Конспект урока по химии на тему Фосфор ( 9 класс)

Учебно - методическая разработка к уроку химии для 9-го класса по теме «Фосфор и его свойства» (УМК Г.У. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия-9 класс)

Тема урока: «Фосфор и его свойства»

Цели урока:

Обучающие - рассмотреть положение элемента фосфора в ПСХЭ Д.И.Менделеева, строение атома; аллотропные видоизменения фосфора; физические и химические свойства; применение фосфора и его соединений человеком.

Развивающие - развивать критическое мышление через работу с учебным материалом, развивать информационную компетентность учащихся, развивать умение работать в группе;

развивать интеллектуальные и познавательные умения учащихся добывать самостоятельно знания, обобщать и делать выводы, фиксировать главное в свернутом виде. Продолжить формирование навыков самостоятельной работы с учебником, дополнительной литературой, сайтами Интернета.

Воспитательные - содействовать воспитанию организованности учащихся при решении проблемных вопросов, поддерживать дух толерантности, воспитывать умение уважать другое мнение, поддерживать других и быть к ним благожелательным.

Учащиеся должны знать: строение атома фосфора, физические и химические свойства аллотропных видоизменений фосфора, области применения.

Оборудование: периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, карточки с названиями станций, презентация, компьютер, медиапроектор, экран.

• Лабораторное оборудование: фосфор( красный), куриные кости ( предварительно заготовленные и выдержанные в соляной кислоте), сосуд, заполненный кислородом, нитрат серебра, пробирки, спиртовка.
  
  Тип учебного занятия: урок изучения нового материала и первичного закрепления полученных знаний
  
  Форма урока: урок- презентация

Структура урока:

Стадия I. Вызов.

Изучение нового материала.

Мотивация. Учитель зачитывает отрывок из произведения К.Дойля « Собака Баскервилей» и показывает фрагмент из видеоролика. (Слайд 1)

• «...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. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами.
  
  Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте. Фосфор,- сказал я».
  
  Узнали? Артур Конан-Дойл. «Собака Баскервилей».
  
  Вот в какой скверной истории оказался замешан элемент № 15.

Автор произведения допустил серьезные ошибки и чтобы их найти давайте сначала изучим этот элемент.



Учитель. Тема нашего урока «Фосфор и его свойства». (Слайд 2)

Цель нашего урока: получить знания о химическом элементе, простом веществе фосфоре, его соединениях и изучить физические и химические свойства. (Слайд 3).

Девиз нашего урока «Фосфор-элемент жизни и мысли»

(академик А.Е.Ферсман) (Слайд 4)

• Давайте посмотрим на фосфор глазами историка, геолога, физика, химика, биолога, медика; приятно удивиться: оказывается, вы знаете уже так много.

• Для погружения в урок используем приём «Верите ли вы»? (Слайд 5)
  
  Вопросы:
  
  1) что химический знак фосфора Р (да)
  
  2) что фосфор самый распространённый неметалл в земной коре (нет)
  
  3) что фосфор имеет 5 валентных электронов (да)
  
  4) что название «фосфор» переводится как «светоносный» (да)
  
  5) что фосфор - необходимый элемент в питании растений (да).

Стадия II. Осмысление

• В процессе работы на уроке вам нужно заполнить табличку «Знаю- хочу узнать - узнал» (работа над таблицей 5 минут).

• Станция «Историческая» (Слайд 5)
  
  
  
  Ученик 1. Открытие фосфора приписывается гамбургскому алхимику Х.Брандту. В поисках «филосовского камня», якобы способного превратить неблагородные металлы в золото, Брандт занимался перегонкой сухого остатка от выпаривания мочи. В приёмнике оказалось вещество, испускавшее голубоватый свет. Так, совершенно случайно, в 1669 году был открыт белый фосфор (Слайд 5) - вещество, вызывавшее свечение. Поначалу у Брандта не было сомнения, что свечение без огня мог дать лишь искомый «филосовский камень». Однако вскоре он понял, что никакими другими чудесными свойствами его находка не обладает, и продал секрет другому алхимику. Тот, в свою очередь, перепродал его третьему и т. д. Конец «филосовскому бизнесу» положил английский химик Р.Бойль (Слайд 6), который в 1680 году опубликовал в научном журнале более простую и доступную методику получения фосфора. В 1771 году шведский химик К.Шееле (Слайд 6) дал способ получения фосфора из костяной золы, применявшейся в промышленности вплоть до начала 20 века. Наименование элемента происходит от греческих слов «фос» - свет и «форос»,- несущий. Название «фосфоры» приписывают всем веществам, светящимся в темноте после предварительного облучения, а само явление холодного свечения называют фосфоресценция.
  
  
  
  Станция «Общая и неорганическая химия» (Слайд 8).
  
  Учитель. Охарактеризуйте фосфор как химический элемент по плану:
  
  
  
  1. Порядковый номер, номер периода, группа, подгруппа;
  
  2. Заряд ядра, электронная формула электронно-графическая формула;
  
  3. Валентность, степень окисления.

4.Формулы соединений фосфора.

(Когда учащиеся ответят, с помощью медиапроектора на экран выводится правильный ответ) (Слайд 8-9).



Элемент VA группы имеет электронную формулу 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

• Фосфор - неметалл.

• Наиболее характерные степени окисления: +5, +3, 0, -3.

• Оксиды Р₂О₅ и Р₂О₃ имеют кислотные свойства.

• Летучее водородное соединение - фосфин PH₃

• Учитель. Итак, мы передвигаемся к следующей станции геологической.
  
  Станция «Геологическая» (Слайд 10).

• Учитель. В каком виде химический элемент может находиться в природе? Запишите в тетрадь не менее 4 формул соединений фосфора.

• Выступление учащегося- представителя геологической станции.
  
  Ученик 2. Фосфор принадлежит к весьма распространённым в природе элементам. Он занимает 13 место среди всех элементов. Вследствие высокой химической активности фосфор в свободном состоянии в природе не встречается. Он содержится не менее чем в 190 минералах, из которых главнейшими являются апатиты и фосфориты. В 1926 году А.Е.Ферсманом и его сотрудниками были открыты огромные запасы апатитов на Кольском полуострове в Хибинах, где их залежы не имеют равных нигде в мире. Незадолго до войны было открыто очень крупное месторождение фосфоритов Кара-Тау в Казахстане.

• Учитель. Следующая станция «Биологическая». Поднявшись на неё, вы узнаете о роли фосфора в жизни живых организмов.
  
  Станция «Биологическая» (Слайд 11-16)

• Вопрос : какие свойства придает фосфор костной ткани?

Ответ учащихся: твердость и прочность.

Лабораторный опыт: демонстрация куриных костей (куриная кость стала мягкой).

Обнаружение фосфатов в растворе (взаимодействие с нитратом серебра).

Вопрос: как вы думаете, почему кость стала мягкой и гибкой?

Ответ: неорганические вещества, в том числе и фосфор, перешли в раствор, а органические -придают гибкость.

Давайте проведем опыт по обнаружению фосфатов в растворе.

Обнаружить фосфаты в растворе можно с помощью качественной реакции- взаимодействие с раствором нитрата серебра, при этом образуется светло-желтый осадок.( Запишите реакцию)

Вывод: в состав костной ткани входит химический элемент фосфор в виде

иона PO₄ ^3-

• Ученик 3.( слайд 11-15)
  
  Фосфор и здоровье человека(таблица «Содержание фосфора»)
  
  Содержание фосфора в организме человека (масса тела 70 кг) составляет 780 г. Суточная доза для взрослых 1 г.
  
  Биологическая роль
  
  • Входит в состав скелета в виде ортофосфата Са₃(Р0₄)₂ и гидроксиапатита ЗСа₃(Р0₄)₂ • Са(ОН)₂
  
  • Входит в состав зубов в виде гидроксиапатита и фторапатита 3Са₃(Р0₄)₂ • CaF₂.
  
  • Соединения фосфора принимают участие в обмене энергии.
  
  • Необходим для нормальной мышечной и умственной деятельности. Академик А.Е.Ферсман назвал его «Элементом мысли».
  
  Фосфор поступает в организм с пищей: рыбой, хлебом, молоком, сырами, мясом, бобовыми (горох, фасоль), овсяной, перловой, ячневой крупой. Обычно всасывается 50-90% фосфора, меньше - при употреблении растительных продуктов, т. к. в них он содержится в виде трудноусвояемой фитиновой кислоты. Для правильного питания очень важно его соотношение с кальцием. Оптимальным считается соотношение кальция и фосфора, равное 1:1,5.
  
  
  
  Реакция организма на недостаток фосфора ( слайд16)
  
  Развивается рахит, снижается умственная и мышечная деятельность.
  
  Реакция организма на избыток фосфора.
  
  Развивается мочекаменная болезнь. Р₄ и многие соединения фосфора высокотоксичны. Летальная доза Р₄ равна 60 мг. Большую опасность представляют ожоги, возникающие при горении фосфора, из-за выделения большого количества тепла при взаимодействии образующегося при горении P₂O_s с влагой кожи. Получившаяся фосфорная кислота Н₃Р0₄ проникает в глубь соединительной ткани, что приводит к отеку из-за прилива внеклеточной жидкости.
  
  
  
  Динамическая пауза или физкультминутка.

Учитель. И мы передвигаемся на следующую станцию нашей лестницы познания.

Станция «Литературная».

Ученик 4. «СВЕТЯЩИЙСЯ МОНАХ»

Из воспоминаний академика С. И. Вольфковича: «Фосфор получался в электрической печи, установленной в Московском университете на Моховой улице. Так как эти опыты проводились тогда в нашей стране впервые, я не предпринял тех предосторожностей, которые необходимы при работе с газообразным фосфором - ядовитым, самовоспламеняющимся и светящимся голубоватым цветом элементом. В течение многих часов работы у электропечи часть выделяющегося газообразного фосфора настолько пропитала мою одежду и даже ботинки, что, когда ночью я шел из университета по тёмным, не освещённым тогда улицам Москвы, моя одежда излучала голубоватое сияние, а из-под ботинок (при трении их о тротуар) высекались искры.

За мной каждый раз собиралась толпа, среди которой, несмотря на мои объяснения, немало было лиц, видевших во мне «новоявленного» представителя потустороннего мира. Вскоре среди жителей района Моховой и по всей Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о «светящемся монахе»...

Учитель. А нас ждёт следующая станция.

Станция «Физическая» (Слайд 17-23).



Учитель. Фосфор - один из элементов, самых богатых аллотропными модификациями: белый, красный, чёрный, розовый, фиолетовый и другие.



Белый фосфор - кристаллическое вещество белого цвета. Его молекула состоит из 4 атомов, располагающихся по вершинам правильной пирамиды. Плотность 1, 83 г/см³ , 44,1º С, 280,5º С. Обладает высокой реакционной способностью, поэтому его обычно хранят под водой - он не растворяется в воде и не реагирует с ней. На воздухе самопроизвольно воспламеняется. Медленное окисление его паров сопровождается свечением. Чрезвычайно ядовит. Без доступа воздуха при 280-300º С переходит в красный фосфор.

Красный фосфор представляет собой аморфный порошок. Его плотность 1,3 г/см³ , 5,90º С. Он менее реакционноспособен, чем белый фосфор, его удобнее хранить, не ядовит.

При высоком давлении (12000 атм.) и 220º С из белого фосфора получают чёрный. Его плотность самая большая 2,7 г/см³ и наименее реакционноспособен. По внешнему виду и по внутреннему строению он похож на графит: кристалл построен из бесконечных слоёв атомов, его слои «гофрированы». При нормальных условиях чёрный фосфор ведёт себя как полупроводник, а при повышенном давлении проводит ток как металл (белый и красный фосфор - изоляторы).



Учитель. Мы продолжаем передвигаться.

Станция «Химическая» (Слайд 24)

Фосфор соединяется со многими простыми веществами - кислородом, галогенами, серой и некоторыми металлами, проявляя окислительные и восстановительные свойства.

1. С кислородом.

При горении фосфора образуется белый густой дым. Белый фосфор самовоспламеняется на воздухе, а красный горит при поджигании.

Фосфор сгорает в кислороде ослепительно ярким пламенем.

4P + 5O_{2(избыток)} → 2P₂O₅ (P₄O₁₀)

Р- восстановитель

Лабораторный опыт. ( Слайд 27)

2. С галогенами.

С элементами, обладающими большей, чем у фосфора, электроотрицатель-ностью, фосфор реагирует очень энергично.

Если в сосуд с хлором внести красный фосфор, то через несколько секунд он самовоспламеняется в хлоре. При этом обычно получается хлорид фосфора (III).

4P + 6Cl_{2(недостат)} → 4PCl₃ Р- восстановитель

4P + 10Cl₂(избыток) → 4PCl₅

3. Фосфор окисляет при нагревании почти все металлы, образуя фосфиды:

2P + 3Ca → Ca₃P₂ Р- окислитель

4. С водородом, при этом образуется фосфин:

2P + 3H₂ → 2PH_{3 Р- окислитель}

5. Взаимодействие фосфора с бертолетовой солью KClO₃.

Данная смесь воспламеняется со взрывом даже при слабом трении или нажими. Эту химическую реакцию мы воспроизводим всякий раз, когда зажигаем спички. KClO₃ в смеси с серой, в качестве горючего находится в головке спички, а красный фосфор- на боковой стенке коробка, об которую спичку чиркают.

6P + 5 KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl

P- восстановитель.

Учитель. А где находит применение фосфор? (выслушать ответы учащихся)

Поэтому следующая станция «Практическая», где мы узнаем о применении фосфора.

Станция «Практическая» (Слайд 31)



Ученик 5. Ежегодное производство фосфора велико. Большая часть его расходуется на получение термической фосфорной кислоты, из которой производят фосфорные удобрения. Довольно много фосфора перерабатывается в полифосфаты, применяемые в синтетических моющих средствах в качестве умягчителей воды. Ещё один важный потребитель фосфора - спичечное производство. Первые безопасные спички появились в конце 19 века в Швеции, поэтому их часто называли шведскими спичками.

Во время первой и второй мировых войн белым фосфором снаряжали зажигательные бомбы и артиллерийские снаряды; кроме того, он использовался в специальных бомбах для образования дымовых завес.

В металлургии фосфор применяется как компонент некоторых сплавов (оловянные бронзы).

Фосфорорганические производные применяются как инсектициды (вещества, применяемые для борьбы с насекомыми) - хлорофос, тиофос, карбофос.

Стадия III. Рефлексия



Учитель. Вот и завершилось наше путешествие по лестнице познания. Давайте теперь мы ответим, где автор К.Дойль допустил ошибку при написании своего произведения « Собака Баскервилей»?

Людям свойственно ошибаться. Так, Конан Дойль ошибочно с точки зрения химии применил описание свойств фосфора в этом отрывке. На воздухе белый фосфор действительно светится в темноте и является ядом! Но уже при слабом нагревании, для чего достаточно простого трения, фосфор воспламеняется и сгорает, выделяя большое количество теплоты. Значит, если бы он покрывал шерсть собаки, то она получила бы ожоги от его воспламенения.

Поделитесь своими впечатлениями по уроку.

(работа с таблицей ЗХУ)

- я знал…

-я хотел узнать…

-я узнал…

Творческое задание. Составьте синквейн по нашей теме.

Фосфор

Белый, красный, черный.

Светится, воспламеняется, взаимодействует.

Содержится в костной ткани и других важнейших органических веществах.

Элемент жизни и мысли.

Оценки за работу на уроке.

Домашнее задание: §21, творческое задание: составить рекламный плакат по теме или создать буклет про фосфор по плану (см. приложение 3)

Приложение 1.

Таблица « Содержание фосфора в организме человека»Костная ткань

1,4 кг

Мышечная ткань

130 г

Нервная ткань

12 г

Кровь

345 мг/л

Ежедневный прием с пищей

900-1900 мг

Приложение 2.

Аллотропные видоизменения фосфора

Белый. Имеет молекулярную кристаллическую решётку, состоящую из молекул P4 в форме тетраэдра. Это легкоплавкое t(пл)=44,1ºС, t(кип)=275ºС, мягкое, бесцветное с желтоватым оттенком воскообразное с чесночным запахом вещество. Хорошо растворяется в сероуглероде и ряде других органических растворителей. Ядовит. В измельченном состоянии воспламеняется при обычной температуре, светится в темноте. Хранят его под слоем воды.

Красный. Имеет формулу Рn и представляет собой полимер со сложной структурой: тетраэдры Р4 связаны в бесконечные цепи. Имеет оттенки от пурпурно-красного до фиолетового. Нерастворим в воде, а также в бензоле, сероуглероде. Температура плавления 585-600º С. Не ядовит. Не светится в темноте.

Черный. Имеет несколько модификаций: ромбическая модификация построена из гексагональных колец Р6, упакованных в слои и кубическая модификация Р4. Представляет собой чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее на графит, и с полностью отсутствующей растворимостью в воде или органических растворителях. Чёрный фосфор проводит электрический ток и имеет свойства полупроводника. Температура плавления чёрного фосфора 1000 °С под давлением 18×105 Па.

Приложение 3.

Как создать буклет:

1) Титульный лист должен не только отражать название темы, но и заинтересовать.

2) Последняя страница должна содержать фамилии авторов.

3) На четырех страницах буклета отразить биологическое значение фосфора и его соединений, проблемы, связанные с данным элементом, применение фосфора и его соединений в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту.

4) Можно отразить в буклете историю открытия элемента.

5) Буклет может содержать также картинки, рисунки, схемы по вашему усмотрению.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ

Список использованной литературы:

1. Учебник Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман « Химия- 9», изд Москва, « Просвещение», 2011.

2. Виртуальная лаборатория. Открытая химия. 8-11 класс. [Электронный носитель]. - М.:

3. Уроки химии Кирилла и Мефодия. 8-9 класс. [Электронный носитель]. - М.: «Кирилл и Мефодий», 2002.

4. www.alhimik.ru

5. him.1september.ru.