Фосфор

  • Братенькова Татьяна Геннадьевна, учитель химии

Тип урока: изучение новых знаний
(интегрированный урок).

Цели урока:

Обучающие:

  • Изучить свойства и значение фосфора и его
    соединений;
  • Совершенствовать умения учащихся применять
    полученные знания для характеристики элемента
    по его положению в периодической системе.

Развивающие:

  • Развивать умение учащихся формулировать
    гипотезу и проводить ее опытную проверку,
    опираясь на знания химии;
  • Совершенствовать умения работать с
    лабораторным оборудованием и реактивами;
  • Продолжить формирование умения оформлять
    результаты эксперимента.

Воспитательные:

  • Способствовать формированию взглядов учащихся
    о познаваемости мира;
  • Воспитывать бережное отношение к окружающей
    среде.

Методы и методические приемы:

  • Фронтальный опрос;
  • Эвристическая беседа;
  • Лабораторный опыт, составление отчета по
    результатам эксперимента;
  • Работа с раздаточным материалом;
  • Демонстрация процесса горения фосфора в
    кислороде;
  • Работа со средствами наглядности:
    Периодической системой химических элементов
    Д.И.Менделеева, таблицей растворимости веществ,
    таблицей электроотрицательности элементов;
  • Письменная работа с тестовыми заданиями.

Оборудование и реактивы:

  • Кодоскоп, лабораторный штатив с пробирками,
    ложечка для сжигания веществ, спиртовка, колба,
    стакан с водой, спички, коллекция апатитов;
  • фосфор (красный), метиловый оранжевый, фосфорная
    кислота, гидроксид натрия, нитрат серебра.

Ход урока

Вхождение в урок.

Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Мне
приятно видеть вас сегодня на уроке, где нам
предстоит познакомиться с веществом, его
соединениями, существование которых долгое
время было окутано тайной. Но прежде чем открыть
тайну, хотелось бы знать ваше настроение в начале
урока и после изучения материала. Для этого
обозначьте любой цветовой карточкой свое
восприятие начала урока (учитель комментирует
результаты и сообщает, что настроение у ребят
такое хорошее, что на уроке все должно получиться
также хорошо).

Актуализация знаний (фронтальная беседа).

Учитель химии: Мы продолжаем изучение главы
“Неметаллы”. И тема нашего урока – “Фосфор”.

Учитель биологии: Обратите внимание на
эпиграф: “Фосфор – элемент жизни и мысли”.
Академик А.Е.Ферсман. На вопрос, почему фосфор
называют элементом жизни и мысли, нам предстоит
ответить на этом уроке.

Учитель химии: Вспомним все, что мы знаем об
элементе фосфоре, исходя из его положения в
Периодической системе химических элементов
Д.И.Менделеева.

Ученик:

  • Химический знак элемента – Р,
  • Ar (P)=31,
  • Порядковый номер – 15,
  • Фосфор находится в V группе, главной подгруппе, в
    III малом периоде.

Учитель химии: Напишите схему строения атома
фосфора, электронную и электронно-графическую
формулы в невозбужденном и возбужденном
состоянии.

Ученик: (у доски)

Невозбужденное состояние атома фосфора:

Учитель химии: Исходя из строения атома
фосфора, сделайте вывод, какие степени окисления
характерны для фосфора. Приведите примеры
соединений фосфора, в которых он проявляет
различные степени окисления.

Ученик: Анализируя строение атома фосфора,
можно предположить характерные для него степени
окисления: -3 и +5. Примеры соединений:

РН3 – фосфин, Р2 О 5 – оксид фосфора (V),
Мg3Р2 – фосфид магния, Н3 РО4 – фосфорная кислота.

Учитель химии: Обратите внимание на таблицу
относительной электроотрицательности и
посмотрите значение электроотрицательности
магния, кислорода, водорода, фосфора. Почему
значение степени окисления фосфора с металлами и
водородом отрицательно, а с кислородом
положительно?

Ученик: В соединениях с водородом и металлами
фосфор является более электроотрицательным
элементом, а в соединении с кислородом менее
электроотрицательным элементом (ОЭО (Мg)=1,2; ОЭО
(Н)=2,1; ОЭО (О)=3,5; ОЭО (Р)=2,2).

Учитель химии: Каков характер простого
вещества фосфора? Сравните неметаллические
свойства простого вещества фосфора с соседями по
периоду и подгруппе.

Ученик: Фосфор – неметалл. Неметаллические
свойства у фосфора выражены меньше, чем у азота,
так как у фосфора больше атомный радиус и больше
заряд ядра. Неметаллические свойства у фосфора
выражены больше, чем у кремния, так как у фосфора
больше валентных электронов, меньше атомный
радиус. У фосфора неметаллические свойства
выражены меньше, чем у серы, так как у него больше
атомный радиус и меньше валентных электронов.

Учитель химии: Напишите формулы высшего
оксида фосфора и соответствующего ему
гидроксида, укажите их характер.

Ученик: Формула высшего оксида фосфора – Р2О5,
это кислотный оксид; гидроксид – Н3РО4
фосфорная кислота.

Учитель химии: Напишите формулу летучего
водородного соединения фосфора.

Ученик: Фосфор – неметалл, поэтому образует
летучее водородное соединение, его формула– РН3
(газ фосфин).

Учитель химии: Итак, зная периодический
закон, периодическую систему химических
элементов, теорию строения атома, мы смогли дать
характеристику химическому элементу и его
важнейшим соединениям.

Изучение нового материала.

Учитель химии: А теперь познакомимся с тем,
какое место занимает фосфор в неживой природе. Об
этом нам расскажет (называется фамилия и имя
ученика).

Ученик: Фосфор – весьма распространенный
элемент в природе, на его долю приходится 0,093% от
общей массы земной коры (13 место среди всех
элементов). В свободном виде фосфор не
встречается в природе, так как химически активен
в свободном состоянии. Он входит в состав
апатитов и фосфоритов (образцы минералов
находятся на столах у учащихся, они их
рассматривают, через кодоскоп показываются
формулы основных природных соединений фосфора:
фосфорит – Са3(РО4)2; апатит – Са5Х(РО4)3,
где Х – фтор, реже хлор или гидроксогруппа.
Учащиеся записывают формулы в тетрадях). В виде
фосфидов железа, кобальта, никеля фосфор
встречается в железных метеоритах.

Учитель биологии: О содержании фосфора в
организме человека вас познакомит (называется
фамилия и имя ученика).

Ученик: Фосфор вместе с кальцием является
главным компонентом костей и зубов. Основную
массу сухой кости составляют неорганические
вещества (65 – 70%) – это главным образом соли
фосфора и кальция, придающие костям твердость и
прочность, которую можно сравнить с чугуном и
бронзой. В детском возрасте недостаток любого из
этих элементов вызывает рахит (демонстрируется
рисунок рахитичного ребенка). В теле человека на
долю фосфора приходится 1.5 килограмм в виде
фосфата кальция, из этого 2/3 приходится на
костную ткань, около 0,25% — на мышечную и 0,04% — на
нервную и мозг (демонстрируется схема
“Содержание фосфора в организме человека”).
Фосфор попадает в организм человека в виде
соединений с пищей. Суточная потребность
человека в фосфоре составляет 1,5 грамма.

Учитель биологии: Впервые фосфор в костях
определил Ю. Ган в 1769 году, а через два года
знаменитый шведский химик К. Шееле показал, что
кости состоят главным образом из фосфата
кальция, и предложил способ получения фосфора из
золы, образующейся при сжигании костей.

Учитель химии: Очень интересна история
открытия фосфора, с которой нас познакомит
(называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Открытие фосфора приписывается
гамбургскому алхимику Х. Бранду. В поисках
“философского камня”, Бранд занимался
перегонкой сухого остатка мочи. В приемнике
оказалось вещество, испускавшее голубой свет.
Так совершенно случайно в 1669 году был открыт
белый фосфор – вещество, дававшее свечение.
Разочаровавшись в своей находке, он продал
открытие другому алхимику, тот третьему. Конец
“фосфорному бизнесу” положил английский химик
Р.Бойль, который опубликовал методику получения
фосфора. Наименование элемента происходит от
греческого слова “фос” — свет, и “форос” —
несущий. Название “фосфоры” приписывают всем
веществам, светящимся в темноте после облучения,
а само явление холодного свечения называют
фосфоресценцией (демонстрируется рисунок –
открытие фосфора Х. Брандом).

Учитель химии: Так был получен фосфор много
десятилетий назад. Основной же способ получения
его сегодня сводится к следующему: его
восстанавливают из фосфата кальция углем в
присутствии оксида кремния (IV). Уравнение этой
реакции следующее – (показывается через
кодоскоп) 2Са3(РО4)2 + 10С + 6SiO2
= Р4 + 10СО +
6СаSiО3 (ученики записывают его в тетрадь).
Особый интерес представляют физические свойства
фосфора. Этот элемент является одним из самых
богатых аллотропными модификациями. Вспомните,
что же такое аллотропия?

Ученик: Аллотропия – это явление, при котором
один и тот же химический элемент образует
несколько простых веществ.

Учитель химии: Одно из аллотропных
видоизменений фосфора – белый фосфор, формула
которого Р4, решетка молекулярная. На
столах перед вами образцы другой аллотропной
модификации – красный фосфор, решетка атомная.
Они существенно отличаются друг от друга (на
доске демонстрируется таблица “Свойства белого
и красного фосфора”).

Свойства белого и красного фосфора.


СВОЙСТВА БЕЛЫЙ ФОСФОР КРАСНЫЙ ФОСФОР
1. Агрегатное состояние. Твердое кристаллическое вещество Порошок
2. Цвет. Белый Красный
3. Запах. Чесночный Без запаха
4. Свечение. Светится Не светится
5. Действие на организм. Яд! Не ядовит
6. Растворимость в воде. Не растворяется Не растворяется
7. Температура 44,3?С Возгоняется

Белый фосфор – сильный яд, ожоги от него долго
не заживают. С белым фосфором связана много
различных историй, о них нам расскажет
(называется фамилия и имя ученика).

Ученик: Много мрачных суеверий и легенд
порождали “блуждающие огни”. Народная фантазия
испокон веков заселяла кладбища душами
грешников. Между тем “блуждающие огни” обязаны
своим происхождением естественным
биохимическим и химическим процессам.
Растительные и животные останки содержат фосфор.
Попадая в почву, они, под влиянием влаги, тепла,
микроорганизмов, разлагаются. В результате
образуются газы метан и фосфин, способные гореть.
Реакция сопровождается выделением тепла, под
влиянием которого воспламеняется фосфин и
поджигает метан. Итак, таинственное явление
вполне объяснимо.

Учитель химии: История белого фосфора
интересна, но у фосфора есть еще аллотропные
видоизменения (по мере того, как их называют, на
доске идут аппликации в той же цветовой гамме) –
это синий, коричневый, фиолетовый, черный фосфор.
Эти модификации имеют разное строение и
отличаются по физическим свойствам и химической
активности. Белый и красный фосфор
взаимодействуют с металлами, образуя фосфиды (на
доске записывается уравнение химической
реакции, ученики записывают его в тетрадь).

3Са + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция)

Учитель химии: Белый фосфор горит в атмосфере
галогенов, образуя тригалогенид при избытке
фосфора и пентагалогенид при избытке галогена
(учащиеся записывают уравнения реакций в
тетрадях; учитель – на доске).

2Р + 3Сl2 = 2PCl3

2Р + 5Сl2 = 2РCl5

Фосфор образует соединение с кислородом,
сгорая ярким пламенем (демонстрация опыта –
горение фосфора в кислороде; ученики записывают
уравнение реакции в тетрадях, учитель – на
доске).

Образовавшийся оксид фосфора (V) хорошо
растворим в воде. Какое вещество при этом
образуется (демонстрация опыта – растворение
оксида фосфора (V) в воде, добавляется метиловый
оранжевый, который определяет, кислую среду).

Ученик: По изменению цвета индикатора можно
сделать вывод, что образовалась ортофосфорная
кислота.

Учитель химии: Запишите уравнение химической
реакции, которое отражает взаимодействие оксида
фосфора (V) с водой (учащиеся записывают уравнение
реакции в тетрадях, учитель – на доске).

Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4

Ортофосфорная кислота – трехосновная. Это
твердое вещество, хорошо растворимое в воде,
кислота средней силы, образует несколько видов
солей: средние – ортофосфаты и кислые – гидро- и
дигидрофосфаты. Ортофосфорную кислоту и ее соли
можно распознать с помощью раствора нитрата
серебра. Давайте проверим это практически.
Прежде чем приступить к выполнению
лабораторного опыта, вспоминаем, что работать с
растворами кислот нужно осторожно, так как они
опасны для человека. (Учащиеся проводят опыт,
учитель в это время демонстрирует его результат).
Запишите уравнение реакции, свои наблюдения в
тетрадях (ученик записывает уравнение реакции в
молекулярном и ионном виде на доске, учащиеся
сравнивают их со своими записями в тетрадях и
заполняют таблицу).

Лабораторная работа “Качественная реакция
на фосфат – ион”.

ЧТО ДЕЛАЛ ЧТО НАБЛЮДАЛ УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ВЫВОДЫ
1. К раствору фосфорной кислоты прилил
раствор нитрата серебра
Выпал осадок желтого цвета
2. К раствору фосфата натрия прилил
раствор нитрата серебра
Выпал осадок желтого цвета

Свойства фосфорной кислоты и ее солей более
подробно мы рассмотрим на следующем уроке.

Заключительная часть.

Учитель химии: Итак, запишите домашнее
задание: параграф 27, упражнение 3, 4, страница 126. На
ваших столах лежат тестовые задания, выполните
их (5-7 минут).

Содержание проверочного теста по химии.

I вариант

Красный фосфор:

а) яд

б) неядовит

в) растворим в воде

2. Оксид фосфора (V) – это вещество
использующиеся в:

а) производстве бомб

б) производстве стекла

в) производстве резины

3. У атома фосфора на внешнем энергетическом
уровне:

а) 3 электрона

б) 5 электронов

в) 8 электронов

4. Осуществите превращение, рассмотрите
уравнение реакции с точки зрения ОВР:

Р —> РСl

5. Содержание фосфора в костной ткани:

а) 0,4 килограмм

б) 2 килограмма

в) 0,5 килограмм

II вариант

Белый фосфор имеет кристаллическую решетку:

а) молекулярную

б) ионную

в) атомную

2. Черный фосфор – это:

а) полупроводник

б) диэлектрик

в) газ

3. Фосфор находится:

а) в V группе главной подгруппе

б) в V группе побочной подгруппе

в) во II периоде

4. Осуществите превращение, рассмотрите
уравнение реакции с точки зрения ОВР:

Р —> Р2О5

5. Содержание фосфора в головном мозге:

а) 12 грамм

б) 130 грамм

в) 50 грамм

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *