"Фосфор"
план-конспект урока по химии (9 класс)

Урок 38. 9 класс.

Тема: Фосфор.

Цель урока: организовать деятельность учащихся по изучению: положения фосфора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строения атома фосфора, физических и химических свойствах, областей применения фосфора.

Задачи урока:

Образовательные: 

• Расширить знания учащихся о неметаллах на основе изучения элемента фосфора и его соединений.
• Развитие и обобщение знаний учащихся о нахождении и роли фосфора как элемента в природе, характере действия простых веществ, им образуемых, на живые организмы.
• Познакомить учащихся с получением, свойствами и применением фосфора.
• Продолжить формирование умения и навыка составления окислительно-восстановительных реакций с использованием метода электронного баланса.

Развивающие: 

• Развитие логического мышлении я, самостоятельности и способности к рефлексии.
• На основе межпредметных связей продолжить формирование умений устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами веществ.
• Продолжить формирование умений общаться, работать в группе.

Воспитательные: 

• Воспитание положительной мотивации при обращении к жизненному опыту школьников, при раскрытии практического значения изучаемого материала с последующим его экспериментальным подтверждением.
• Показать значимость химических знаний для современного наукоемкого производства и успешной адаптации будущих специалистов в обществе.
• Показать роль химической науки и практики в развитии народного хозяйства страны.

Оборудование: Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева,  ноутбук,  проектор, интерактивная доска, мультимедийная презентация, спиртовка, колба с резиновой пробкой, ложка для сжигания веществ.

Реактивы: красный фосфор, вода, индикатор лакмус.

Тип урока: изучения нового материала и первичного закрепления полученных знаний.

                                                                       Ход урока:

1. Организационный момент.
2. Мотивационно-ориентационный этап.

 1 слайд. Академик А.Е.Ферсман назвал этот элемент « элементом мысли и жизни», без него невозможно существование на Земле живого, в теле человека его примерно 0,8 кг. Он - основа нервных, мышечных, мозговых и костных тканей. Является жителем V-A  под группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. О каком элементе идет речь?

                                           ( учащиеся называют элемент фосфор)     2 слайд.   

Учитель: Какие сведения о фосфоре вам  были известны  до сегодняшнего урока? Предлагаю схему «Паучок» (элемент технологии критического мышления), где к лапкам паучка записывается элемент ответа.

( возможные записи: порядковый номер 15, светится в темноте, неметалл, 5 электронов на внешнем уровне, 3 энергетических уровня, биогенный элемент и др.)

Учитель: А что бы вы хотели узнать  на уроке об этом элементе?

Исходя из ответов учащихся, учитель формирует вместе с ними тему урока и определяет цели и задачи на этапы урока.

3. Изучение нового материала.

3 слайд.  1)  История открытия фосфора (сообщение учащихся)

                   Из всех древних  элементов только фосфор имеет точную дату открытия – 1669 год.  

В поисках эликсира молодости и попытках получения золота разорившийся торговец Хенинг Брандт из Гамбурга пытался изготовить "философский камень" из мочи. Брандт выпарил мочу до сиропообразной консистенции, затем перегнал и получил жидкость красного цвета, которую он назвал уринным маслом. Перегнав эту жидкость еще раз, он обнаружил на дне реторты черный осадок. После долгого прокаливания остаток переходил в белое светящееся вещество, оседавшее на стенках колбы – приемника. Брандт посчитал, что выделил элементарный огонь.

Интерес к новому веществу был огромный. Брандт показывал новое вещество за деньги. Потом за 200 талеров секрет был продан И. Крафту, который также показывал фосфор за деньги. Название новый элемент получил от  греческого слова  "фосфор" – "светоносец".

Затем немецкий химик И. Кункель узнал через Крафта рецепт изготовления и сумел получить фосфор, заявив претензию на самостоятельность открытия. В 1680 году фосфор был получен и Бойлем. В 1847 году А. Шреттер получил красный фосфор, нагревая белый фосфор без доступа воздуха  до 300 °C, который в отличие от белого, не был ядовит и не воспламенялся на воздухе. В 1934 году Л. Бриджмен, подвергнув фосфор нагреванию при значительном давлении, получил третью модификацию – черный фосфор.

2) Фосфор как элемент (самостоятельная работа с ПСХЭ по характеристике элемента; план  характеристики на карточке.)

План характеристики элемента.

1. Порядковый номер - Z (заряд ядра, кол-во протонов в ядре, кол-во электронов в атоме).
2. Относительная атомная масса (кол-во нейтронов N=Ar-Z).
3. Номер периода (кол-во энергетических уровней в атоме).
4. Наименование подгруппы (главная/побочная).
5. Номер группы (кол-во электронов на валентном слое).
6. Вывод о свойствах  простого вещества (металл, неметалл).
7. Строение атома (планетарная и электронная формулы).
8. Высшая и низшая степени окисления.
9. Формулы высшего оксида, гидроксида и летучего водородного соединения (только для окислительных элементов).
10. Вывод о характере свойств соединений (основный, кислотный, амфотерный).

4 слайд. 

1. Порядковый номер - 15 (заряд ядра  +15, кол-во протонов в ядре 15, кол-во электронов в атоме 15).
2. Относительная атомная масса 31 (кол-во нейтронов N=Ar-Z = 31-15=16).
3. Номер периода 3 (кол-во энергетических уровней в атоме 3).
4. Главная подгруппа.
5. Номер группы 5 (кол-во электронов на валентном слое: 5).
6. Неметалл.

5 слайд. 

6 слайд. 

8. Высшая степень окисления:+5

   Низшая степень окислении: -3

9. Формулы:

 высшего оксида -  Р2О5; 

 гидроксида - Н3РО4 ;

 летучего водородного соединения - РН3

10. Характер свойств соединений: кислотный

3) Фосфор как простое вещество. Аллотропные возможности фосфора 

7 слайд. Сравните физические свойства аллотропных видоизменений фосфора и заполните таблицу. (Самостоятельная работа учащихся с таблицей и текстом)

Фосфор может существовать в виде большого числа аллотропных модификаций, в настоящее время их насчитывается 11, но все многообразие видов можно свести к трем: белый, красный и черный фосфор.

Наиболее распространен белый, или желтый, фосфор. Белый фосфор имеет молекулярную решетку, в узлах которой находятся тетраэдрические молекулы Р4.

Это очень реакционноспособное, мягкое воскообразное вещество бледно-желтого цвета, с неприятным чесночным запахом, растворимое в сероуглероде и бензоле, нерастворимое в жидкой воде, с водяным паром образует газовую смесь. Очень ядовито. Воспламеняется при трении, обладает уникальной способностью светиться в темноте за счет медленного окисления. Температура плавления 44 °С. В лаборатории его хранят под слоем воды.

Название красный фосфор относится к нескольким модификациям, различающимся по плотности и окраске: она колеблется от оранжевой до темно-красной и даже фиолетовой. Красный фосфор, образующийся при нагревании белого до 320 °С без доступа воздуха, является рентгеноаморфным, при дальнейшем нагревании до 560 °С переходит в кристаллическое состояние за счет разрыва одной связи Р – Р в тетраэдре Р4 и дальнейшего связывания оставшихся групп в цепи, кольца и трубки. Такая полимеризация приводит к упрочнению связи Р – Р, увеличению плотности и температуры плавления до 600 °С и уменьшению реакционной способности.  Красный фосфор менее активен, чем белый, нерастворим в воде и сероуглероде, не светится в темноте, абсолютно безвреден.

При повышенном давлении белый фосфор переходит в черный фосфор. Это самая устойчивая модификация фосфора. Ромбическая модификация построена из гексагональных колец Р6, упакованных в слои, причем кольца не являются плоскими.

По внешним признакам черный фосфор напоминает металл, имеет металлический блеск, обладает электропроводностью, теплопроводностью, довольно твердый. Наименее активный из всех модификаций.

8 слайд.   Проверяем:

- Сходны или различны свойства белого и красного фосфора?

- Чем объясняются различия в свойствах?

По химической активности можно выстроить три разновидности в порядке возрастания чёрный фосфор → красный фосфор → белый фосфор.

9 слайд.  После обсуждения материала учитель задает проблемный вопрос:

Прокомментируйте отрывок романа А.Конан-Дойля « Собака Баскервилей». Попытайте определить, где, правда, а где вымысел автора?

«...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался мерцающий огонь .Ее 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.   - Фосфор, – сказал я».

Здоровьесберегающая пауза.

10 слайд.  4). Химические свойства фосфора.

На основе строения атома мы выяснили, что простое вещество – фосфор - довольно активный неметалл способен проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.  Какими веществами и почему он проявляется себя в разных «лицах»

( самостоятельная работа с учебником  стр.160  по характеристике фосфора как окислителя и как восстановителя)

Задание: рассмотреть любое уравнение в таблице с позиций окислительно - восстановительных реакций. Указать элемент окислитель и восстановитель.

11 слайд.  Проверка с использованием интерактивной  доски.

Выводы  формулируют сами учащиеся на основе полученного материала.

В качестве доказательства химической активности фосфора учитель демонстрирует опыт                         « Сжигание красного фосфора и исследование продуктов его сгорания»

Фосфор сжигается в ложечке, которая вносится в коническую колбу, заполняя ее густым белым дымом твердых частичек P2O5,  затем  приливается в нее вода и, закрыв пробкой, взбалтывается до полного растворения оксида фосфора (V) . Полученный раствор испытывается  метиловым оранжевым или лакмусом, чем и доказывается образование в колбе фосфорной кислоты.

В смеси с бертолетовой солью от удара взрывается, воспламеняется.  Демонстрация видеоопыта.

12 слайд.    Такая реакция происходит, когда мы зажигаем спички. В головке спичек содержится бертолетова соль, в намазке шкурки – красный фосфор.  В какую колонку мы впишем данную реакцию? (восстановитель)

13 слайд.    5KClO3 + 6P = 3P2O5 + 5KCl.

В 1867 г. от ожогов скончалась итальянская эрцгерцогиня Матильда, которая случайно наступила на спичку, – ее платье было мгновенно охвачено пламенем. В те времена спички были весьма опасны: мало того, что зажигались они очень легко, а порой и неожиданно, в них содержался сильно ядовитый белый фосфор.

14 слайд  5) Применение фосфора

1. Белый фосфор применяется для получения красного фосфора
2. Фосфор применяется для получения фосфорных кислот и их производных
3. Основная область применения красного фосфора – производство спичек
4. Фосфор применяется как раскислитель и компонент некоторых  металлических сплавов
5. Производство лекарственных  препаратов
6. Средства борьбы с вредителями  сельского хозяйства
7. Производство моющих средств
8. Органический синтез
9. Р2О5 как осушитель газов и   жидкостей

6) Круговорот фосфора в природе.  Видеоанимация. 2 минуты

15 слайд.    4. Первичное закрепление полученных знаний.

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления фосфора  +5

    А) Р2О5;       Б) NaPO3;      В) PCl3

2. В какой из приведенных пар оба вещества взаимодействуют с  фосфором:

    А) кальций и соляная кислота;  Б) натрий и кисород;  В) кислород и соляная кислота.

3. Составьте уравнение реакции фосфора с кальцием. Коэффициент перед формулой окислителя:      А) 2;        Б) 3);        В) 1.

4. Как хранят красный фосфор в лаборатории:

    А) под слоем воды;      Б) под слоем керосина;       В) в обычных условиях

5. Фосфор образует простое вещество с молекулярной кристаллической решеткой,

    в узлах которой находятся молекулы Р4. какой цвет имеет такой фосфор:

    А) красный;        Б) желтый;       В) зеленый.

6. Степень окисления фосфора увеличивается в ряду:

    А) PH3,  P2O3,   H3PO4;      Б) Na3PO4,  P2O5,   HPO3;     В) Ca3P2, PH3,   NaPO3   

7. Какое из утверждений неверно: «Атом фосфора по сравнению с атомом азота

    имеет»:

    А) больший радиус;      Б) больший заряд ядра;  

    В) более ярко выраженные неметаллические свойства.

16 слайд.    5. Домашнее задание: §28 (до стр.160- соединения фосфора), упр.№3,6 (по выбору учащихся); творческое задание: презентация темы « Биологическое значение фосфора».

17 слайд.    6. Итоги урока. Рефлексивно - оценочный этап.

1.Какое значение для тебя имеют знания и   умения, полученные на уроке?                                

А – неосознанные     Б – осознанные    В - глубокие                                                                                

2.Как ты оцениваешь знания, полученные    сегодня?                                                        

А – неосознанные     Б – осознанные    В - глубокие                        

3. С каким настроением ты изучал этот материал?                

А – неосознанные     Б – осознанные    В - глубокие        

4. Как оцениваешь свою деятельность?                                

А – неосознанные     Б – осознанные    В - глубокие        

5. Как оцениваешь деятельность         партнера, группы?                                                        

А – неосознанные     Б – осознанные    В - глубокие