Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Шустов Вячеслав Александрович
учитель химии
МОБУ «Петровская средняя общеобразовательная
школа имени Героя Советского Союза Супонина
Дмитрия Владимировича»
Саракташский район
Класс: 9
УМК: Новошинский, И. И., Новошинская, Н. С. Химия. 9 кл.: учебн. для общеобразоват. учреждений, М.: Русское слово, 2012
Уровень обучения: базовый
Тема урока: Фосфор и его соединения
Общее количество часов, отведенное на изучение темы: 1 час
Место урока в системе уроков по теме: Тема " Фосфор и его соединения " является шестой в изучении подгруппы азота.
Цель урока: формирование знаний о фосфоре и его соединениях, способах получения, физических, химических свойствах и применении фосфора и его соединений.
Задачи:
Образовательная: Изучить теоретический материал о фосфоре (строение атома, нахождение в природе, физические и химические свойства, получение и применение). Сделать вывод о химической активности фосфора.
Развивающая: развитие умений самостоятельно систематизировать и анализировать теоретическую и экспериментальную информацию, выделять главное в процессе проведения опытов, уметь самостоятельно делать выводы.
Воспитывающая: формирование научного мировоззрения, развитие коммуникативных умений в ходе групповой, парной и коллективной работы, убеждение в необходимости привлечения химии к пониманию и описанию процессов происходящих в окружающей среде, воспитание осознанного отношения к своему здоровью и “здоровью” окружающей среды; создание комфортности присутствия на уроке; воспитание эстетического отношения к предмету; воспитание отстаивать свою точку зрения, подкрепляя ее имеющимися или приобретенными знаниями.
Тип урока: усвоения новых знаний
Планируемые результаты:
Предметные: Уметь описывать физические свойства фосфор и его соединений, знать химические свойства фосфор и его соединений, уметь составлять уравнения реакций с участием фосфора и его соединений.
Метапредметные: Сформировать умения учащихся определять учебную задачу, планировать свою деятельность, проводить самооценку.
Личностные: Формирование учебно-познавательной мотивации и интереса к учению.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока: ПСХЭ Д.И. Менделеева, компьютер и мультимедийный проектор, карточки для работы у доски (приложение 1), презентация (приложение 2), дополнительный материал к уроку (приложение 3).
Конспект урока
Ход урока:
1. Организационный момент.
2. Проверка знаний:
Устный опрос (слайд 1, 2):
1. Как называют соли азотной кислоты?
2. Какова среда раствора аммиака в воде – кислая, щелочная или нейтральная?
3. Как переводится название элемента «азот» и почему он так называется?
4. Каково латинское название элемента азота?
5. Какой цвет приобретает фенолфталеин под действием аммиака?
6. Какие соединения называют селитрами?
7. Как называется опыт взаимодействия аммиака с водой?
8. Как «по – химически» называется нашатырный спирт?
9. В каком из перечисленных соединений азота степень окисления равна +3:
1. NH3 2. HNO3 3. HNO2 4. NO2
10. Взаимодействие медной стружки с концентрированной азотной кислотой приводит к образованию газа:
1. NO2 2. N2O 3. NO 4. NH3
11. С какими веществами аммиак вступает в реакции соединения:
1. кислоты 2. кислород 3. щелочи 4. соли
Карточки для работы у доски (двое учащихся):
Закончить уравнения реакций:
Вариант 1. Вариант 2.
a) N2 + Ba = a) NH4Cl + AgNO3 =
N2 + O2 = (NH4)2S =
NH4NO3 + NaOH =
б) N2 + H2 = б) NH4Cl + KOH =
N2 + K = (NH4)2CO3 =
(NH4)2CO3 + HBr =
*Дополнительно с классом (слайд 3): Осуществить следующие превращения:
N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 NH3
3. Объяснение нового материала:
Мы продолжаем изучение отдельных элементов периодической системы Д. И. Менделеева, и вас ждут новые открытия, потому что, по словам Ж. Пиаже «понять что-либо значит открыть вновь». Сегодня на уроке речь пойдет о химическом элементе, участвующем в детективной истории, отрывок из которой я вам сейчас прочту.
Учитель: (читает отрывок из книги)
«…Да. Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки никто из нас, смертных, еще не видывал. Из ее пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло бы возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившие на нас из тумана…Страшный пес величиной с молодую львицу. Чудовище лежало перед нами…
Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, подняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте».
- Узнали? Что же это за произведение?
(Ответ учащихся)
- Да, вы правы. Это отрывок из произведения Артура Конан Дойля “Собака Баскервилей». Назовите химический элемент, который замешан в этой истории.
Учащиеся: Фосфор.
Учитель: Правильно! Действительно, тема сегодняшнего урока «Фосфор и его соединения». Откройте тетради и запишите тему урока (слайд 4).
Цель нашего урока (слайд 5): получить знания о химическом элементе, простом веществе фосфоре, его аллотропных модификациях, химических свойствах, применении и значении фосфора в природе и жизни человека.
1) Охарактеризовать фосфор по положению в периодической системе (слайд 7, 8)
1. Порядковый номер, номер периода, группа, подгруппа;
2. Заряд ядра, электронная формула;
3. Валентность;
4. Формула летучего водородного соединения и высшего оксида.
2) Выступление учащегося «История открытия фосфора»:
Из всех древних элементов только фосфор имеет точную дату открытия – 1669 год.
В поисках эликсира молодости и попытках получения золота алхимик XVII столетия Геннинг Бранд из Гамбурга пытался изготовить "философский камень". Для этой цели он собрал около тонны мочи из солдатских казарм и выпаривал ее до образования сиропообразной жидкости.
Эту жидкость он подверг сильному прокаливанию в смеси с песком и древесным углем без доступа воздуха.
В результате Бранд получил вещество, обладающее необыкновенными свойствами: оно светилось в темноте.
Интерес к новому веществу был огромный, и Бранд надеялся извлечь из своего открытия изрядную прибыль: недаром он был в прошлом гамбургским купцом. Сохраняя способ изготовления в строжайшей тайне, Бранд показывал новое вещество за деньги. А желающим продавал его небольшими порциями только за чистое золото. Спустя некоторое время Бранд продал также и секрет изготовления фосфора дрезденскому химику Крафту, который, подобно Бранду, стал ездить по дворцам влиятельных особ, показывая фосфор за деньги, наживая огромное состояние.
Конец «философскому бизнесу» положил английский химик Роберт Бойль, который в 1680 году опубликовал в научном журнале более простую и доступную методику получения фосфора.
Наименование элемента происходит от греческих слов «фос» - свет и «форос»,- несущий.
В России термин фосфор введен в 1746 году Михаилом Васильевичем Ломоносовым.
3) Выступление учащегося «Нахождении фосфора в природе» (слайд 9): Одно из природных соединений фосфора - газообразный фосфористый водород, особенность которого состоит в том, что он легко воспламеняется на воздухе. Это свойство фосфористого водорода объясняет появление болотных, блуждающих или могильных огней. Огни на болотах и свежих могилах действительно бывают. Это не фантазия и не выдумка. В теплые темные ночи на свежих могилах иногда наблюдаются бледно-голубоватые, слабо мерцающие огоньки. Это "горит" фосфористый водород. Образуется он при гниении отмерших растительных и животных организмов. Фосфорные соединения, входящие в состав трупов животных и человека, под действием грунтовых вод разлагаются с образованием фосфористого водорода, который, выйдя на поверхность, воспламеняется. Таким образом, огни на могилах и болотах - не "чудо", не следы таинственных духов, не привидения, не признак святости или греховности умершего, а результат химической реакции.
Запишите, что фосфор в природе встречается в соединениях, его природные минералы – фосфориты и апатиты.
4) Получение фосфора (слайд 10, 11): В природных соединениях — фосфатах, например Ca3(PO4)2, которые служат сырьем для производства фосфора, фосфор имеет валентность V(+). Чтобы получить из них фосфор — простое вещество, в котором его валентность равна 0, ее надо понизить, т. е. фосфор в фосфате надо восстановить. Наиболее широко применяемым восстановителем в промышленности служит углерод в виде кокса. Его используют и в производстве фосфора.
Свободный фосфор получают в электрических печах без доступа воздуха из ортофосфата кальция, смешивая с песком и углем. Процесс проходит в две стадии. Мы запишем суммарное уравнение процесса и уравняем его с помощью электронного баланса:
Са3(РО4)2 + 3SiО2 + 5СО t = 3CаSiО3 +2Р + 5СО
При охлаждении газообразных продуктов получаются сразу, минуя стадию образования жидкости, кристаллы так называемого белого фосфора (аналогично тому, что вы наблюдали в опыте по возгонке иода), кристаллическая решетка которого образована молекулами Р4, имеющими форму тетраэдра. Эта аллотропная модификация белого фосфора весьма химически активна. Уже при комнатной температуре белый фосфор окисляется кислородом воздуха:
Р4 + 3О2 = 2Р2О3 + Q
Своеобразие данной реакции состоит в том, что практически вся ее энергия выделяется в виде света. Поэтому содержащие белый фосфор смеси светятся на воздухе. Это явление использовалось ранее, например, при изготовлении светящихся циферблатов и стрелок часов и других приборов. Отсюда и название фосфора: по-гречески «фосфорос» — светящийся.
Способность белого фосфора загораться при слабом нагревании, в том числе от трения, была использована в первых спичках. Но по этой же причине они были очень опасны и служили причиной многих несчастных случаев. К тому же высокая химическая активность белого фосфора обусловливает его ядовитость.
Другая аллотропная модификация фосфора — красный фосфор, имеющий атомную кристаллическую решетку, значительно менее реакционноспособен и потому не ядовит. Получаемый восстановлением фосфата белый фосфор превращают в красный нагреванием без доступа воздуха.
Физические свойства фосфора (слайд 12):
Характеристика вещества
Белый фосфор
Красный фосфор
Черный фосфор
1)Физическое состояние
Кристаллическое вещество
Порошкообразное вещество
Кристаллическое вещество
2)Твёрдость
Небольшая -можно резать ножом (под водой)
Выше чем у белого Р
3) Цвет
Белый
Красный
Черный
4)Запах
Чесночный
Не обладает
Не обладает
5)Плотность (в г/см3)
1,8
2,3
2,7
6)Растворимость в воде
Не растворяется
Не растворяется
Не растворяется
7)Температура плавления (в 0С)
44
260
280
8)Свечение
В темноте светится
Не светится
Не светится
9)Действие на организм
Сильный яд
Не ядовит
Не ядовит
Химические свойства фосфора (слайд 13):
При длительном нагревании белого фосфора без доступа воздуха он желтеет и постепенно превращается в красный фосфор. При нагревании красного фосфора в тех же условиях он превращается в пар, при конденсации которого образуется белый фосфор.
Фосфор проявляет окислительные и восстановительные свойства.
Фосфор – восстановитель:
5О2 (изб.) + 4Р = 2Р2О5
3О2 (недост.) + 4Р = 2Р2О3
3Сl2 + 2P = 2PCl3 PСl3 + Cl2 = PCl5
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
4P + 16H2O = 4H3PO4 + 10H2
Фосфор – окислитель:
2Р + 3Mg = Mg3P2
Важнейшие соединения фосфора (слайд 14):
1) РН3 – фосфин*
2) Р2О5 - оксид фосфора (V)
3) Н3РО4 - фосфорная кислота
1) РН3 – фосфин (слайд 15). Бесцветный ядовитый газ с запахом гнилой рыбы, легко самовоспламеняется на воздухе. Образуется при гидролизе фосфидов: Mg3P2 + 6 H2O = 3 Mg(OH)2 + 2 PH3
2) Р2О5 – оксид фосфора (V) (слайд 16). Белый гигроскопичный порошок, хорошо растворяется в воде, хранят в герметически закрытых сосудах, является кислотным оксидом.
Получение (слайд 17):
Образуется при горении фосфора в избытке воздуха: 4Р + 5О2 → 2Р2О5
Химические свойства (слайд 18):
Проявляет свойства кислотного оксида.
1) реагирует с водой:
P2O5 + H2O 2HPO3
P2O5 + 3H2O t 2H3PO4
2) реагирует с основными оксидами:
P2O5 + 3К2O 2К3РО4
3) реагирует с основаниями:
P2O5 + 6NaOH 2Na3РО4 + 3H2O
Применение (слайд 19):
1) Для осушки газов
2) В качестве водоотнимающего вещества
3) Получение ортофосфорной кислоты
3) Н3РО4 - ортофосфорная кислота (слайд 20):
Получение:
1. Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании: Р2О5 +3 Н2О(гор) = 2Н2РО4
2. Вторым промышленным способом получения фосфорной кислоты является обработка природных фосфатов серной кислотой:
Са3(РО4)2 + 3H2SO4 = 2Н3РО4 + 3CaSO4
Физические свойства (слайд 21):
- Белые прозрачные кристаллы,
- Не ядовита
- Кислота средней силы
- С водой смешивается в любых соотношениях.
- Тплав. = 42 0С, плавиться без разложения, при умеренном нагревании разлагается.
- Окислительные свойства не проявляет (отличие от Н2SO4 (конц.), НNO3)
Является трехосновной кислотой и образует три ряда солей (слайд 22, 23)::
1) средние соли, или фосфаты - Са3 (РО4)3
Которые нерастворимы в воде, кроме фосфатов щелочных металлов
2) Кислые-дигидрофосфаты- Са(Н2РО4)2
Большинство из которых хорошо растворимы в воде
3) Кислые-гидрофосфаты- СаНРО4
Которые малорастворимы в воде (кроме фосфатов натрия, калия и аммония), т.е. занимают промежуточное положение между фосфатами и дигидрофосфатами по растворимости.
Вывод: с увеличением содержания атомов водорода в молекуле соли, ее растворимость повышается.
Химические свойства (слайд 24, 25, 26):
Н3РО4 проявляет все свойства кислот
Реагирует:
1) со щелочами: NaOH, КОН
2) с основными оксидами: Li2O, Na2O
3) c солями: К2СО3
4) с металлами не реагирует !!!? (см.Таблицу растворимости)
Фосфаты всех металлов (кроме щелочных Ме) нерастворимы, поэтому на поверхности этих металлов образуется нерастворимая пленка, препятствующая их дальнейшему растворению в кислоте.
Щелочные Ме при растворении в кислоте, начинают взаимодействовать с водой.
Некоторые реакции с металлами протекают в очень разбавленных растворах:
2 Н3РО4 (разб) + 3 Мg = Мg3(РО4 )2↓ + 3Н2↑
Качественная реакция на фосфат-ион РО43- (слайд 27):
РО43- + 3 Ag+ = Ag3РО4 ↓ (желтый фосфат серебра)
Полученный осадок растворяется в сильных кислотах.
По этому признаку его можно отличить от других нерастворимых солей серебра желтого цвета – AgI, AgBr , AgCl – белого цвета
Основное применение фосфорной кислоты — производство удобрений.
(Слайд 28) Красный фосфор используется в современном производстве спичек (он входит в состав намазки на коробке). Но основное его количество расходуется на получение фосфорной кислоты
Фосфор, подобно азоту, необходим для жизни всех организмов. (В человеческом теле фосфор составляет 1% от массы тела, входя в основном в состав костей, но также и мышечной ткани, и веществ, содержащихся в мозгу.) В отличие от азота, убыль которого в почве непрерывно пополняется из атмосферы (каким образом? Ответ найдите в § 32), а также с вносимым навозом, фосфор, потребляемый растениями, удаляется из почвы с урожаем окончательно, и только часть его возвращается с навозом. Однако эта восполняемая часть незначительна, поскольку фосфор концентрируется главным образом в зерне. Поэтому фосфорные удобрения играют основную роль в поддержании и повышении плодородия почвы.
4. Закрепление:
1) Напишите уравнение диссоциации солей (слайд 29, 30):
А) Фосфата натрия
Б) Гидрофосфата натрия
В) Дигидрофосфата натрия
Обратите внимание: средние соли диссоциируют в 1 ступень (сильные электролиты), у кислых солей – несколько ступеней диссоциации.
Вывод: Каждая последующая ступень диссоциации протекает в меньшей степени, чем предыдущая
2) Решение задач упр. стр. 144
5. Домашнее задание (слайд 31): 1) § 32
2) Решение задач упр. стр. 144
6. Рефлексия (слайд 32):
Выводы:
1)Изучили теоретический материал о фосфоре.
2)Результаты изучения теоретического материала представили в виде презентации.
3)Фосфор активен с кислородом, галогенами и металлами. Проявляет окислительные и восстановительные свойства.
Дополнительный материал к уроку:
Тест «Фосфор и его соединения»
1. Определите электронную конфигурацию атома фосфора
А) 1е2 2е8 3е1 В) 1е2 2е8 3е5 С) 1е2 2е8 3е6 D) 1е2 2е8 3е8
2. Определите число протонов и нейтронов в ядре атома фосфора
А) р15 и n16 В) р16 и n31 С)р31 и n15 D)р16 и n6
3. Число электронов на внешнем уровне атома фосфора:
А) 2 В) 3 С) 5 D) 15.
4. Самая химически активная аллотропная модификация фосфора
А) черный В) красный С) белый D) синий
5.В промышленности фосфор получают из
А) фосфата кальция В) фосфата калия С) фосфата лития D) фосфата алюминия
6. Кем был открыт фосфор
А) Лавуазье В) Ломоносовым С) Велером D) Брандом
7. В каком году был открыт фосфор
А) 1996 В) 1669 С) 1969 D) 1696
8. оксид фосфора (V) проявляет свойства
А) амфотерные В ) основные С) кислотные D) нейтральные
9.Укажите вещество которое светится в темноте
А) сера B) гранит С) белый фосфор D) красный фосфор
10. Найдите соответствие названия и формулы соединения
1. Фосфин
А. Са(Н2РО4)2
2. фосфорная кислота
В. Са3(РО4)2
3. фосфат кальция
С. Н3РО4
4. Дигидрофосфаткальция
D. РН3
Автор(ы): Шустов В. А.
Скачать: Химия 9кл - Конспект.docАвтор(ы): Шустов В. А.
Скачать: Химия 9кл - Приложение 2.pptАвтор(ы): Шустов В. А.
Скачать: Химия 9кл - Приложение 1.docxАвтор(ы): Шустов В. А.
Скачать: Химия 9кл - Приложение 3.docx
