Урок " Ферум як представник металічних елементів побічних підгруп. Фізичні і хімічні властивості заліза"

Вступ

Ферум – один із найважливіших металічних елементів. Його просту речовину – метал залізо – людина використовує вже кілька тисячоліть. Без заліза та його сплавів нині не можна уявити розвиток нашої цивілізації. Сполуки Феруму широко застосовуються в практичній діяльності людей, відіграють дуже важливу роль у живій природі.

Опанувавши матеріал модуля, ви:

• характеризуватимете Ферум за його місцем у періодичній системі та будовою атома, фізичні та хімічні властивості заліза;
• складатимете рівняння відповідних реакцій;
• пояснюватиме утворення металічного зв'язку.

Тема: Ферум як представник металічних елементів  побічних підгруп. Фізичні і хімічні властивості заліза

Ферум – неметалічний елемент побічної підгрупи VIII групи, 4 періоду, парного ряду; разом з Кобальтом і Ніколом належить до родини Феруму.

Будова атома  Fe – протонне число 26, нуклонне число 56, +26 (заряд ядра), 26p, 30n, 26e.

 Вкажіть кількість s-електронів в атомі Феруму

а) 5; б) 8; в) 10; г) 6

Електронна конфігурація Fe1s²2s²2р⁶3s²3р⁶3d⁶4s²

d-елемент, атом якого на зовнішньому енергетичному рівні має 2е і на передостанньому d-підрівні третього енергетичного рівня міститься 6е. У сполуках Ферум проявляє ступінь окиснення +2, +3, рідше +6 та ін.

Поширення Феруму в природі. За поширенням у природі йому належить четверте місце, а серед металічних елементів – друге. Ферум трапляється переважно в складі сполук: оксиди, сульфіди, карбонати, що становлять основу його мінералів і руд; у незначній кількості входить до складу живих організмів, наприклад, в організмі дорослої людини міститься майже 4-5г.

Хімічні властивості. Залізо у хімічних реакціях виявляє достатню активність і взаємодіє з такими речовинами:

1. неметалами

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄ (або FeO ∙ Fe₂O₃)

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

 Fe + S = FeS

2. кислотами

Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂↑

 Зверніть увагу! У реакціях з розбавленими сульфатною та хлоридною кислотами залізо утворює сіль Феруму(ІІ), а у реакції з хлором – Феруму(ІІІ)

3. водою при нагріванні

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂↑

4. солями

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Тестові завдання

1.  За поширенням  у  природі  Ферум  займає  місце:

а) перше; 

б) друге; 

в) третє;

г) четверте.

2.  У хімічній формулі  FeO  ступінь окиснення  Феруму:

а) +1; 

б) +2; 

в) +3;

г) +4.

3.  У результаті  горіння  заліза  в  кисні  утворюється  речовина:

а) Fe₃O₄;

б) Fe₂O₃; 

в) FeO;

г) FeS.

4.  У медицині  застосовують  Ферум  як  засіб:

а) для полегшення  дихання;

б) укріплення  серцевого  м’яза;

в) позбавлення  від  анемії;

г) протистояння  грипу.

5.  Як захист  від  корозії  металеві  вироби  вкривають  металами:

а) цинком; 

б) ртуттю; 

в) сріблом; 

г) натрієм.

6. У атомі Феруму, який розташований у побічній підгрупі восьмої групи, на останньому енергетичному рівні знаходиться електронів:

а) вісім;

б) чотири;

в) два;

г) шість.

Перевір себе

Завдання 1. Встановити відповідність. До кожного рядка, позначеного ЦИФРОЮ доберіть відповідник, позначений  БУКВОЮ, і впишіть її в таблицю.

1. Fe + HCl →  А Fe(OH)₃ + K₂SO₄

2. Fe₂(SO₄)₃ + KOH → Б FeCl₃

3. Fe + H₂O + O₂ → В FeCl₂

4. Fe + Cl₂ →  Г FeCl₂ + Н₂

    Д Fe(OH)₃

1 – Г; 2 – А; 3 – Д; 4 - Б

Завдання 2. Масова частка Феруму у ферум(III) оксиді становить

а) 0,5; б) 0,35; в) 0,7; г) 0,85

Це цікаво

Цей елемент має величезне значення в житті людини. У 1910 р. в Стокгольмі проходила  міжнародна конференція геологів, яка порушила проблему майбутнього «залізного  голоду», бо вважалося, що баланс залізних ресурсів Землі незабаром буде вичерпаний.

Академік Фурман передбачав, що станеться з людством, якщо зникне залізо:

«…на вулицях стояв би жах руйнування: ні рейок, ні вагонів, ні автомобілів…гинули б і рослини без живлющого металу. Руйнування ураганом пройшло б по всій Землі і загибель людства зробилася б неминучою.

Утім, людина не повинна була б дожити до цього моменту: втративши 3г Феруму у своєму тілі й крові, вона припинила б своє існування, тому що втрата Феруму (0,005% від ваги тіла) було б для неї смертю».

Глосарій

Пірит – залізний колчедан FeS₂

Гематит – червоний залізняк Fe₂O₃

Магнетит – магнітний залізняк Fe₃O₄

Лимоніт – бурий залізняк Fe₂O₃ ∙ nH2O  

Домашнє завдання. Опрацювати матеріал модуля