Конспект урока : " Фосфорная кислота и ее соли:
методическая разработка по химии (9 класс) на тему

Урок № 37   Класс 9 __________________________   Дата ___________________________

Тема урока: Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и её соли. Фосфорные удобрения.

Цели урока: формирование знаний о свойствах оксида фосфора(V), фосфорной кислоты, кислых солях фосфорной кислоты, реакциях неполной нейтрализации; продолжение формирования умений составлять уравнения химических реакций.

Задачи:

• Образовательная : сформировать знания об оксиде фосфора(V), о фосфорной кислоте, ее физических и химических свойствах, получении и применении; обеспечить в ходе урока усвоение знаний о солях фосфорной кислоты, их свойствах, получении и применении.
• Развивающая : способствовать развитию познавательного интереса, развитию выделять главное, логически излагать свои мысли.
• Воспитательная : содействовать в ходе урока формированию научной картины мира, содействовать нравственному воспитанию школьников.

Тип урока: комбинированный

Оборудование: Учебник, ПСХЭ, химическая посуда.

Реактивы: фосфорная кислота, фосфат калия, нитрат серебра, гидроксид натрия, индикаторы, гранулы цинка

Ход урока

1. Организационный этап
2. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности

Устный опрос учащихся по теме « Фосфор:

1.        Где расположен фосфор в периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева?

2.        Сколько энергетических уровней у атома фосфора?

3.        Сколько электронов на внешнем энергетическом уровне  находится у атома фосфора?

4.        Заряд ядра атома фосфора?

5.        Назовите высшую и низшую степени окисления фосфора?

6.        В виде каких аллотропных модификаций встречается фосфор?

7.        Чем отличается белый фосфор от красного?

8.        Какие свойства фосфор проявляет в реакциях?

9.        Где применяется фосфор?

Примерные ответы:

1.        Фосфор расположен в 3 периоде, 5 группе главной подгруппе периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.

2.        У атома фосфора 3 энергетических уровня

3.        У атома фосфора на внешнем энергетическом уровне находится 5 электронов.

4.        Заряд ядра атома фосфора равен + 15

5.        Высшая + 5, низшая – 3.

6.        Фосфор  образует несколько аллотропных модификаций: белый, красный и черный фосфор.

7.        Белый фосфор не растворим в воде, хорошо растворим в сероуглероде. Белый фосфор очень ядовит, светится в темноте. Красный фосфор не растворяется ни в воде, ни в сероуглероде. Неядовит и не светится в темноте.

8.        Фосфор в реакциях чаще всего бывает восстановителем (с кислородом, галогенами, бертолетовой солью, азотной кислотой), с металлами проявляет окислительные свойства.

9.        Фосфор применяют в производстве фосфорной кислоты, лекарственных препаратов, в производстве спичек.

3.  Постановка целей  урока
4. Изучение нового материала

Оксид фосфора (V) – фосфорный ангидрид

Физические свойства: Оксид фосфора (V) Р2О5 — белый гигроскопичный порошок (поглощает воду), следует хранить в плотно закрытых сосудах.

Получение: Получается при горении фосфора в избытке воздуха или кислорода

4P + 5O2 = 2P2O5

Применение: Оксид фосфора (V) очень энергично соединяется с водой, а также отнимает воду от других соединений. Применяется как осушитель газов и жидкостей.

Химические свойства: Оксид фосфора (V) – это кислотный оксид, взаимодействует, подобно другим кислотным оксидам с водой, основными оксидами и основаниями.

Фосфорный ангидрид особым образом взаимодействует с водой, взаимодействуя с водой при обычных условиях (без нагревания), образует в первую очередь метафосфорную кислоту НРО3:

P2O5 + H2O = HPO3

при нагревании образуется ортофосфорная кислота H3PO4:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4    (t˚C)

При нагревании H3PO4 можно получить пирофосфорную кислоту H4P2O7:

2H3PO4 = H2O + H4P2O7   (t˚C)

Ортофосфорная кислота

Наибольшее практическое значение имеет ортофосфорная кислотаН3РO4.

Строение молекулы: В молекуле фосфорной кислоты атомы водорода соединены с атомами кислорода:

Физические свойства: Фосфорная кислота представляет собой бесцветное, гигроскопичное твердое вещество, хорошо растворимое в воде.

Получение:

1) Взаимодействие оксида фосфора (V) с водой при нагревании:                                           

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4    (t˚C)

2) Взаимодействие природной соли – ортофосфата  кальция с серной кислотой при нагревании:      

Сa3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4 (t˚C)

3) При взаимодействии фосфора с концентрированной азотной кислотой                            

3P + 5HNO3+ 2H2O =  3H3PO4+ 5NO

Применение

• В производстве фосфорных удобрений
• В производстве кормовых добавок  для животноводства
• В производстве моющих средств (фосфаты щелочных металлов)
• Для создания  защитных покрытий  на металлах

Химические свойства:

Свойства, общие с другими кислотами

Специфические свойства

1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов на красный:

Ортофосфорная кислота диссоциирует ступенчато:

H3PO4 ↔ H+ + H2PO4-(дигидроортофосфат-ион)

H2PO4- ↔ H+ + HPO42-(гидроортофосфат-ион)

HPO42- ↔ H+ + PO43-(ортофосфат-ион)

2. Взаимодействует с металлами в ряду активности до (Н2):

металл+ H3PO4=соль+Н2↑

3. Взаимодействует с основными оксидами:

оксид металла + H3PO4 = соль + Н2О

4. Взаимодействует с основаниями Ме(ОН)n:

основание  + H3PO4 = соль + Н2О

если кислота в избытке, то образуется кислая соль:

H3PO4(изб) + NaOH = NaH2PO4+ H2O или

H3PO4(изб) + 2NaOH =Na2HPO4 + 2H2O

5. Реагирует с аммиаком (по донорно-акцепторному механизму), если в избытке кислота, образуются кислые соли:

H3PO4 + NH3 = NH3H2PO4

H3PO4 + 2NH3 = (NH3)2HPO4

H3PO4 + 3NH3 = (NH3)3PO4

6. Реагирует с солями слабых кислот:

2H3PO4+3Na2CO3 = 2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑

1. При нагревании ортофосфорная кислота постепенно превращается в метафосфорную кислоту:

2H3PO4 (t˚C) → H2O + H4P2O7  

H4P2O7  (t˚C)→ H2O + 2HPO3  

2. Качественная реакция наPO43- - фосфат ион.

Отличительной реакцией ортофосфорной кислоты от других фосфорных кислот является реакция с нитратом серебра — образуется жёлтый осадок:

Н3РО4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓+ 3HNO3

3. Играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав АТФ. При разложении АТФ выделяется большое количество энергии, что очень важно для живых организмов.

Применение:

В основном для производства минеральных удобрений.

А также, используется при пайке, для очищения от ржавчины металлических поверхностей. Также применяется в составе фреонов, в промышленных морозильных установках как связующее вещество. Ортофосфорная кислота зарегистрирована в качестве пищевой добавкиE338. Применяется как регулятор кислотности в газированных напитках.

5. Первичное закрепление

1) «Проверь себя»

Закончите высказывания:

1. Оксид фосфора (V)  образуется при горении …
2. Формула фосфорной кислоты…
3. Фосфорную кислоту получают из …
4. Фосфорная кислота – это … вещество, …растворимое в воде
5. Качественная реакция на фосфорную кислоту и ее соли – это взаимодействие с … . Признак реакции - …
6. Фосфорная кислота применяется в производстве …
7. Фосфорная кислота может давать три ряда солей: кислые соли  - … и … , средние соли – …

Осуществите цепочку превращений

I – в

Р2О5 → Н3РО4 → Na3PO4 → Ca3(PO4)2 → H3PO4 → Zn3(PO4)2

II – в

P →  Ca3P2 → PH3 → Р2О5 → Na3PO4 → Ag3PO4

III - в

Ca3(PO4)2 → P → PCl5 → Н3РО4 → K3PO4 → Fe3(PO4)2

Решение:

I – в

1) P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

2) H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

3) 2Na3PO4 + 3CaCI2 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl

4) Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4

5) 2H3PO4 + 3ZnCI2 → Zn3(PO4)2 + 6HCl

II – в

1) 2Р + 3Са → Са3Р2

2) Са3Р2 + 6НCI → 3CaCI2 + 2PH3

3) 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

4) P2O5 +6NaOH → 2Na3PO4 + 3H2O

 5) Na3PO4 + 3AgNO3  → Ag3PO4 ↓ + 3NaNO3

III – в

1) Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 2P + 3CaSiO3 + 5CO

2) 2P + 5CI2 → 2PCI5

3) PCI5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCI

4) H3PO4 + 3KOH → K3PO4 + 3H2O

5) 2K3PO4 + 3FeCI2  → Fe3(PO4)2 + 6KCI

6. Домашнее задание: § 30, читать, № 1, 3 письменно, подготовить сообщение  об использовании или производстве фосфорных удобрений
7. Рефлексия