Презентация на тему "железо". Презентация "Железо и его соединения" по химии – проект, доклад Железо его физические и химические свойства презентация
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.
УГЛЕРОД
Элемент - неметалл
IV группа главная подгруппа
№ 6 в периодичес-кой системе
C
Основа всех живых организмов
Аллотропные модификации углерода имеют атомную кристаллическую решетку.
Их строение
Графит
Алмаз
Фуллерен
Алмаз
… это самое твердое вещество на Земле, тугоплавкое с высоким показателем преломления
Применяется в:
- Обрабатывающей промышленности
- Электротехнике
- Горной промышленности
- Ювелирном производстве
Графит
… это мягкое серо-черное вещество,
тугоплавкое, являющееся
полупроводником со слоистой структурой.
Применяется в:
- Графитовых стержнях-электродах
- Производстве теплозащитного
материала для головных частей ракет (термостойкость)
- Получении тиглей
- Изготовлении минеральных красок
- Карандашной промышленности
Производство чугуна и стали
В медицине (уголь активированный)
Для изготовления электродов
Применение углерода
В ювелирной промышленности
Карандашная промышленность
ФЕРРИТ
- твердый раствор углерода в α-железе.
Характеризуется незначительными величинами твердости и прочности и высокой пластичностью
АУСТЕНИТ
- твердый раствор углерода в γ-железе
- высокопластичен, но более тверд, чем феррит
ЦЕМЕНТИТ
- химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fе 3 С
Самая твердая и хрупкая составляющая железоуглеродистых сплавов .
ПЕРЛИТ
- механическая смесь феррита и цементита.
Обладает высокими прочностью, твердостью и повышает механические свойства сплава.
ЛЕДЕБУРИТ
- механическая смесь аустенита и цементита.
Имеет высокую твердость и большую хрупкость .
ГРАФИТ
- свободный углерод, расположенный в основной массе металла в виде пластинок или зерен .
Микроструктура чугуна с различной формой графита: а - пластинчатый графит в сером чугуне, б - шаровидный графит в высокопрочном чугуне,
в – хлопьевидный графит в ковком чугуне
СТАЛЬ
- сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2 %.
ЧУГУН
- сплав железа с углеродом, содержащие более 2% углерода .
Слайд 1
РАЗРАБОТКА ТЕМЫ 9 КЛАССА: «ЖЕЛЕЗО И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ
Работу выполнили: Учителя химии ГБОУ СОШ № 1465 имени Н.Г.Кузнецова Попова Светлана Анатольевна и ГБОУ СОШ № 880 Гершановская Евгения Владимировна Город Москва
Слайд 2
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Положение В периодической системе
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
ОТКРЫТИЕ И ПОЛУЧЕНИЕ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЖЕЛЕЗО В ОРГАНИЗМЕ И ЕГО РОЛЬ
СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ СВОЙСТВА
ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И ЕГО СПЛАВОВ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
П Р О В Е Р К А ф о л ь к л о р
Слайд 3
Fе элемент № 26
элемент 4- ого периода
четвертый по распространенности в земной коре, второй среди металлов
элемент 8 группы побочной подгруппы
ставшее международным, латинское название «Ferrum», от греко-латинского «быть твердым»
Слайд 4
Электронное строение атома железа
Fe +26 2е 8е 14е 2е
1S22S22P63S23P63D64S2 возможные степени окисления +2 и +3
Слайд 5
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.
Слайд 6
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
Слайд 7
Наиболее распространенные и добываемые руды и минералы
магнитный железняк (магнетит - Fe3O4; содержит 72,4 % Fe),
бурый железняк (лимонит - Fe2О3*пН2О; содержит до 65% Fe)
красный железняк (гематит - Fe2O3; содержит до 70 % Fe)
железный шпат (сидерит – FeCO3 содержит до 48% Fe)
Слайд 8
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
Слайд 9
Физические свойства железа
серебристо-серый
тугоплавкий (Т пл.=15350C)
Тяжелый (плотность=7,8 г\см3) ковкий; обладает магнитными свойствами
Слайд 10
Химические свойства Реакции с простыми веществами
Железо сгорает в чистом кислороде при нагревании:4Fe +3O2=2Fe2O3
Реагирует с порошком серы при нагревании:Fe +S = FeS
Реагирует с галогенами при нагревании:2Fe + 3CL2=2FeCL3
Слайд 11
Химические свойства Реакции со сложными веществами
С кислотами: А) с соляной кислотой 2HCL + Fe = FeCL2 + H2 Б) с серной кислотой H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 С солями: Fe + CuSO4= Cu + FeSO4 С водой(при высокой температуре): 3Fe + 4H2O=Fe3O4 +4H2 (железная окалина)
Слайд 12
Железо разрушается под действием окружающей среды, т.е. подвергается коррозии – «ржавлению». При этом на поверхности образуется «ржавчина».
4Fe + 2Н2О + ЗО2 = 2(Fe2O3 Н2О)
Слайд 13
Слайд 14
Соли (+2) (+3)- растворимые и нерастворимые: Fe(NO3)2, FeCL3, Fe2(SO4)3 , FeS…..
оксиды: FeO, Fe2O3 Fe3O4
гидроксиды: Fe(OH)2 Fe(OH)3
Слайд 15
ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА
FeO - основный оксид
Fe2O3- слабовыраженный амфотерный оксид
Fe3O4- смешанный оксид (FeO и Fe2O3)
Слайд 16
Химические свойства FeO с кислотами: FeO + 2HCL=FeCL2 + H2O 2) с более активными металлами: 3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3
Химические свойства Fe2O3 1) с кислотами: Fe2O3 + 3H2SO4=Fe2(SO4)3 + 3H2O 2) с более активными металлами Fe2O3 + 3Mg=3MgO +2Fe
Химические свойства Fe3O4 1) с кислотами Fe3O4 + 8HCL=FeCL2 +2FeCL3 + 4H2O 2) также с более активными металлами Fe3O4 +4 Zn=4 ZnO +3Fe
Слайд 17
ГИДРОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА
Fe(OH)2 и Fe(OH)3
Окисление: 4Fe(OH)2+ O2 +2H2O=4Fe(OH)3
Слайд 18
Fe(OH)3 реагирует с конц. щелочами Fe(OH)3 + 3NaOH=Na3(Fe(OH)6)
1)Реагируют с кислотами: Fe(OH)2 + 2HNO3= Fe(NO3)2 + 2H2O Fe(OH)3 + 3HCL=FeCl3+3H2O 2)Разлагаются при нагревании: 2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2O Fe(OH)2=FeO + H2O
Слайд 19
Соли железа
Реагируют с щелочами: FeCL2 + 2NaOH= Fe(OH)2 + 2 NaCL Реагируют с более активными металлами: FeCL2 + Mg= MgCL2+ Fe Реагируют с другими солями: Fe2(SO4)3 + 3BaCL2=3BaSO4 + 2FeCL3 Реагируют с кислотами: FeS + 2HCl=FeCL2 + H2S
Слайд 20
КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА Соли железа (+2) и (+3)
Реакция со щелочью
FeCl2 + 2NaOH= =Fe(OH)2 +2NaCL Fe2+ +2CL- + 2Na+ + 2OH-=Fe(OH)2 + 2Na+ + 2OH- Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
FeCL3+3KOH= =Fe(OH)3+3KCL Fe3+ +3CL- +3K+ +3OH-=Fe(OH)3 +3K+ +3OH- Fe3+ +3OH- =Fe(OH)3
Слайд 21
FeCL2 FeCl3 NaOH
Fe(OH)2 -осадок темно-зеленого цвета
Fe(OH)3 - осадок коричневого цвета
Слайд 22
Железо в организме
Железо в виде ионов присутствует в организмах всех растений и животных и, конечно же, человека, но в растениях и животных в малых количествах (в среднем 0,02%). Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода ко всем органам и окислительных процессах. В организме человека с массой тела прниблизительно70 кг содержится 4,2 г железа, а в 1 л крови – 450 мг. При недостатке железа в организме развивается железистая анемия. Перенос железа в организме осуществляет важнейший белок –гемоглобин, в котором находится больше половины всего железа организма.
Слайд 23
Основная роль железа в организме – участие в «рождении» красных (эритроцитов) и белых (лимфоцитов) кровяных клеток. Эритроциты содержат гемоглобин - переносчик кислорода, а лимфоциты ответственны за иммунитет.
Почти 60%, поступающего в организм железа расходуется на синтез гемоглобина. Некоторое количество (примерно 20%) - откладывается в мышцах, костном мозге, печени и селезенке. Еще 20% его используется для синтеза различных ферментов.
Слайд 24
гречка говядина печень белая капуста
хлеб грубого помола и черный хлеб
бобы и курага орехи мясо кур яблоки
Продукты, богатые Железом
Слайд 25
Будьте внимательны к своему здоровью: наличие достаточного количества гемоглобина – это наша жизнь!!! При анемии (недостатке гемоглобина) увеличьте в своем рационе количество нежирного говяжьего мяса и печени, красной икры, а также яичных желтков.
Э Т О В А Ж Н О И П О Л Е З Н О З Н А Т Ь!!!
Слайд 26
Слайд 27
Чистое железо имеет довольно ограниченное применение. Его используют при изготовлении сердечников электромагнитов, как катализатор химических процессов, для некоторых других целей. Находят широкое применение и многие соединения железа. Так, сульфат железа (III) используют при водоподготовке, оксиды и цианид железа служат пигментами при изготовлении красителей и так далее.
Но сплавы железа - чугун и сталь - составляют основу современной техники
Слайд 28
С П Л А В Ы Ж Е Л Е З А
Чугун Fe - 90-93% C - 2-4,5% хрупкость
Сталь Fe - 95-97% C - 0,3-1,7% ковкость
Слайд 29
Железо сегодня
Гидроэлектро- станции и опоры линий электропередач
Трубопроводы для воды, нефти и газа
Автомобили, Тракторы, Подводные лодки, Бытовые приборы, Другие предметы
Слайд 30
Ф О Л Ь К Л О Р о Ж Е Л Е З Е
1 слайд
Железо Работу выполнил ученик 9 класса Склянкин Владимир ГБОУ СОШ № 1465 имени Н.Г.Кузнецова Город Москва Руководитель: учитель химии Попова Светлана Анатольевна
2 слайд
Fe Это элемент № 26 Это элемент 4- ого периода Четвертый по распространенности элемент в земной коре, второй среди металлов Это элемент 8 группы побочной подгруппы
3 слайд
4 слайд
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.
5 слайд
Наибольшее практическое значение из руд и минералов имеют магнитный железняк (магнетит - Fe3O4; содержит 72,4 % Fe), бурый железняк (лимонит - FeOOH; содержит до 65%) красный железняк (гематит - Fe2O3; содержит до 70 % Fe)
6 слайд
Наибольшее практическое значение из руд и минералов имеют магнитный железняк (магнетит - Fe3O4; содержит 72,4 % Fe), бурый железняк (лимонит - FeOOH; содержит до 65%Fe) красный железняк (гематит - Fe2O3; содержит до 70 % Fe)
7 слайд
Физические свойства железа Железо- сравнительно мягкий, ковкий серебристо-серый металл Температура плавления 15350C Температура кипения 28000C При температуре ниже 7700C железо обладает ферромагнитными свойствами (оно легко намагничивается)
8 слайд
Химические свойства 1. Реакции с простыми веществами Железо сгорает в чистом кислороде при нагревании:4Fe +3O2=2Fe2O3 Реагирует с порошком серы при нагревании:Fe +S = FeS Реагирует с галогенами при нагревании:2Fe + 3CL2=2FeCL3
9 слайд
Химические свойства 2. Реакции со сложными веществами С кислотами: А) с соляной кислотой 2HCL + Fe = FeCL2 + H2 Б) с серной кислотой H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2 С солями: Fe + CuSO4= Cu + FeSO4
10 слайд
Железо в организме Железо присутствует в организмах всех растений и животных, но в малых количествах (в среднем 0,02%). Основная биологическая функция железа – участие в транспорте кислорода и окислительных процессах. Эту функцию железо выполняет в составе сложных белков – гемопротеидов. В организме среднего человека (масса тела 70кг) содержится 4,2 г железа, в 1л крови – 450мг. При недостатке железа в организме развивается железистая анемия.
11 слайд
Биологическая роль железа Железо играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов. Оно входит в состав гемоглобина крови человека; соединения железа применяют для лечения анемии
12 слайд
Первое металлическое железо, попавшее в руки человека, имело, вероятно, метеоритное происхождение. Руды железа широко распространены и часто встречаются даже на поверхности Земли Первое железо на земле…….
13 слайд
Люди впервые овладели железом в четвертом-третьем 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. История получения железа
15 слайд
«Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления сердечников, трансфо-, мембраноматоров, электромагнитов и мембран микрофонов. Больше всего на практике используют сплавы железа - чугуна и стали»
16 слайд
Учебник для общеобразовательных учреждений, 9 класс, Г.Е. Рудзитис,Ф.Г. Фельдман ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ И ИЗОБРАЖЕНИЙ: http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=151351830-48-72&n=21 http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=132804891-18-72&n=21 http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=389614815-46-72&n=21 http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=152691363-60-72&n=21 http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=375112224-26-72&n=21 http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=148759345-57-72&n=21 http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=97587139-26-72&n=21 http://im8-tub-ru.yandex.net/i?id=26227792-59-72&n=21 http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=196799485-51-72&n=21
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.