Sắt

Xem: 368
Thảo luận: 0

CHƯƠNG 7. SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG
BÀI 31: SẮT

I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
   1. Kiến thức
+ Biết vị trí trong bảng tuần hoàn và cấu hình electron nguyên tử của sắt.
+ Biết tính chất vật lí, tính chất hóa học và trạng thái tự nhiên của sắt.
+ Hiểu nguyên nhân tính chất hóa học của sắt.
2. Năng lực
     2.1. Năng lực chung:
+ Năng lực tự chủ và tự học: Tìm hiểu thông tin, đọc sách giáo khoa, quan sát tranh ảnh, video thí nghiệm, để nắm được nội dung bài học. Sử dụng thành thạo máy tính để thao tác trả lời câu hỏi và bài tập trong bài học.
+ Năng lực giao tiếp và hợp tác: Các em có thể cùng nhau học tập để giải quyết các nhiệm vụ của bài học.
+ Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Các em tìm hiểu thêm các thông tin, tự làm các thí nghiệm khác với bài học, làm thêm các bài tập nâng cao (trong phần tự luyện)…để hiểu rõ hơn kiến thức.
      2.2. Năng lực đặc thù:
      a. Nhận thức hóa học
+ Nhận biết được vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn.
+ Viết được cấu hình electron nguyên tử của sắt.
+ Nêu được tính chất vật lí, tính chất hóa học và trạng thái tự nhiên của sắt.
+ Phân tích tính chất hóa học của sắt dựa vào cấu hình electron nguyên tử.
+ Quan sát video thí nghiệm, nêu hiện tượng và giải thích.
+ Viết phương trình hóa học và giải được các bài tập liên quan.
     b. Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ hóa học
+ Thông qua các hoạt động thảo luận, quan sát, tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu về sắt từ đó giúp các em có hiểu biết sâu sắc hơn.
     c. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học
+ Lập kế hoạch để tìm hiểu thêm về sắt.
   3. Phẩm chất
+ Chăm chỉ, ham học hỏi, tích cực học tập.
+ Trung thực, có trách nhiệm, chủ động nhận và thực hiện nhiệm vụ…
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
- Giáo viên:
   +) Kế hoạch dạy học, nhắc nhở học sinh chuẩn bị trước nội dung ở nhà.
   +) Tham khảo 01 số giáo án trên wedside: Youtube.com; Wikipedia.org; Google.com.vn; Violet.vn
   +) Cài các phần mềm soạn giáo án: Microsoft Office, Ispring Suite, Camtasia, Mathtype,...
   +) Quay 03 video thí nghiệm: Sắt tác dụng với lưu huỳnh đun nóng; Sắt tác dụng với dung dịch axit HCl; Sắt tác dụng với dung dịch muối CuSO₄.
- Học sinh :
   +) Máy tính, điện thoại, máy tính bảng... có kết nối mạng Internet,
   +) Tìm hiểu trước nội dung của bài học: nghiên cứu SGK, các tài liệu liên quan,...
   +) Tìm hiểu thêm về sắt ngoài đời sống.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
Hoạt động 1: Xác định vấn đề học tập (3 phút 20 giây)
a. Mục tiêu:
- Tạo hứng thú cho học sinh vào tìm hiểu bài mới.
- Tổ chức tình huống học tập.
b. Nội dung:
- Giáo viên: Tạo tình huống vào bài bằng cách cho học sinh tham gia trả lời câu hỏi.
- Giáo viên: Video nêu mục tiêu của bài học.
- Giáo viên: Nêu nội dung bài học.
c. Sản phẩm:
- Học sinh trả lời: Sắt
- Học sinh theo dõi các video
d. Tổ chức thực hiện:
* Hoạt động 1.1: Nêu câu hỏi vào bài
- Giáo viên: cho học sinh xem video giới thiệu tổng quan.
- Giáo viên: Tạo tình huống vào bài bằng cách cho học sinh tham gia trả lời câu hỏi:
   +) GV: Giới thiệu tên – đơn vị công tác. Thầy có câu hỏi dành cho các em “Đây là gì”
   +) Học sinh trả lời
Đáp án là: Sắt (Iron)
- Giáo viên:
   +) Chiếu video đáp án để vào bài học:
   +) Sắt là một nguyên tố kim loại có khối lượng riêng lớn, có từ tính, trong hợp chất sắt thường có số oxi hóa +2, +3. Người ta biết đến sắt từ rất xa xưa. Ngày nay sắt và hợp kim của sắt có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Để hiểu kĩ hơn về sắt thầy trò chúng ta cùng nghiên cứu bài học hôm nay.
+) Giáo viên giới thiệu tên bài học: Chương 7: Sắt và một số kim loại quan trọng
                                                               Bài 31: Sắt
* Hoạt động 1.2: Mục tiêu bài học
- Giáo viên: Video nêu mục tiêu của bài học.
* Hoạt động 1.3: Nội dung bài học
- Giáo viên: Nêu nội dung bài học: Trong bài học hôm nay chúng ta cần nghiên cứu 1 số nội dung sau:
   I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử.
   II. Tính chất vật lí.
   III. Tính chất hóa học.
   IV. Trạng thái tự nhiên.
Hoạt động 2: Hình thành kiến thức (14 phút 05 giây)
* Hoạt động 2.1: Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn.
- Học sinh viết được cấu hình electron nguyên tử của sắt.
b. Nội dung:
- Tìm hiểu nội dung thông tin trong SGK, nghe bài giảng của giáo viên.
c. Sản phẩm:
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Sau đây thầy trò chúng ta tìm hiểu nội dung đầu tiên.
    I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
- Giáo viên: Nêu vị trí của sắt thuộc:
       Ô: 26; chu kì 4; nhóm VIIIB
- Giáo viên: Nêu cấu hình electron nguyên tử của sắt là
     Fe (Z=26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
                                hoặc [Ar]3d⁶4s²

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử
- Sắt (Fe): Ô: 26; chu kì 4; nhóm VIIIB.
- Fe (Z=26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
hoặc [Ar]3d⁶4s²

* Hoạt động 2.2: Tính chất vật lí
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được các tính chất vật lí của sắt.
b. Nội dung:
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe hướng dẫn của giáo viên, kích vào những mục cần tìm hiểu.
c. Sản phẩm:
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên - Hoạt động của học sinh	Nội dung
- Giáo viên: Chiếu hình ảnh (5 nội dung về tính chất vật lí của sắt). Yêu cầu học sinh nhấn vào dấu “+” để biết thêm thông tin về tính chất vật lí của sắt	II. Tính chất vật lí - Là kim loại màu trắng hơi xám. - Khối lượng riêng lớn (D=7,9 g/cm³). - Nhiệt độ nóng chảy cao (1540⁰C). - Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. - Sắt có tính nhiễm từ.

* Hoạt động 2.3: Tính chất hóa học
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được sắt là kim loại có tính khử trung bình. Trong các phản ứng nó có thể nhường 2e hoặc 3e tùy thuộc vào chất oxi hóa.
b. Nội dung:
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe hướng dẫn của giáo viên
- Hoàn thành câu hỏi tương tác số 1
c. Sản phẩm:
- Học sinh trả lời được câu hỏi tương tác 1, rút ra kết luận
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi
Câu 1: Kéo những từ dưới đây thả vào các ô tương ứng:
Sắt là kim loại có....... Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa ... Khi tác dụng với chất .... , sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.
(tính khử trung bình; +2; oxi hóa mạnh)
Hs: Trả lời câu hỏi
Đáp án là:
Sắt là kim loại có tính khử trung bình. Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.
- Giáo viên: Giới thiệu về tính chất hóa học chung của sắt:
+ Sắt có tính khử trung bình. Chiếu vị trí của sắt trong dãy điện hóa.
+ Trong các phản ứng, sắt có thể nhường 2 electron để tạo ra Fe²⁺([Ar]3d⁶) khi tác dụng với chất oxi hóa yếu.
+ Sắt có thể nhường thêm 1 electron nữa (tức là nhường 3 electron) để tạo ra Fe³⁺ ([Ar]3d⁵) khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh

III. Tính chất hóa học
* Sắt có tính khử trung bình
+) Fe → Fe⁺² + 2e
(tác dụng với chất oxi hóa yếu)
+) Fe → Fe⁺³ + 3e
(tác dụng với chất oxi hóa mạnh)

* Hoạt động 2.4: Tác dụng với phi kim
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được tính khử của sắt khi tác dụng với các phi kim: lưu huỳnh, oxi, clo.
b. Nội dung:
- Quan sát video thí nghiệm, nêu hiện tượng và giải thích
- Hoàn thành câu hỏi tương tác số 2
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe bài giảng của giáo viên
c. Sản phẩm:
- Học sinh quan sát, nêu được hiện tượng thí nghiệm: sắt tác dụng với lưu huỳnh
- Học sinh trả lời được câu hỏi tương tác 2, rút ra kết luận
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Các em hãy cho quan sát video thí nghiệm (bột sắt tác dụng với bột lưu huỳnh đun nóng) và hoàn thành câu hỏi sau:
Câu 2: Phương trình hóa học nào sau đây đúng
2Fe + S

Fe₂S
3Fe + 4S

Fe₃S₄
Fe + S

FeS
2Fe + 3S

Fe₂S₃
Hs: Trả lời câu hỏi
Đáp án là: Fe + S FeS
- GV: Nêu phương trình hóa học, phân tích phản ứng của sắt với lưu huỳnh, oxi, clo.
- Giáo viên: Kết luận như vậy trong các phản ứng tùy thuộc vào khả năng oxi hóa của các phi kim mà sắt có thể bị oxi hóa lên +2 hoặc +3 hoặc cả +2, +3.

III. Tính chất hóa học
1. Tác dụng với phi kim
Fe + S

FeS
3Fe + 2O₂

Fe₃O₄
2Fe + 3Cl₂

2FeCl₃

* Hoạt động 2.5: Tác dụng với axit
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được tính khử của sắt khi tác dụng với các axit.
b. Nội dung:
- Quan sát video thí nghiệm, nêu hiện tượng và giải thích
- Hoàn thành câu hỏi tương tác số 3
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe bài giảng của giáo viên
c. Sản phẩm:
- Học sinh quan sát, nêu được hiện tượng thí nghiệm: sắt tác dụng với axit HCl.
- Học sinh trả lời được câu hỏi tương tác 3, rút ra kết luận
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Các em hãy cho quan sát video thí nghiệm (sắt tác dụng với dung dịch HCl) và hoàn thành câu hỏi tương tác sau:

Câu 3: Chọn đáp án đúng trong danh sách các đáp án sau:
Sắt tác dụng với dung dịch HCl thu được muối có công thức là
FeCl; FeCl₂; FeCl₃
- Hs: Trả lời câu hỏi
Đáp án là: FeCl₂
- GV: Nêu phương trình hóa học, phân tích phản ứng của sắt với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng
- Giáo viên: Trong cả 2 phản ứng trên do H⁺ là chất oxi hóa yếu nên sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2.
- GV: Nhưng nếu cho sắt tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng thì sao?
- GV: Chiếu phương trình hóa học của sắt tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng.
Fe + 4HNO₃(loãng) →
Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O
- GV: Do N⁺⁵ trong axit HNO₃ là chất oxi hóa rất mạnh nên sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3.
- GV: Chú ý: Sắt bị thụ động hóa với HNO₃ đặc, nguội hoặc H₂SO₄ đặc, nguội. Người ta sử dụng tính chất này để dùng các bình bằng thép chuyên chở axit HNO₃ đặc nguội hoặc H₂SO₄ đặc nguội.

III. Tính chất hóa học
2. Tác dụng với axit
Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑
Fe + H₂SO₄ (loãng)→ FeSO₄ + H₂↑

Fe + 4HNO₃(loãng) →
Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 2H₂O
Chú ý: Sắt bị thụ động hóa với HNO₃ đặc, nguội hoặc H₂SO₄ đặc, nguội

* Hoạt động 2.6: Tác dụng với dung dịch muối
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được tính khử của sắt khi tác dụng với dung dịch CuSO₄.
b. Nội dung:
- Quan sát video thí nghiệm, nêu hiện tượng và giải thích
- Hoàn thành câu hỏi tương tác số 4
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe bài giảng của giáo viên
c. Sản phẩm:
- Học sinh quan sát, nêu được hiện tượng thí nghiệm: sắt tác dụng với dung dịch CuSO₄.
- Học sinh trả lời được câu hỏi tương tác 4, rút ra kết luận
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Các em hãy quan sát video thí nghiệm (sắt tác dụng với dung dịch CuSO₄) và hoàn thành câu hỏi sau:
Câu 4: Nhúng đinh sắt (đã đánh sạch) vào dung dịch CuSO₄. Sau một thời gian, quan sát thấy hiện tượng là
* đinh sắt có màu trắng xám và dung dịch nhạt dần màu xanh.
* đinh sắt có màu trắng và dung dịch nhạt dần màu xanh.
* đinh sắt có màu đỏ và dung dịch nhạt dần màu xanh.
* đinh sắt có màu đỏ và dung dịch dần có màu xanh.
Hs: Trả lời câu hỏi
Đáp án là: đinh Fe có màu đỏ và dung dịch nhạt dần màu xanh.
- GV: Chiếu phương trình hóa học, phân tích vai trò của các chất trong phản ứng.

- Giáo viên: Ngoài ra tính chất hóa học của sắt còn thể hiện khi tác dụng với nước. Tuy nhiên theo công văn 4040 của Bộ giáo dục và đào tạo ban hành ngày 16/9/2021. Phần này thầy yêu cầu các em học sinh tự đọc.

III. Tính chất hóa học
3. Tác dụng với dung dịch muối
Fe + CuSO₄→ FeSO₄ + Cu↓

4. Tác dụng với nước
(Học sinh tự đọc)

* Hoạt động 2.7: Trạng thái tự nhiên
a. Mục tiêu:
- Học sinh biết được trạng thái tự nhiên của sắt.
b. Nội dung:
- Tìm hiểu thông tin trong sách giáo khoa, nghe bài giảng của giáo viên
- Hoàn thành câu hỏi tương tác số 2
c. Sản phẩm:
- Học sinh trả lời được câu hỏi tương tác 5, rút ra kết luận
- Học sinh theo dõi, ghi chép vào vở
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Sau đây thầy trò chúng ta sang nội dung thứ: IV. Trạng thái tự nhiên. Các em nghiên cứu và hoàn thành câu hỏi sau:
Câu 5: Em hãy tích vào những phát biểu đúng
* Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại.
* Thành phần chính của quặng hematit đỏ là Fe₂O₃.
* Những thiên thạch rơi vào trái đất có chứa sắt tự do.
* Sắt có trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu.
* Trong tự nhiên sắt chỉ tồn tại dạng hợp chất.
Hs: Trả lời câu hỏi
Đáp án là:
* Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại.
* Thành phần chính của quặng hematit đỏ là Fe₂O₃.
* Những thiên thạch rơi vào trái đất có chứa sắt tự do.
* Sắt có trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu.
- Giáo viên: chiếu sơ đồ về trạng thái tự nhiên của sắt.
- Giáo viên: Cho học sinh quan sát hình ảnh một số quặng sắt.

IV. Trạng thái tự nhiên
- Trong tự nhiên sắt tồn tại ở dạng đơn chất (chứa sắt tự do) và dạng hợp chất nhưng chủ yếu dạng hợp chất.
* Dạng hợp chất:
+) Quặng sắt: manhetit (Fe₃O₄); hematit đỏ (Fe₂O₃), hematit nâu (Fe₂O₃.nH₂O), xiđerit (FeCO₃), pirit (FeS₂)
+) Trong hemoglobin (huyết cầu tố)
* Dạng đơn chất: Các thiên thạch rơi vào trái đất thấy sắt ở trạng thái tự do.

Hoạt động 3: Luyện tập, củng cố (2 phút 33 giây)
a. Mục tiêu:
- Luyện tập, củng cố nội dung bài học.
b. Nội dung:
- Sơ đồ tư duy củng cố lí thuyết về sắt
- Câu hỏi củng cố (5 câu hỏi tương tác, có chấm kết quả)
c. Sản phẩm:
- Học sinh trả lời được 5 câu hỏi tương tác.
d. Tổ chức thực hiện:

Trợ giúp của giáo viên
- Hoạt động của học sinh

Nội dung

- Giáo viên: Chiếu sơ đồ tư duy “củng cố lí thuyết về sắt”
- Giáo viên: Yêu cầu học sinh làm 5 câu hỏi củng cố
Đáp án là:
Câu 1: [Ar]3d⁶.
Câu 2:
* Là kim loại màu trắng hơi xám.
* Có khối lượng riêng lớn.
* Có tính nhiễm từ.
Câu 3: Dung dịch NaNO₃.
Câu 4:
* Quặng manhetit có thành phần chính là Fe₃O₄
* Quặng hematit đỏ có thành phần chính là Fe₂O₃
* Quặng hematit nâu có thành phần chính là Fe₂O₃.nH₂O
* Quặng xiđerit có thành phần chính là FeCO₃
* Quặng pirit có thành phần chính là FeS₂
Câu 5: 2,56.

- Giáo viên: Hiện kết quả (có số điểm, số điểm cần đạt) của học sinh.
- Hs: Trả lời câu hỏi

Củng cố lí thuyết về sắt

CÂU HỎI CỦNG CỐ
Câu 1: Cấu hình electron của Fe²⁺ là
* [Ar]3d⁶.                 * [Ar]3d⁵.
* [Ar]3d⁶4s².            * [Ar]3d⁴4s².
Câu 2: Tích vào những tính chất vật lí là của sắt
* Là kim loại màu trắng hơi xám.
* Có khối lượng riêng lớn.
* Khả năng dẫn điện tốt hơn nhôm.
* Có tính nhiễm từ.
Câu 3: Kim loại Fe không phản ứng với?
* Dung dịch HCl.
* Dung dịch CuSO₄.
* Cl₂, đun nóng.
* Dung dịch NaNO₃.
Câu 4: Hãy nối các nhận định ở 2 cột sao cho phù hợp:

Quặng manhetit có thành phần chính là	Fe₂O₃
Quặng hematit đỏ có thành phần chính là	Fe₃O₄
Quặng hematit nâu có thành phần chính là	FeS₂
Quặng xiđerit có thành phần chính là	FeCO₃
Quặng pirit có thành phần chính là	Fe₂O₃.nH₂O

Câu 5: Cho 2,24 gam Fe tác dụng hết với dung dịch Cu(NO₃)₂ dư, thu được m gam kim loại Cu. Giá trị của m là
* 3,20. * 6,40.
* 5,12. * 2,56.

Hoạt động 4: Vận dụng (2 phút 50 giây)
a. Mục tiêu:
- Học sinh xây dựng được kế hoạch để tìm hiểu thêm về sắt.
- Học sinh vận dụng kiến thức để làm thêm 1 số câu hỏi.
b. Nội dung:
- Học sinh lên kế hoạch, tổ chức thực hiện kế hoạch.
- 10 câu hỏi tương tác trực tuyến trên Google From.
c. Sản phẩm:
- Video bài làm của học sinh.
- Học sinh trả lời được 10 câu hỏi tương tác trực tuyến.
d. Tổ chức thực hiện:
- Giáo viên: Giao cho 1 nhóm học sinh xây dựng kế hoạch tìm hiểu thêm về sắt.
- Học sinh: Lên kế hoạch và thực hiện kế hoạch.
- Giáo viên: Chiếu slide thông tin của giáo viên và hướng dẫn học sinh tự học.
- Giáo viên: Tạo đường link kết nối với Google From để học sinh làm bài tập tương tác trực tuyến (sau khi làm xong học sinh biết ngay kết quả).
https://forms.gle/MVCGrmgcFtBqjxiZ7
- Học sinh: Làm bài tập tương tác trực tuyến.
Hoạt động 5: Hướng dẫn học ở nhà (1 phút 06 giây)
- Giáo viên: Hướng dẫn học sinh vào mục Tài nguyên (phía trên màn hình) để:
+ Tìm hiểu thêm về bài học thông qua video bài giảng của Đài phát thanh – truyền hình Hà Nội.
Vũ Thị Phương Quế - Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ - Hà Đông – Hà Nội
+ Kích vào đường dẫn để tải bài tập làm thêm về tự học.
- Giáo viên: Video kết thúc bài học.
- Giáo viên: Chiếu slide các nguồn tài liệu tham khảo.

Thông tin bài học