Железо. Характерные качественные реакции на Fe2+ и Fe3+
методическая разработка по химии (9 класс) по теме

Решение экспериментальных задач

урок разработан учителем химии Человечковой Мариной Ивановной

МОУ «гимназия «Дмитров»» г.Дмитров МО.

Тема: " Железо.  Характерные качественные реакции на Fe2+  и   Fe3+ "

Девиз: "Стать химиком-аналитиком можно уже в школе".

Форма урока: Практическая работа.

Цели:

 Обучающие – научить определять опытным путем  катионы железа и  прописывать химические реакции в молекулярном, ионном виде;

Развивающие – логическое  мышление  у  учащихся, способность самостоятельно мыслить и делать выводы,

 формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку, опираясь на знания химии; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; формировать способности к адекватному само- и взаимоконтролю;

Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать культуру общения через работу в парах ученик- ученик, ученик- учитель;

воспитывать наблюдательность, пытливость, инициатива, стремление к самостоятельному поиску.

Методы и методические приемы –  фронтальный опрос. Выполнение лабораторной работы в парах, работа со средствами наглядности (ПСМ, таблица растворимости, карточки.)

Оборудование и реактивы: 

Коллекция "Минералы и горные породы".

Пробирки, пластмассовые штативы.

Растворы: FeCl2, FeCl3, NaOH, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], KSCN.

Повторение

Фронтальный опрос - 5 мин.

Кратко повторим материал предыдущего урока.

1. Какими общими и специфическими свойствами обладают гидроксиды железа?  

2. Какие бывают соли?

3. Каково строение комплексных солей?

4. Как диссоциируют все комплексные соли?    

Техника безопасности:

Какие правила мы должны соблюдать при работе со щелочами?

Какие правила мы должны соблюдать при работе с цианидами?

Мы повторили основные вопросы теории и приступаем  к  практической работе.

Инструктивная карточка для каждого ученика

дата________    класс_____            Фамилия, имя________________________________

Цель:

Оборудование:                                              

                        Ход работы

1. Определение солей железа (II) и (III)

Даны две соли: хлориды железа (II) и (III).

а) Рассмотрите выданные вам сухие соли, опишите их физические свойства (цвет, агрегатное состояние, растворимость в воде)

Fe2+ 

Fe3+ 

б) Определите известной вам качественной реакцией, в какой из пробирок находятся

ионы Fe2+  и   Fe3+.

Напишите уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном видах (полном

и сокращенном), отметьте признаки  реакций.

Fe2+         

Fe3+         

2. Изучение новых качественных реакций на ионы железа

а) Проведите качественную реакцию на Fe2+, определите цвет осадка, назовите вещества.

Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде (полном и сокращенном) с учетом диссоциации вещества:

                K3[Fe(CN)6]             3 K+ + [Fe(CN)6]3-

            FeCI2     +      K3[Fe(CN)6]         Fe3[Fe(CN)6]2 ↓+   КСI 

б) Проведите качественную реакцию на Fe3+  , определите цвет осадка, назовите вещества.  Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде            (полном и сокращенном) с учетом диссоциации вещества:

                                K4[(Fe(CN)6)]       4K+    +    [Fe(CN)6]4-

                        FeCl3   +     K4[Fe(CN)6]       Fe4[Fe(CN)6)]3↓    +      KCl

__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________

в) Провести качественную реакцию на Fe3+  , определите цвет раствора:

                                FeCl3   +     KCNS           Fe(CNS)3↓        +       KCI

                                                                         малодиссоц-е

                                                                             в-во

                                              роданид калия   роданид железа (III)  

Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде (полном и сокращенном), Fe(CNS)3 в растворе не диссоциирует.

___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________

Вывод:  

Fe2+ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Fe3+_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Информационная карта ученика к практической работе

Кровяные соли

Красная                                                                                                       Желтая

 K3[Fe(CN)6]                                                                                           K4[Fe(CN)6]

гексацианоферрат (III) калия                                                     гексацианоферрат (II) калия

 Fe3[Fe(CN)6)]2                                                                                         Fe4[Fe(CN)6]3 

гексацианоферрат (III) железа (II)                                     гексацианоферрат (II) железа (III)

турнбулева синь                                                                     берлинская лазурь    

Информация для учителя и учащихся:

Берлинская лазурь была получена случайно в начале 18 века в Берлине красильных дел мастером Дисбахом. Дисбах купил у торговца необычный поташ (карбонат калия): раствор этого поташа при добавлении солей железа получался синим. При проверке поташа оказалось, что он был прокален с бычьей кровью. Краска оказалась подходящей для тканей: яркой, устойчивой и недорогой. Вскоре стал известен и рецепт получения краски: поташ сплавляли с высушенной кровью животных и железными опилками. Выщелачиванием такого сплава получали желтую кровяную соль. Сейчас берлинскую лазурь используют для получения печатной краски и подкрашивания полимеров.

Турнбулева синь: название "турнбулева синь" происходит от названия шотланской фирмы "Артур и турнбуль", которая в конце восемнадцатого века производила краски. В их  синтезе к "красной кровяной соли" добавляли соль железа (II), при этом получалось соединение очень похожее на "берлинскую лазурь", такого же синего цвета.

Желтая кровяная соль: Сообщение о синтезе желтой кровяной соли было опубликовано в одном из научных журналов английским врачом Джоном Вудвортом в 1725 г. Ученый сообщал, что это соединение было известно задолго до него химикам-ремесленникам, которые получали соль из отходов, скапливающихся на бойнях (кровь, шкуры животных), нагревая их с поташом и металлическим железом. Для выделения желтой кровяной соли реакционную смесь обрабатывали водой и путем кристаллизации выделяли из раствора кристаллогидрат состава К4[Fе(СN)6]•Н2О, который имел желтый цвет. Способ получения и цвет кристаллов определили название соли.

Красная кровяная соль впервые была получена в 1822 г. немецким химиком-аналитиком Леопольдом Гмелиным. Он синтезировал эту соль из желтой кровяной соли путем окисления сильным окислителем. Красная кровяная соль представляет собой темно-красные кристаллы, которые при растворении в воде образуют желтоватый раствор. Комплексный ион этой соли менее устойчив, чем у желтой кровяной соли, и распадается с выделением ионов CN–. По этой причине красная кровяная соль представляет собой сильное ядовитое вещество

Содержание железа в организме человека составляет 0,001%. Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Примерно 55% входит в состав гемоглобина эритроцитов, около 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), 21% откладывается «про запас» в печени и селезёнке. Суточная потребность взрослого человека в железе составляет 10-20 мг и восполняется сбалансированным питанием. В случае большого недостатка железа в организме возникает заболевание – железодефицитная анемия (малокровие).

Гемоглобин – это продукт присоединения гема к особому белку – глобину. Впервые железо в крови человека было обнаружено в XIX в. Это открытие стало настоящей сенсацией. Известен печальный факт, когда влюбленный студент-химик решил подарить избраннице своего сердца кольцо, сделанное из железа собственной крови. Периодически выпуская кровь, юноша получал соединение, из которого затем химическим путем выделял железо. Бедняга погиб от малокровия, так и не набрав железа, нужного для изготовления кольца. Почему? Дело в том, что содержание железа в крови человека составляет около 4–7 г, т.е. весьма мало.

Продукты, которые необходимо включать в рацион, чтобы восполнять недостаток железа?

Содержание железа в основных продуктах питания

Самостоятельная работа (проводится на следующем уроке)

Задание-карточка №1

1.   а)  Составьте уравнения реакций, назовите продукты реакций. б)  Напишите, где возможно, уравнение в ионном виде (полном и сокращенном). в)  Расставьте коэффициенты в реакции №1 методом электронного баланса.  г)   Для реакции №3 и №5 укажите тип химической реакции. д)   Решите задачу, используя реакцию №4:

Оксид железа(II) растворили в 170 г  20% - ного раствора серной кислоты. Определите массу соли в полученном растворе, если выход соли составляет 95% от теоретически возможного.

Fe   FeSO4  Fe (OH)2  FeO  FeSO4  Fe3[Fe(CN)6]2

2.   В составе  каких соединений находится железо в организме человека и животных?

Задание-карточка №2

1.    а)  Составьте уравнения реакций,  назовите продукты реакций. б)  Напишите, где возможно, уравнение в ионном виде (полном и сокращенном). в)  Расставьте коэффициенты в реакции №1 методом электронного баланса.  г)  Для реакции №1 и №5 укажите тип химической реакции. д)   Решите задачу, используя реакцию №5:

Какое количество вещества и сколько граммов желтой кровяной соли нужно взять для реакции, чтобы получить  240 г  берлинской лазури.

Fe   Fe2(SO4)3 Fe (OH)3  Fe2O3  Fe2(SO4)3  Fe4[Fe(CN)6]3 

2.  Какие продукты могут восполнить недостаток железа в организме человека и животных?