Составитель: И. Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ 37 города Белово. - презентация

1

2 Составитель: И. Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ 37 города Белово

3 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.

4 Люди впервые овладели железом в 4-3 тысячелетиях до н. э., подбирая упавшие с неба камни железные метеориты, и превращая их в украшения, орудия труда и охоты. Их и сейчас находят у жителей Северной и Южной Америки, Гренландии и Ближнего Востока, а также при археологических раскопках на всех континентах. Самый древний способ получения железа основывается на его восстановлении из оксидных руд. В 19 веке были разработаны современные способы: мартеновские печи, электросталеплавильные процессы и другие методы… История получения железа «Железо» от санскритского «жаль»-блестеть, пылать

5 Плавка железа в Древнем Египте (воздух подаётся мехами, сшитыми из шкур животных)

6 Глиняные печи - горны

7 Ковка железа Куй железо, пока горячо Русская пословица

8 26 4- ый период четвертый по распространенности в земной коре, второй среди металлов 8 групп побочная подгруппа ставшее международным, латинское название «Ferrum», от греко- латинского «быть твердым»

9 Fe 2 е 8 е 14 е 2 е 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 6 4S 2 возможные степени окисления +2 и +3

10 Нахождение в природе В земной коре на долю железа 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. Оно бывает в виде различных соединений: оксидов, гидроксидов и солей. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы.

11 Первое металлическое железо, попавшее в руки человека, имело, явно, метеоритное происхождение. Руды железа широко распространены и часто встречаются даже на поверхности Земли Железные изделия из метеоритного железа найдены в захоронениях, относящихся к очень давним временам (IV - V тысячелетиях до н.э.), в Египте и Месопотамии

12 Наиболее распространенные и добываемые руды и минералы магнитный железняк (магнетит - Fe 3 O 4 ;магнетит содержит 72,4 % Fe), бурый железняк (лимонит -лимонит Fe 2 О 3 *пН2О; содержит до 65% Fe) красный железняк (гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)гематит железный шпат (сидерит – FeCO 3 содержит до 48% Fe)

13 Физические свойства железа серебристо -серый тугоплавкий (Тпл.= ) Тяжелый (плотность=7,8 г\см 3 ) ковкий При температуре ниже С железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит). Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, железо «размагничивается».

14 Химические свойства Реакции с простыми веществами Железо сгорает в чистом кислороде при нагревании: 3Fe +2O 2 =Fe 3 O 4 железная окалина Реагирует с порошком серы при нагревании: Fe +S = FeS Реагирует с галогенами при нагревании: 2Fe + 3CL 2 =2FeCL 3

15 Химические свойства Реакции со сложными веществами С кислотами: А) с соляной кислотой 2HCL + Fe = FeCL 2 + H 2 Б) с серной кислотой H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + H 2 С солями: Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4 С водой(при высокой температуре): 3Fe + 4H 2 O=Fe 3 O 4 +4H 2 (железная окалина)

16 Химические свойства Реакции со сложными веществами А) с разбавленной азотной кислотой Fe + 4HNO 3 разб. Fe(NO 3 ) 3 +NO+2H 2 O Б) При обычных условиях концентрированные (до 70%) серная и азотная кислоты пассивируют железо. При нагревании возможно взаимодействие: Fe + H 2 SO 4(конц) = Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 +6H 2 O Fe + 6HNO 3 (конц) Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 2H 2 O В) С щелочами Fe + 2КОН + 3КNO 3 К 2 FeO 4 +3КNO 3 +H 2 O Г) с угарным газом Fe + 5СО [Fe 2 (СO) 5 ] (800C)

17 Железо разрушается под действием окружающей среды, т.е. подвергается коррозии – «ржавлению». При этом на поверхности образуется «ржавчина». 4Fe + 2Н 2 О + ЗО 2 = 2(Fe 2 O 3Н 2 О)

18

19 Соли (+2) (+3) - растворимые и нерастворимые: Fe(NO 3 ) 2, FeCL 3, Fe 2 (SO 4 ) 3, FeS….. оксиды: FeO, Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 гидроксиды: Fe(OH) 2 Fe(OH) 3

20 FeO - основный оксид Fe 2 O 3 - слабовыраженный амфотерный оксид Fe 3 O 4 - смешанный оксид (FeO и Fe 2 O 3 )

21 FeO Оксид железа (II) – порошок черного цвета, можетсамовоспламеняться имеет основный характер В воде не растворяется, растворяется в неокисляющихся кислотах FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2 O FeO + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3 ) 3 +3NO + 5H 2 O Проявляет восстановительные свойства Соединения железа (II) Получают восстановлением оксида железа (III) водородом или оксидом углерода (II) Fe 2 O 3 + H 2 = 2FeO +H 2 O Fe 2 O 3 + СО = 2FeO +СО 2

22 Гидроксид железа (II) – порошок серо-зеленого цвета, в воде не растворяется, имеет основный характер В жестких условиях проявляет слабые амфотерные свойства Fe(OН) 2 + 2NaOH = Na 2 [Fe(OH) 4 ] 4Fe(OН) 2 +O 2 +2H 2 O = 4Fe(ОН) 3 Hа воздухе приобретает бурую окраску вследствие окисления Fe(OН) 2 Получают при взаимодействии солей железа (II) с раствором щёлочи без доступа воздуха FeSO 4 + NaOH = Fe(OH) 2 +Na 2 SO 4 Fe(OH) 2 + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 O При взаимодействии с HNO 3 и H 2 SO 4(конц) образуются соли железа (III) 2Fe(OН) 2 +4Н 2 SO 4 = Fe 2 (SО 4 ) 3 +SO 2 + 6H 2 O

23 Fe 2 O 3 Оксид железа (III) – красно-бурого цвета, проявляет слабые амфотерные свойства Реагирует с кислотами Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O При славлении с щелочами образует ферриты Соединения железа (III) Получают при термическом разложении гидроксида железа (III) или при обжиге пирита Fe 2 O 3 + 2NaOH (сплав) = 2NaFeO 2 При нагревании восстанавливается водородом или оксидом углерода (II), смотри слайд 21 Fe(OН) 3 (t) = Fe 2 O 3 + 3H 2 O 4FeS 2 +11O2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO2

24 Гидроксид железа (II) – бурого цвета, в воде не растворяется, проявляет слабые амфотерные свойства Fe(OН) 3 Получают при взаимодействии солей железа (III ) с раствором щелочей Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6NaOH = 2Fe(OH) 3 +3Na 2 SO 4 Реагирует с кислотами Fe(OH) 3 + 3HCl = FeCl 3 + 3H 2 O При славлении со щелочами образует ферриты Fe(OH) 3 + NaOH (сплав) = 2NaFeO 2 + 2H 2 O 2Fe(OH) 3 +Na 2 СO 3(сплав) = 2NaFeO 2 + СО 2 + 3H 2 O

25 Реагируют с щелочами: FeCL 2 + 2NaOH= Fe(OH) NaCL Реагируют с более активными металлами: FeCL 2 + Mg= MgCL 2 + Fe Реагируют с другими солями: Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3BaCL 2 =3BaSO 4 + 2FeCL 3 Реагируют с кислотами: FeS + 2HCl=FeCL 2 + H 2 S

26 FeCl 2 + 2NaOH= =Fe(OH) 2 +2NaCL Fe 2+ +2CL - + 2Na + + 2OH - =Fe(OH) 2 + 2Na + + 2OH - Fe OH - = Fe(OH) 2 FeCL 3 +3KOH= =Fe(OH) 3 +3KCL Fe 3+ +3CL - +3K + +3OH - =Fe(OH) 3 +3K + +3OH - Fe 3+ +3OH - =Fe(OH) 3

27 FeCL 2 FeCl 3 NaOH Fe(OH) 2 - осадок темно-зеленого цвета Fe(OH) 3 - осадок коричневого цвета

28 Fe³ реактив – роданид калия KSCN или роданид аммония NH 4 SCN Fe³ реактив – желтая кровяная соль - K[Fe(CN)] Fe² реактив – красная кровяная соль - K[Fe(CN)]

29 FeCl 3 + K [Fe(CN) ] KFe[Fe(CN) 6 ] + 3KCl желтая кровяная соль «берлинская лазурь» Была получена в начале восемнадцатого века (некоторые источники называют дату 1704 год) в Берлине красильщиком Дизбахом (Diesbach). Интенсивный ярко-синий цвет соединения и место получения дали начало названию. Применяется как синий пигмент с торговым названием «милори» Качественные реакции на ионы Fe³

30 FeCl 3 + 3KSCN Fe(SCN) 3 +3KCl роданид калия Fe +3 CI 3 +3NH 4 SCN Fe(SCN) 3 +3NH 4 CI роданид аммония кроваво-красного цвета применение роданидов - для имитации крови (видео)(видео) Качественные реакции на ионы Fe³

31 На ион Fe 2+ - взаимодействие с красной кровяной солью гексацианоферратом (III)калия Fe +2 SO 4 +K 3 [Fe(CN) 6 ]=KFe +3 [Fe +2 (CN) 6 ]+K 2 SO 4 синего цвета «турнбулева синь» (видео) Название «турнбулева синь» происходит от названия шотландской фирмы «Артур и Турнбуль», которая в конце восемнадцатого века производила краски. Окончательно тот факт, что «берлинская лазурь» и «турнбулева синь» это одно и то же вещество был установлен только в двадцатом веке. Качественные реакции на ионы Fe²

32 Кроме солей железа (II) и железа(III) известны соли железа(VI) – ферраты – соли железной кислоты H 2 FeO 4, не существующей в свободном состоянии. Ферраты – сильные окислители 2К 2 FeO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O 2Fe(OH) 3 +N 2 +4KOH Соединения железа (IV) В растворах феррат калия (тёмно-красного цвета) постепенно разлагается с выделением кислорода: 4К 2 FeO H 2 О 4Fe(ОН) 3 +8КОН + 3О 2

33 Железо входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железо - белковых комплексов, которые находятся в печени и селезёнке. В теле взрослого человека содержится примерно 4-6 г железа, из них 65 % в крови. Ежедневно с пищей должно поступать мг железа. Биологическая роль железа

34 Содержание железа в 100 г продукта печень печень 9 мг персики персики 4 мг хлеб хлеб 2 мг грибы грибы свежие свежие 5 мг грибы сушёные грибы сушёные 35 мг яблоки яблоки 3 мг Важнейшие источники железа

35 Практическая роль железа

36 Железо - самый употребляемый металл, на него приходится до 90 % мирового производства металлов Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления трансформаторов, электромоторов и мембран микрофонов. Основная масса железа на практике используется в виде сплавов – чугуна и стали

37 Решётка Летнего сада в Санкт–Петербурге (чугун)

38 В царстве рыжего дьявола Ржа ест железо Русская пословица

39 Скульптура «Рабочий и колхозница» Способы защиты от коррозии ?

40 ? Способы защиты от коррозии

41 Способы защиты от коррозии ? защита подземного трубопровода

42 Способы защиты от коррозии ?

43 В черной металлургии выплавка чугуна и стали сопровождается образованием большого количества отходов: твердых(шлак, пыль), газообразных(дымовые газы), жидких(сточные воды). Из богатых железных руд на 1 т чугуна образуется 1 т пустой породы, а из бедных руд – 2 т. Загрязнение окружающей среды

44 1. Рекультивация земель 2. Комплексное использование руд 3. Улавливание и использование газообразных выбросов 4. Переработка твердых отходов, их использование в качестве вторичного сырья Природоохранные меры

45 Выберите и запишите цифры только тех свойств, которые не относятся к физическим свойствам железа: 1. Серебристо-белый металл 2. Металлический блеск 3. Самый твёрдый металл 4. Tемпература плавления о С 5. Пластичный 6. Легко режется ножом 7. Проводит электрический ток 8. Лёгкий 9. Проводит тепло 10. Легко намагничивается и размагничивается

46 Генетические связи Fe ПРОЙДИТЕ, СОСТАВИВ СООТВЕТСТВУЮЩУЮ СХЕМУ РЕАКЦИЙ, ОТ ОДНОГО УКАЗАННОГО В ЗАДАНИИ ВЕЩЕСТВА К ДРУГОМУ: - ОТ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА (II) ДО ЖЕЛЕЗА - ОТ ЖЕЛЕЗА ДО ОКСИДА ЖЕЛЕЗА(III) FeCl FeCl 2 Fe FeCl 3 Fe(OH) 2 Fe 3 O 4 Fe(OH) 3 Fe OFeSO 4 Fe 2 O 3

47 СЕГОДНЯ Я УЗНАЛ… Я УДИВИЛСЯ… ТЕПЕРЬ Я УМЕЮ… Я ХОТЕЛ БЫ…

48 Домашнее задание П.18, стр. 251 – 257, 32-34

49 Спасибо за работу!