Презентация "Железо и его соединения" по химии – проект, доклад. Железо презентация к уроку по химии на тему Взаимодействие с простыми веществами - неметаллами

Слайд 2

План

Железо как химический элемент
Нахождение в природе и применение железа
Физические свойства
Химические свойства

Слайд 3

Железо как химический элемент

Химический элемент VIII гр. периодической системы Д.И. Менделеева.
Атомный номер 26,
атомная масса 55.847.

Слайд 4

Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно широко.

На его долю 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. По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире.

В морской воде 1·10–5 - 1·10–8% железа.

Слайд 5

красный железняк (руда гематит Fe2O3)
бурый железняк (руда гидрогетит НFeO2·nH2O)
пирит FeS2 (другие названия - серный колчедан, железный колчедан, дисульфид железа

Слайд 6

бурый железняк (руда гидрогетит НFeO2 · nH2O)
красный железняк(руда гематит Fe2O3)

Слайд 7

шпатовый железняк (руда сидерит FeСO3)
магнитный железняк (руда магнетит Fe2O4)

Слайд 8

В организме человека

Железо содержится в крови – гемоглобине, а именно в красных кровяных тельцах – эритроцитах.

Слайд 9

В растениях

Железо влияет на процесс фотосинтеза.

Слайд 10

В быту человека

Из железа изготавливают различные виды транспорта

Слайд 11

В военной промышленности

Слайд 12

Железо в истории

В истории железо известно очень давно. из него изготовляли многое. Например доспехи, латы, оружие и т. д.

Слайд 13

Физические свойства

Железо - сравнительно мягкий ковкий серебристо-серый металл.
Температура плавления – 1535 0С
Температура кипения около 2800 0С
При температуре ниже 770 0С железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается, и из него можно изготовить магнит).
Выше этой температуры ферромагнитные свойства железа исчезают, железо «размагничивается».

Слайд 14

Химические свойства

Железо, отдавая два внешних электрона, проявляет степень окисления +2;
отдавая три электрона (два внешних и один сверхоктетный с предпоследнего энергетического уровня), проявляет степень окисления +3.Fe-2e=Fe+2 Fe-3e=Fe+3
Электронные структуры 3d- и 4s-орбиталей атома железа и ионов Fe+2 и Fe+3 можно изобразить так:

Слайд 15

Железо - активный металл.На воздухе образуется защитная оксидная пленка, препятствующая ржавению металла.

3Fe + 2O2 = Fe2O3 FeO (Феррит железа)

Во влажном воздухе железо окисляется и покрывается ржавчиной, которая частично состоит из гидратированного оксида железа (III).

4Fe + 3О2 + 6Н2О = 4Fe(ОН)3

Слайд 16

Взаимодействие с простыми веществами:

Горит в кислороде

3 Fe + 2 O2 =Fe3 O4

Реагирует с хлором

2Fe + 3 Cl2 = 2FeCl3

Взаимодействует с серой

Слайд 17

Железо вытесняет из растворов солей металлы, находящиеся в электрохимическом ряду напряжений правее железа:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

При высокой температуре (700-900°С) железо реагирует с парами воды:

3Fe+4Н2O=Fe3O4+4Н2

Слайд 18

С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

С концентрированными серной и азотной кислотами железо не реагирует. Эти кислоты создают на поверхности металла такую прочную и плотную пленку оксида, что металл становится совершенно пассивным и уже не вступает в другие реакции.Растворяется железо в разбавленной азотной кислоте.

8Fe+30HNO3=8Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2O

Презентация о химическом элементе Железо (Fe).

Железо - один из семи металлов древности. Весьма вероятно, что человек познакомился с железом метеоритного происхождения раньше, чем с другими металлами.

Многие древние народы познакомились с железом, как с металлом, упавшим с неба, т. е. как с метеоритным железом. O том, что древние люди пользовались вначале именно железом метеоритного происхождения, свидетельствуют и распространенные у некоторых народов мифы о богах или демонах, сбросивших с неба железные предметы и орудия, - плуги, топоры и пр. Интересен также факт, что к моменту открытия Америки индейцы и эскимосы Северной Америки не были знакомы со способами получения железа из руд, но умели обрабатывать метеоритное железо. (метеорит)

В древности и в средние века семь известных тогда металлов сопоставляли с семью планетами, что символизировало связь между металлами и небесными телами.Такое сопоставление стало обычным более 2000 лет назад и постоянно встречается в литературе вплоть до XIX века. Кусочек железа Марс

Железо – второй по распространённости металл на планете(после алюминия). Содержание в земной коре составляет 4,65% по массе. Известно свыше 300 минералов, из которых слогаются месторождения железных руд. Промышленное значение имеют руды с содержанием Fe свыше 16%. Важнейшие рудные минералы, содержащие железо: магнитный железняк Fe3O4 (содержит 72,4% Fe), гематит Fe2O3 (65% Fe), гетит Fe2O3H2O ,(до 60%Fe),

В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Химический знак Fe (феррум). Порядковый номер 26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2. Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 и, иногда+6.

Физические свойства Чистое железо - серебристо-белый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами. Плотность железа 7,87 г/см3, температура плавления 1539С.

Железо имеет две кристаллические модификации. Ниже 910? С устойчиво железо, обладающее объемно-центрированной кубической решеткой.Между 910-1400 устойчиво железо с гранецентрированной решеткой.

Получение железа. В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий: C + O2 =CO2, CO2 + C =2CO, 3Fe2O3 + CO= 2Fe3O4 + CO2, Fe3O4 + CO =3FeO + CO2, FeO + CO= Fe + CO2.

Химические свойства. В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними 2Fe + 3Cl2= 2FeCl3 Хлорид железа (III) 3Fe + 2O2 =Fe3O4 Оксид железа (III) Fe + S= FeS Сульфид железа (II) При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором 3Fe + C= Fe3C Карбид железа (цементит) 3Fe + Si= Fe3Si Силицид железа 3Fe + 2P= Fe3P2 Фосфид железа (II) Во влажном воздухе железо быстро окисляется (корродирует) 4Fe + 3O2 + 6H2O= 4Fe(OH)3,

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом средней активности. Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных металлов и у алюминия. Только при высокой температуре раскаленное железо реагирует с водой: 3Fe + 4H2O= FeO*Fe2O3+ 4H2

При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная серная кислота окисляет железо до сульфата железа (III) 2Fe + 6H2SO4 =Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O. Разбавленная азотная кислота окисляет железо до нитрата железа (III) Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3 + NO + 2H2O.

Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu. Соединения железа (II) . Оксид железа (II) FeO черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Оксид железа (II) получают восстановлением оксида железа(III) оксидом углерода (II) Fe3O4 + CO= 3FeO + CO2.

Оксид железа (III) Fe2O3 порошок бурого цвета, не растворяется в воде. Оксид железа (III) получают разложением гидрооксида железа (III) 2Fe(OH)3= Fe2O3 + 3H2O

Гидрооксид железа (II) Fe(OH)2 порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают его из солей железа (II) при взаимодействии их со щелочами FeSO4 + 2NaOH= Fe(OH)2 + Na2SO4,

Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из кислот водород Fe + 2HCl =FeCl2 + H2 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2

Металлическое железо взаимодействует при нагревании с концентрированными (более 30%) растворами щелочей, образуя гидроксокомплексы. Под действием сильных окислителей при нагревании железо может образовывать соединения в степени окисления (+VI) – ферраты: Fe + 2KNO3 = K2FeO4 + 2NO

Применение и биологическая роль железа и его соединений. Важнейшие сплавы железа: чугуны и стали являются основными конструкционными материалами практически во всех отраслях современного производства.

Хлорид железа (III) FeCl3 применяется для очистки воды. В органическом синтезе FeCl3 применяется как катализатор. Нитрат железа Fe(NO3)3 используют при окраске тканей.

Железо является одним из важнейших микроэлементов в организме человека и животных (в организме взрослого человека содержится в виде соединений около 4 г Fe). Оно входит в состав гемоглобина, миоглобина, различных ферментов и других сложных железобелковых комплексов, которые находятся в печени и селезенке. Железо стимулирует функцию кроветворных Органов.

Главные месторождения находятся в России, Норвегии, Швеции, США.

СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ

ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

История производства и использования железа берет свое начало в доисторической эпохе, скорее всего, с использования метеоритного железа. Выплавка в сыродутной печи применялась в 12 веке до н. э. в Индии, Анатолии и на Кавказе. Также отмечается использование железа при выплавке и изготовлении орудий и инструментов в 1200 году до н. э. в Африке южнее Сахары. Уже в первом тысячелетии до н. э. использовалось кованное железо.

Нахождение в природе

В земной коре железо распространено достаточно широко - на его долю 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.

Встречается железо в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном виде железо находят в метеоритах, изредка встречается самородное железо (феррит) в земной коре как продукт застывания магмы .

красный железняк ( гематит - Fe 2 O 3 ; содержит до 70 % Fe)

бурый железняк ( лимонит -

FeOOH;

содержит до 65%)

Наибольшее практическое значение из руд и минералов

имеют

магнитный железняк ( магнетит - Fe 3 O 4 ;

содержит 72,4 % Fe),

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Железо – пластичный блестящий металл серо-белого цвета, способный растворять углерод и другие элементы, что создает условия для получения сплавов на его основе. Железо легко куется в холодном и нагретом состоянии, поддается различным способам механической обработки

ЖЕЛЕЗО И ЕГО СВОЙСТВА

Для чистого железа при нормальном давлении, с точки зрения металловедения, существуют следующие устойчивые модификации :

От абсолютного нуля до 910 °C устойчива α-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.
От 910 до 1400 °C устойчива γ-модификация с гранецентрированной кубической (ГЦК) кристаллической решёткой.
От 1400 до 1539 °C устойчива δ-модификация с объёмноцентрированной кубической (ОЦК) кристаллической решёткой.