Тип уроку: урок засвоєння нових знань
Повторити будову атома, познайомити учнів з властивостями простого речовини фосфору, його алотропна модифікаціями, простежити залежність властивостей різних видів фосфору від будови кристалічних решіток.
Вміти доводити хімічні властивості фосфору як простого речовини; записувати рівняння хімічних реакцій, роз'яснювати ці властивості в світлі теорії електролітичної дисоціації і окислювально-відновних процесів.
- виховувати в учнів культуру мовлення, поведінки, манери;
- активізувати інтерес учнів до предмету
- формувати хімічний мову
Обладнання: таблиця «Будова фосфору», карта корисних копалин, колекція мінералів (апатити і фосфорити),
Реактиви: спиртівка, червоний фосфор, пробірки, вата, штатив, скляна паличка.
I. Організаційний момент.
Вступне слово вчителя. «Це була величезна чорна собака, але така якою ніколи не бачили очі людини. З її відкритої пащі виривалося полум'я, її очі горіли, як жар, морда. Лапи і груди виблискували вогнем ... Я поклав руку на палаючу морду і коли підняв руку, - мої власні пальці засвітилися в темряві.
- Фосфор, - сказав я.
- Диявольськи хитро придумано, - зауважив Холмс, обнюхуючи мертву тварину. - Ні запаху, який міг би перешкодити собаці знайти слід »
Джерело: «Собака Баскервілів» Артур Конан Дойль.
Отже, тема уроку - «Фосфор»
II. Вивчення нового матеріалу.
1. Фосфор - хімічний елемент.
2. Фосфор - проста речовина.
3. Хімічні властивості фосфору.
4. Знаходження в природі.
5.Історія відкриття і застосування.
- Фосфор - хімічний елемент.
Завдання: визначити положення фосфору в П.С. Х.е. Д.І. Менделєєва, показати будову атома фосфору, можливі ступені окислення в з'єднаннях. Порівняти його властивості з елементами сусідами по періоду і групі, зробити висновки.
положення в періодичній системі: 3 період (малий), 5 група А
будову атома: + 15 Р))) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 3d 0 - електронна формула
Висновок: Фосфор неметалл, неметалеві властивості виражені слабкіше, ніж у азоту, тому що радіус атома у фосфору більше і йому важче приєднувати електрони на останній електронний шар, більш виражені відновні властивості.
Ступені окислення в з'єднаннях: +3, +5, -3
2. Фосфор - проста речовина.
Білий Р 4 склад Червоний Р n
молекулярна кристалічна атомна кристалічна
Тверде, воскообразное речовина білого кольору, на світлі швидко жовтіє, з часниковим запахом. Не розчиняється в воді, але добре розчиняється в сірковуглеці (CS 2). У темряві світиться. Запалюється при 35 ° С або від тертя, тому його зберігають і ріжуть під шаром води. Температура плавлення. + 44 ° С. При тривалому нагріванні білий фосфор переходить в червоний (ţ = 280-340 °, замкнутий об'єм). Дуже отруйний, 0,15 г - смертельна доза. Протиотрутою служить сильно розбавлений розчин сульфату міді (II). Він знешкоджує фосфор, переводячи його в фосфід міді.
Тверде порошкоподібною речовиною темно-червоного кольору, не розчиняється у воді і сірковуглеці. У темряві не світиться, запалюється тільки при температурі близько 260 ° С, не отруйний. Температура плавлення 590 ° С. При нагріванні переходить в пари, що згущаються в білий фосфор.
Існує ще різновид фосфору - чорний. Ця модифікація за зовнішнім виглядом і фізичним властивостям схожа на графіт (металевий блиск, електропровідність). Відомі також і інші модифікації - фіолетовий і коричневий фосфор. Ці різновиди елемента поки ще є лабораторної екзотикою і не знаходять практичного застосування.
3. Хімічні властивості.
Питання: Як довести, що білий і червоний фосфор - це дійсно аллотропние речовини?
Відповідь: аллотропние речовини можуть взаимопревращающихся. І це ми зараз спробуємо довести за допомогою хімічного експерименту.
Досвід: Перетворення червоного фосфору в білий.
Питання: перетворення червоного фосфору в білий і навпаки це фізичний процес або хімічний. Чому?
Відповідь: хімічний, тому що йде перетворення однієї речовини в іншу (білий і червоний фосфор мають різні властивості).
Фосфор може реагувати з багатьма неметалами: киснем, сіркою, галогенами, з воднем фосфор не реагує.
2Р + 3Са → Са 3 Р 2
4Р + 5О 2 → 2Р 2 О 5
оксид фосфору (V)
Завдання: I варіант становить електронний баланс до першого рівняння реакції, а
II варіант - до другого. Від кожного варіанта по одному уч-ся виконують ці завдання на дошці.
Питання: Якими властивостями (окислювальними відновними) володіє фосфор?
Від чого ці властивості залежать? (Від активності елемента з яким вступає в реакцію фосфор).
Який з аллотропних модифікацій фосфору більш активний і чому?
Висновок: Фосфор хімічно активніший, ніж азот, реагує з багатьма речовинами, в хімічних реакціях виступає як в ролі окислювача, так і відновника.
З аллотропних видозмін хімічно найбільш активним є білий фосфор, тому, що у білого фосфору кристалічна решітка молекулярна, а вона слабша і легко руйнується.
4. Знаходження в природі.
Заздалегідь підготовлені учні розповідають про знаходження фосфору в природі, історії його відкриття.
У 1926 році академіком А.Є. Ферсманом і його співробітниками було відкрито одне з найбільших родовищ апатитів на Кольському півострові. На базі цього родовища був побудований гірничо-хімічний комбінат.
Незадовго до Великої Вітчизняної війни було відкрито ще дуже велике родовище фосфоритів в Південному Казахстані в горах Кара-Тау. Фосфорити широко поширені на Уралі, в Поволжі, Сибире.
(Демонстрація родовища на карті і зразки мінералів).
Біологічне значення фосфору - робота з підручником стор. 124 (прочитати).
Доповнення (повідомлення вчителя)
- Входить до складу скелета у вигляді ортофосфата кальцію Ca 3 (PO 4) 2 і гідроксиапатиту Ca 3 (PO 4) 2 Са (ОН) 2.
- Входить до складу зубів у вигляді гідроксиапатиту і фторапатита Ca 3 (PO 4) 2 СаF 2.
- З'єднання фосфору беруть участь в обміні енергії.
Питання. Чому А.Є. Ферсман назвав фосфор "елементом життя і думки»?
Відповідь: Фосфор необхідний для нормальної м'язової і розумової діяльності.
5. Історія відкриття і застосування.
Більше трьох сотень років відділяють нас від моменту відкриття фосфору. Його вперше отримав в 1669р. Гамбурзький купець і алхімік Хенниг Бранд. Подібно до інших алхіміків, він намагався отримати філософський камінь, за допомогою якого неблагородні метали перетворюються в золото. В ході одного з дослідів він отримав речовину, світло в темряві. Однак «холодний вогонь», як Бранд його називав, чи не перетворював метали в золото. Але те, що отримана речовина світилося без підігріву, було незвично і ново. Цим властивістю нового речовини Бранд не забарився скористатися. Він став показувати фосфор багатим людям, отримуючи від них подарунки і гроші. Причому показ оточувався достатньою таємничістю.
Однак незабаром і інші вчені змогли отримати фосфор. Довгий час це речовина використовувалася тільки з метою наживи.
Лише на початку 19 століття білий фосфор стали використовувати у виробництві сірників. Такі сірники легко запалювалися від тертя об шорстку поверхню. Однак при горінні вони створювали неприємний запах, і, головне, їх виробництво було дуже шкідливо для робітників. Вдихання парів білого фосфору приводило до найтяжчого захворювання - фосфорному некрозу кісток.
Зі спогадів колишньої працівниці однієї із сірникових фабрик А. Коревановой: «У фосфорном цеху варили фосфор для сірників. Коли фосфор кипить, вирує і одночасно виходить смердючий газ не тільки біля робочого, але навіть близько костюма його, де він висить, не можна пройти, а вночі костюм вогнем світиться.
Виробництво, звичайно, дуже шкідливий: потрапить фосфор на тіло, так і знай, буде виразка. Від газу у робочих в'ялі кістки, носи провалювалися. Але хто захворів - йди, інші знайдуться, голодних багато.
Нарешті, в 1847 році вчені виявили, що білий фосфор при нагріванні в закритій посудині (без доступу повітря) миттєво перетворюється в червоний фосфор, який, по-перше, менш летючий, а по-друге, неядовіт. Такі сірники запалювалися лише від тертя об спеціальну поверхню, що складається з червоного фосфору, клею і деяких інших речовин. Ці сірники називали безпечними, або шведськими, так як вперше їх почали виготовляти в Швеції в 1867 - 1869 роках.
Перша сірникова фабрика в Росії була зареєстрована в 1837 р а через сім леї їх було вже вісім.
Сьогодні до складу головки сірника входять горючі речовини (сульфід фосфору і сірка), а також окислювачі, які дають кисень, необхідний для горіння. На бічній стороні сірникової коробки наносять спеціальну фосфорну масу (крейда, клей, червоний фосфор і інші речовини). Коли ми трьом головку про фосфорну намазку, з червоного фосфору утворюється білий, який, як ми знаємо, в кисні повітря легко запалюється при t = 50 ° С, виділяючи при цьому багато теплоти. Білий фосфор підпалює голівку сірника і тут починається ураган хімічних реакцій:
1. Сірка при t = 200 ° С переходить в рідкий стан і починає взаємодіяти з бертолетової сіллю
2KCIO 3 + 3S → 2KCI + 3SO 2
2KCIO 3 → 2KCI + 3O 2
2. При t = 370-400 ° С розкладається бертолетова сіль з виділенням кисню
P 4 + 5O 2 → 2P 2 O 5
Ці два рівняння реакції можна підсумувати і показати вигляді одного:
6P + 5KCIO 3 → 5 KCI + 3P 2 O 5
З палаючої головки полум'я перекидається на осиковий соломку.
Застосування: велика кількість червоного фосфору використовується в сірниковій виробництві. Червоний фосфор входить до складу маси, яку наносять на сірникову коробку збоку.
Білий фосфор використовують для виготовлення запалювальних снарядів, що світяться в темряві складом і для створення так званих «димових завіс», тому що при горінні фосфору утворюється густий дим (Р 2 О 5). З фосфору отримують також препарати, які використовують для знищення комах-шкідників. Фосфор застосовують для виробництва фосфорної кислоти. Природні сполуки фосфору: апатити і фосфорити використовуються у виробництві мінеральних добрив.
Фосфор в промисловості отримують з фосфату кальцію Ca 3 (PO 4) 2. який виділяють з фосфоритів і фторапатитов. Метод отримання заснований на реакції відновлення Ca 3 (PO4) 2 до фосфору.
В якості відновника сполук фосфору використовують кокс (вуглець). Для зв'язування сполук кальцію в реакційну систему додають кварцовий пісок SiO 2. Процес проводять в електропечах (виробництво відносять до електротермічним). Реакція протікає за рівнянням: (можна рівняння реакції не писати на дошці, а звернеться до підручника на стор. 126 упр. 4
2Ca 3 (PO 4) 2 + 6SiO 2 + 10C = 6CaSiO 3 + P 4 + 10CO ↑
Продукт реакції - білий фосфор. Через наявність домішок технічний фосфор має жовтий колір, тому в промисловості його називають жовтим фосфором.
III. Закріплення вивченого матеріалу
1. Чи реальна ситуація з собакою, намазала фосфором і світиться в темряві?
Відповідь: ця історія неправдоподібна. Справа в тому, що шерсть собаки могла б світитися при наявності на ній частинок фосфору. Але фосфор - тверда речовина, і щоб розпорошити його на шерсті або будь-якому іншому матеріалі, існує тільки один спосіб: змазування летючої рідиною, що містить в собі фосфор в розчиненому вигляді. При випаровуванні такої рідини (хлороформ, сірковуглець) фосфор виділиться у вигляді найтоншого порошку. Однак дрібно розпорошений фосфор на повітрі енергійно окислюється і виділяється тепло запалює його. Крім того, білий фосфор - дуже отруйна речовина. З його властивостей випливає, що якби і вдалося якимось чином «розписати» не тільки собаку зовні, але і її пащу, то вона б швидко загинула від отруєння, а її труп перетворився в багаття.
2. Чому фосфор часто називають багатоликим елементом?
Відповідь: Його називають багатоликим елементом, так як він здатний перебувати в кількох аллотропних модифікаціях.
3. «Фосфор» в перекладі з грецького означає «світлоносний, що світиться». Чому він отримав таку назву?
4. Зі спогадів радянського академіка С.І. Вольфковіча: «Фосфор виходив в електричній печі, встановленої в Московському університеті на Мохової вулиці ... Протягом багатьох годин роботи у електропечі частина виділяється газоподібного фосфору настільки просякло мій одяг і навіть черевики, що, коли вночі я йшов з університету по темних, неосвітлених вулицях Москви , мій одяг випромінювала блакитне сяйво, а з-під черевиків (при терті об тротуар) висікалися іскри ... Незабаром серед жителів Москви з вуст в уста стали передаватися фантастичні розповіді про «світиться ченця».
Чи можна світіння білого фосфору вважати фізичним явищем?
Відповідь: це фізико-хімічне явище, так як спочатку відбувається випаровування молекул речовини, а потім їх взаємодія з киснем, що служить причиною світіння.
5. Чому модниці в 70-80 рр .; 20 століття швидко відмовилися від фосфорних бус?
Відповідь: носіння таких бус шкодить здоров'ю, так як фосфор - отруйна речовина.
Після виконання тестових завдань учні міняються роботами і перевіряють їх правильність виконання друг у друга (взаимопроверка).
Відповіді до тестів заздалегідь записані зі зворотного боку дошки.
Відповіді та виставлення оцінок.
1. В); 2. Б); 3. А); 4. Б), Г), Д), Е), З); 5. А); 6. В); 7. 8. В).
1. Б); 2. В); 3.А); 4. А), В), Д), Ж); 5. Б); 6. В); 7. 8. Б)
IV. Домашнє завдання:
Завдання. Яка маса фосфору в вашому тілі, якщо відомо, що фосфор становить близько 1% від маси тіла.
V. Рефлексія. Підведення підсумків уроку
Тестування до уроку «Фосфор і його властивості»
1. Будова атома фосфору: А) +15))) Б) +15))) В) +15))) Г) +15)))
2 8 2 2 8 8 2 8 5 2 5 8
2. Азот і фосфор ... А) знаходяться в одному періоді; Б) знаходяться в одній групі; В) знаходяться в різних підгрупах; Г) мають однакові порядкові номери.
3. Тип кристалічної решітки білого фосфору: А) атомна; Б) іонна; В) молекулярна; Г) металева.
4. Які з перерахованих властивостей характерні для білого фосфору: А) порошкоподібною речовиною, темно-червоного кольору; Б) прозоре, м'яке речовина; В) без запаху; Г) має запах; Д) не розчиняється у воді; Е) розчиняється в сірковуглеці; Ж) не отруйний; З) сильно отруйний.
5. З якими із запропонованих речовин фосфор реагує як окислювач: А) магній; Б) кисень; В) хлор.
6. У вигляді, якого хімічної сполуки фосфор широко поширений в земній корі: А) монацит; Б) поташ; В) пірит; Г) фосфорит.
7. Червоний фосфор застосовують _____________________
8. Які продукти людського харчування особливо багаті фосфором?
А) волоський горіх; Б) мед; В) жовток курячого яйця.
1. Скільки електронних рівнів у атома фосфору: А) 2; Б) 3; В 4; Г) 5.
2. Азот і фосфор розрізняються тим, що: А) знаходяться в одному підгрупі; Б) знаходяться в різних групах; В) знаходяться в різних періодах; Г) знаходяться в одній групі.
3. Тип кристалічної решітки червоного фосфору: А) атомна; Б) іонна; В) молекулярна; Г) металева.
4. Які з перерахованих властивостей характерні для червоного фосфору: А) порошкоподібною речовиною, темно-червоного кольору; Б) прозоре, м'яке речовина; В) без запаху; Г) має запах; Д) не розчиняється у воді; Е) розчиняється в сірковуглеці; Ж) не отруйний; З) сильно отруйний.
5. З якими із запропонованих речовин фосфор реагує як відновник: А) кальцій; Б) кисень; В) літій.
6. У вигляді, якого хімічної сполуки фосфор широко поширений в земній корі: А) монацит; Б) польовий шпат; В) апатит; Г) халькопирит.
7. Білий фосфор застосовують _____________________
8. У рослинах, як і у тварин, фосфор входить до складу: А) жирів; Б) білків; В) вуглеводів.