Креативный урок химии по теме «Железо: химический элемент и простое вещество. Соединения железа» в 9-м классе

Цель: создать условия для усвоения темы урока, способствовать овладению универсальными учебными действиями (УДД), развитию мыслительных операций школьников средствами технологии проблемного обучения, развитию информационной, коммуникативной компетентности учащихся.

Задачи:

1) предметные: знать особенности электронного строения атома железа как представителя химических элементов побочной подгруппы; расширить и углубить знания обучающихся о свойства металлов на примере железа и его соединений; уметь записывать уравнения окислительно-восстановительных реакций с участием железа-простого вещества (взаимодействие с кислотами-окислителями); составлять генетические ряды железа (II) и (III) и осуществлять превращения с участием соединений железа; развивать познавательный интерес у школьников при проведении химического эксперимента (проведение качественных реакций на соединения железа (II) и (III)); развивать интеллектуальные умения и приемы умственной деятельности (анализ, синтез, сравнение) при решении химических задач.

2) метапредметные:

– познавательная: уметь работать с текстом учебника, Периодической системой химических элементов Д.И.Менделеева, таблицей растворимости, электрохимическим рядом напряжений металлов, с другими справочными материалами; работать с картосхемами и фото, электронным приложением; конструировать вопросы: простые, сложные; устанавливать причинно-следственные связи, решать проблемные задачи;

– коммуникативная: уметь слушать и слышать партеров в процессе решения проблемных задач, доказывать эффективные пути решения проблемных задач, предлагать конкретные решения проблем, оформлять решение в устной и письменной форме; оценивать результаты своей учебной деятельности в группе; развивать умение устанавливать причинно-следственные связи; формировать умение применять полученные знания в новой учебной ситуации.

– регулятивная: уметь организовывать внимание, формировать творческие группы, оценивать свое эмоциональное состояние по результатам работы в группе, прогнозировать результаты своей деятельности на уроке, оценивать результаты своей учебной деятельности по определенным критериям, работать с путеводителем, оценивать результаты своей учебной деятельности в группе;

3) личностные: уметь осуществлять саморазвитие и самообразование через выбор разных способов получения знаний, повышение мотивации к обучению, самоконтролю, развивать умение устанавливать причинно-следственные связи; формировать умение применять полученные знания в новой учебной ситуации.

Методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый, проблемного изложения, использование ТРИЗ технологии.

Организации познавательной деятельности: Сегодня педагогам предлагают новые методики и технологии современного урока, направленные на получение качественного общего образования и на становление личностных характеристик выпускника. Одна из них НФТМ-ТРИЗ – непрерывное формирование творческого мышления и развитие творческих способностей учащихся. Структура креативного урока по методологии творчества отличается от традиционного урока и включает в себя блоки, где реализуют цель занятия, адекватные целям креативного образования в целом [3].

Блок 1 (мотивация): представляет собой специально отобранную систему оригинальных объектов-сюрпризов, способных вызвать удивление учащегося. Этот блок обеспечивает мотивацию учащегося к занятиям и развивает его любознательность.

Блок 2 (содержательная часть) содержат программный материал учебного курса и обеспечивают формирование системного мышления и развитие творческих способностей.

Блок 3 (психологическая разгрузка) представляет собой систему психологической разгрузки. Психологическая разгрузка реализуется через упражнения по гармонизации развития полушарий головного мозга, через аутотренинг, через систему спортивно-эмоциональных игр, театрализацию и др.

Блок 4 (головоломка) представляет собой систему усложняющихся головоломок, воплощённых в реальные объекты, в конструкции которых реализована оригинальная, остроумная идея.

Блок 5 (интеллектуальная разминка) представляет систему усложняющихся заданий, направленных на развитие мотивации, дивергентного и логического мышления и творческих способностей учащихся.

Блок 6 (резюме) обеспечивает обратную связь с учащимися на уроке и предусматривает качественную и эмоциональную оценку учащимся самого урока.

Формы работы: фронтальная, групповая, парная, индивидуальная.

Средства обучения:

Интерактивная доска, схемы, таблицы, учебник, дополнительная литература, химический эксперимент, лабораторное оборудование, видео фрагменты из единой коллекции цифровых образовательных ресурсов.

Лабораторный штатив, колбы, пробирки, стеклянные палочки, растворы FеSO₄, FеС1₂, FеС1₃, NаОН, НСl, К₃[Fе (СN)₆], К₄[Fе(СN)₆], КСNS.

 

 

Вступительное слово учителя химии:

– Добрый день, ребята. Сегодня мы продолжаем изучать материал по металлам.

История древних цивилизаций неразрывно связана с историей металлов и сплавов. С глубокой древности человеку были известны семь металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо и ртуть. Каждый из этих металлов сыграл свою роль в развитии человечества. Век каменный сменился веком медным, за ним последовал век бронзовый, затем наступило многовековое господство железного века. Железный век продолжается и сегодня, так как примерно 90 % всех используемых металлов и сплавов - это сплавы на основе железа.

Среди металлов самый славный

Важнейший древний элемент.

В тяжелой индустрии главный,

Знаком с ним каждый человек.

Родился в огненной стихии,

Расплав его течет рекой,

Важнее нет в металлургии,

Он нужен всей стране родной.

Тема нашего урока «Железо: химический элемент и простое вещество. Соединения железа».

Этот метод позволяет получить информацию об изучаемом предмете или объекте через вопросы, кратко выражать свои мысли, слушать и слышать другого, искать творческие подходы к изучению темы.

– Охарактеризуйте положение железа в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

– Составьте электронную формулу атома железа.

– Назовите главное различие между атомом железа и атомами изученных химических элементов металлов (железо – элемент побочной подгруппы, у атома железа происходит заполнение электронами не внешнего, а предвнешнего электронного слоя).

– Где располагаются валентные электроны у атома железа?

Железо – элемент с переменной валентностью. Железо в соединениях может проявлять степени окисления +2, +3, +6 (менее характерна).

Видео из интерактивного учебного пособия «Наглядная химия», Металлы.

Учащимся показываю видеосюжеты о физических свойствах железа.

– Какое строение имеет простое вещество железо?

– Какими особыми свойствами обладает железо? (серебристо-белый металл, обладает большой ковкостью и пластичностью, сильными магнитными свойствами, имеет плотность 7,87 г/см³, t_пл=1539°С).

– Назовите металлы, которые так же обладают высокой пластичностью и ковкостью.

Внимание на проектор (рис. 1). Вопросы классу:

 

 

– Что вы видите на рисунке?

– Объясните, в каком температурном интервале железо имеет наибольшую плотность и почему?

– Какие типы кристаллических решеток вам известны?

– Какое положение в электрохимическом ряду напряжений занимает железо?

– Как вы думаете, при каких условиях железо становится химически активным?

– С какими веществами будет взаимодействовать железо?

(С простыми веществами-неметаллами, со сложными веществами - кислотами, солями).

– Какие свойства проявляют соединения железа (II) и (III)?

(Оксид и гидроксид железа (II)- основные свойства, оксид и гидроксид железа (III)- амфотерные свойства).

Знакомство с химическими свойствами железа и его соединений проводится по группам. Групповая работа помогает учащимся применять предметные знания и умения, участвовать в общем диалоге, соотносить свою деятельность с деятельностью остальных членов группы, формировать адекватную самооценку.

Учащимся раздаю листки с заданиями на составление уравнений реакций, характеризующих химические свойства железа и его соединений. Задания разные по уровню сложности: одни уравнения записываются сразу, написание других уравнений вызывает бурную дискуссию и обсуждение. (Железо с неметаллами - кислородом, серой, хлором, бромом- реагирует по-разному: в одних случаях образуются соли железа (II), в других-соли железа (III), по-разному реагирует железо с кислотами: с водными растворами, с концентрированными кислотами, с азотной кислотой).

Для разрешения проблемной ситуации учащимся предлагаю демонстрационный эксперимент: в 3 пробирки помещаю измельченное железо и приливаю: раствор соляной кислоты, раствор серной кислоты, концентрированную серную кислоту.

Химический эксперимент всегда вызывает живой интерес у учащихся, появляются новые идеи и мысли. Ребята наблюдают за изменениями, делают выводы: железо реагирует с водными растворами кислот при комнатной температуре, но не взаимодействует с концентрированной серной кислотой (с горячей кислотой реакция протекает). 

Выполнение лабораторной работы «Качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe^3+»

Инструкция по проведению лабораторной работы «Качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺»

Цель. Научиться проводить качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺.

Оборудование и реактивы. HCl, NaOH, хлорид железа(ІІІ) FeCl₃, сульфат железа(ІІ) FeSO₄, красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆], желтая кровяная соль K₄[Fe(CN)₆], роданид калия KCNS.

1) В пробирку № 1 налейте раствор сульфата железа(ІІ), в пробирку № 2 – хлорид железа(ІІІ). В обе пробирки прилейте раствор красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆]. Отметьте окраску полученных веществ.

2) В пробирку № 3 налейте раствор сульфата железа(ІІ), в пробирку № 4 – хлорид железа(ІІІ). В обе пробирки прилейте раствор желтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆]. Отметьте окраску полученных веществ.

3) В пробирку № 5 налейте раствор хлорида железа(ІІІ). В эту же пробирку прилейте раствор роданида калия KCNS. Отметьте цвет полученного раствора.

Результаты опытов оформите в виде таблицы.

 

№ пробирки	Содержимое пробирки	Цвет содержимого пробирки до реакции	Цвет содержимого пробирки после реакции
1	FeSO4
2	FeCl3
3	FeSO4
4	FeCl3
5	FeCl3

 

Выводы и наблюдения по работе учащиеся записывают в тетради.

Учащимся предлагаю видеоролики «Опыты профессора Лизуна».

После просмотра видео экспериментов записываем в рабочих тетрадях выводы по свойствам железа и его соединений.

– Железо относится к металлам средней активности.

– При обычных условиях железо малоактивно, оно реагирует при нагревании и измельчении.

– Пассивируется на холоду кислотами-окислителями.

– Во влажном воздухе постепенно окисляется (ржавеет).

– Оксид железа (II) и гидроксид железа (II) являются основными.

– Оксид железа (III) и гидроксид железа (III) проявляют слабоамфотерные свойства с преобладанием основных.

– Соли железа (II) и (III) проявляют все характерные свойства солей.

– В окислительно-восстановительных реакциях соединения железа (II) проявляют выраженные восстановительные свойства, соединения железа (III) проявляют окислительно-восстановительную двойственность с преобладанием основных свойств.

Физминутка для улучшения мозгового кровообращения.

И.п. – сидя, руки на поясе: 1-повернуть голову направо, 2-и.п. и то же – налево. Повторить 6-8 раз. Темп медленный.

И.п.- сидя, руки на плечи, кисть сжать в кулаки: 1- наклонить голову назад, 2-и.п. и то же вперед. Повторить 6-8 раз.

И.п. – стоя, руки поднять вверх, кисти произвольно. Прогнуть спину, сгруппироваться, обняв правой рукой левое плечо, левой рукой правое плечо, потянуться.

Интеллектуальная разгрузка. Учащимся предлагаю посмотреть видео «Чугунные кружева Санкт-Петербурга». (Железо и сплавы на его основе – это не только основа развития техники, но и важнейший материал искусства).

Провожу демонстрационный опыт.

В пробирку наливаю раствор нитрата железа (II), к содержимому пробирки добавляю раствор гидроксида натрия, при этом наблюдаем образование светло-зеленого осадка. Часть образовавшейся смеси выливаю в другую пробирку. Первую пробирку закрепляю в лапке штатива и оставляю открытой. В другую пробирку добавляю несколько капель пероксида водорода, выпадает бурый осадок.

– Какие химические реакции мы наблюдаем?

– Объясните, что произошло во второй пробирке при добавлении пероксида водорода?

(В первой пробирке наблюдаем образование гидроксида железа (II), во второй пробирке при добавлении H₂O₂ происходит быстрое окисление гидроксида выделяющимся кислородом до гидроксида железа (III)).

– Какие изменения мы наблюдаем в первой пробирке?

– Дайте объяснения происходящему?

(В первой пробирке образуется бурый осадок, происходит окисление гидроксида железа (II) кислородом воздуха. Эта реакция протекает медленнее, чем в присутствии H₂O₂).

Почему нередко комнатные растения, посаженные в металлическую банку из-под консервов, растут лучше, чем такие же растения в глиняных горшках?

– Из чего изготовлены консервные банки?

– Какие металлы входят в их состав?

– Являются ли они биогенными элементами?

– Объясните химические процессы, упоминаемые в этом задании.

1. В столице Индии в городе Дели на площади во дворе мечети находится знаменитая железная колонна. Эта колонна является одним из семи чудес света. Железная колонна в Индии стоит уже почти 16 веков не разрушаясь. Как сумели древние мастера создать химически чистое железо, которое трудно получить даже в современных электрических печах? Железо способно разрушаться на воздухе, очень быстро происходит ржавлениепод действием факторов внешней среды, а железная колонна стоит с 5-го века в целости и сохранности.

Учащиеся выдвигают гипотезы:

– в средствах массовой информации, в литературе есть сведения о том, железная колонна изготовлена из метеоритного железа (космическое железо обладает особыми свойствами, оно устойчиво к коррозии);

– если в состав железа ввести антикоррозионное вещество, то железо не будет ржаветь;

– если колонна имеет гладкую поверхность, то влага не оседает на ней и не образуется гальванической пары, способствующей разрушению;

– если в составе сплава колонны есть вещества, которые реагируя с железом, влагой, кислородом воздуха, создали защитный антикоррозионный слой.

Индивидуальная работа учащихся:

2. Даны вещества: железо, цинк, растворы хлорида железа (III), гидроксида калия, азотной кислоты, серной кислоты. Как получить гидроксид железа (II). Используя вещества только из этого списка, в результате проведения двух последовательных реакций.

3.Железную пластинку массой 16,8 г опустили в раствор, содержащий 2,7 г хлорида меди (II). После окончания реакции пластинку извлекли из раствора. Высушили и взвесили. Найдите массу пластинки после реакции. 

А сейчас закрепим полученные знания. Учащимся предлагается выполнить проверочную работу в форме блиц опроса.

а) железом и кислородом в присутствии воды;

б) оксидом железа (II) и раствором соляной кислоты;

в) железом и кислородом;

г) железом и раствором серной кислоты.

9. Приведите примеры соединений железа, которые могут проявлять окислительные свойства.

10. Железо является биогенным элементом. Назовите белок, в состав которого входит железо.

После выполнения заданий учащиеся обмениваются работами и проверяют друг у друга, согласно ответам на экране.

Оценки: за активную работу в группе по карточкам, за выполнение лабораторной работы, за проведение исследовательской работы, самым активным учащимся класса, всем остальным-после проверки проверочной работы.

Пар.17, упр.1,4,6 письм., по группам подготовить сообщения по темам:

1. Биологическая роль железа и его соединений.

2. Основные источники железа (пищевые).

3. Применение железа и его соединений (можно в виде блок-схемы)