4  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

(Aranjați coeficienții folosind electronicul

echilibru).

Proprietățile chimice ale fierului

Verificați corectitudinea scrierii ecuațiilor de reacție:

1. Când este încălzit, interacționează cu multe nemetale:

* cu oxigen 3Fe + 2O2 = Fe3O4

* cu clor 2Fe + 3Cl2= 2FeCl3

* cu sulf Fe + S = FeS

* cu azot 2Fe + N2 = 2FeN

2. Vaporii de apă sunt descompuși de fierul înroșit:

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

3. HCL diluat și H2SO4 dizolvă fierul.

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

Fe + 2HCI = FeCl2 + H2

Nu reacționează cu acizii azotic și sulfuric concentrați

(acoperit cu o peliculă protectoare de compuși insolubili).

4. La încălzire, reacția cu acid sulfuric concentrat se desfășoară conform ecuației:

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

5. Interacționează cu sărurile:

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu

Compuși de fier

Compuși de fier

Utilizarea compușilor de fier

Construcția textului:

• Exercițiu: Din formulele propuse ale compușilor, faceți seria genetică Fe + 2 (pentru prima opțiune) și seria genetică Fe + 2 (pentru a doua opțiune).

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

• Scrieți ecuațiile de reacție pentru aceste lanțuri de transformări.

Teme pentru acasă

1. Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice, cu ajutorul cărora puteți efectua următoarele reacții:

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

2. Scrieți ecuațiile de reacție pentru hidroliza în trepte a soluției de Fe2(SO4)3.

3. În ecuația reacției chimice, aranjați coeficienții folosind metoda echilibrului electronic:

Fe2O3 + KOH + KNO3  K2FeO4 + KNO2 + H2O