Введение

Фосфор - относительно редкий элемент. По данным академика А.Е. Ферсмана, его весовой кларк (процентное содержание элемента в земле) равен всего 0,12%. В таблице распространенности химических элементов в земной коре он стоит на 13-м месте вслед за углеродом и хлором, перед серой. К тому же фосфор - элемент, редко накапливающийся в больших количествах, и потому его относят к числу рассеянных.

В свободном виде в природе по причине своей очень сильной окисляемости он не встречается, но входит в состав многих минералов (их насчитывается до 120) и множества органических веществ. Большинство минералов, содержащих фосфор, являются редкими. Наиболее важные минералы (природные фосфаты) - апатит, вивианит, а также осадочная горная порода фосфорит, состоящая из мелкокристаллического или аморфного фосфата кальция с примесью некоторых других веществ.

Несмотря на свою малую распространенность и разбросанность, фосфор, однако, имеет исключительно важное значение в жизни растительных и животных организмов. Он входит в состав большинства растительных и животных белков и протоплазмы. Фосфор - биогенный элемент. Академик Ферсман называл фосфор элементом жизни и мысли.

В связи с актуальностью, цель моей работы - рассмотрение способов получения и физических свойств фосфора, а также основных экологических проблем, связанных с этим элементом.

Задачи:

1. Обзор состояния данного вопроса в современной российской школе.

2. Анализ школьных программ и учебников, а также другой литературы, показывающих как тема «Фосфор и его соединения» изучаются в средней школе.

3. Разработка уроков с экологическим содержанием в рамках темы «Фосфор и его соединения»;

4. составление тестовых заданий по изучаемой теме.

Глава I. Изучение темы: «Фосфор и его соединения» в школьном курсе химии

Фосфор

В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных видоизменений. Это объясняется тем, что атомы фосфора способны, взаимно соединяясь, образовывать кристаллические решетки различного типа. Как и у азота, атомы фосфора образуют три ковалентные связи, но в отличие от него атомы фосфора попарно связаны только одной ковалентной связью. Оставшиеся две единицы валентности используются для присоединения третьего и четвертого атомов фосфора. В зависимости от того, как происходит присоединение третьего и четвертого атомов фосфора, образуется либо молекулярная, либо атомная кристаллическая решетка (рис.1).

Фосфор в природе. Из-за большой химической активности фосфор в природе встречается только в соединениях. Важнейшие минералы, содержащие фосфор,-- это фосфориты и апатиты, в состав которых входит ортофосфат кальция Са3(РО4)2. Крупнейшее месторождение апатитов находится на Кольском полуострове, в районе Хибинских гор. Залежи фосфоритов находятся в районе гор Каратау, в Московской, Калужской, Брянской областях и в других местах. Фосфор входит в состав некоторых белковых веществ, содержащихся в генеративных органах растений, в нервных и костных тканях организмов животных и человека. Особенно богаты фосфором клетки мозга и костная ткань.

Получение. Фосфор получают из фосфоритов и апатитов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния (IV) и угля:



Пары фосфора конденсируются под водой, и при этом образуется белый фосфор, в узлах кристаллической решетки которого находятся молекулы Р4.

Физические свойства. Аллотропные видоизменения фосфора резко отличаются по физическим свойствам.

Химические свойства. При длительном нагревании белого фосфора без доступа воздуха он желтеет и постепенно превращается в красный фосфор. При нагревании красного фосфора в тех же условиях он превращается в пар, при конденсации которого образуется белый фосфор.

Белый фосфор отличается исключительной химической активностью. Вступает в реакцию с кислородом уже при воспламеняется), и образуется оксид



Рис. 1. Схема строения: I -- молекулы белого фосфора; 2 -- кристаллической решетки черного фосфора.

Красный фосфор реагирует с кислородом аналогично, но реакция начинается только при 260 °С.

Фосфор образует также соединение с водородом -- фосфин РН3. Это соединение по своей форме сходно с аммиаком, но гораздо менее прочное. Фосфор реагирует со многими металлами и образует фосфиды, например фосфид кальция Са3Р2.

Применение. Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельченным стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка. При трении спичечной головки, в состав которой входят хлорат калия КСЮ3 и сера, происходит воспламенение:

Белый фосфор в военное время использовали в зажигательных бомбах и для создания дымовых завес.



ОКСИД ФОСФОРА

Химическую формулу оксида фосфора (V) обычно изображают в виде Р2О5, но в действительности его состав более сложный и выражается формулой Р4О10.

Оксид фосфора (V) образуется при сгорании фосфора в избытке воздуха:

Физические свойства. Оксид фосфора (V) -- белый, рыхлый порошок, чрезвычайно гигроскопичный. Поэтому его следует сохранять в герметически закрытых сосудах.

Химические свойства. Оксид фосфора (V) по химическим свойствам сходен с другими кислотными оксидами. В зависимости от температуры реакции с водой протекают различно;

Применение. Оксид фосфора (V) широко используют в качестве водо-отнимающего вещества, например для осушки газов.

Химические свойства

Наиболее химически активным является белый фосфор (в уравнениях реакций с участием белого фосфора его формулу для простоты записывают как Р, а не Р4, тем более, что аналогичные реакции возможны и с участием красного фосфора, молекулярный состав которого неопределенен). Фосфор непосредственно соединяется со многими простыми и сложными веществами. В химических реакциях фосфор, как и азот, может быть и окислителем, и восстановителем.

Как окислитель фосфор взаимодействует со многими металлами с образованием фосфидов, например:

Обратите внимание, что непосредственно с водородом фосфор практически не соединяется (отличие от азота!).

Как восстановитель фосфор взаимодействует с кислородом, галогенами, серой (т. е. с более электроотрицательными неметаллами). При этом в зависимости от условий про ведения реакций могут образовываться как соединения фосфора (III), так и соединения фосфора (V).

а)При медленном окислении или при недостатке кислорода фосфор окисляется до оксида фосфора (III), или фосфористого ангидрида Р2Оэ:

При сгорании фосфора в избытке кислорода (или воздуха) образуется оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид Р2О5:

В зависимости от соотношения реагентов при взаимодействии фосфора с галогенами и серой образуются соответственно галогениды и сульфиды трех- и пятивалентного фосфора; например:

Следует отметить, что с йодом фосфор образует только соединение Р13.

Роль восстановителя фосфор играет и в реакциях с кислотами-окислителями:

--с разбавленной азотной кислотой:

--с концентрированной азотной кислотой:

--с концентрированной серной кислотой:

С другими кислотами фосфор не взаимодействует. При нагревании с водными растворами щелочей фосфор подвергается диспропорционированию, например:

Кроме фосфина РН3 в результате этих реакций образуются соли фосфорноватистой кислоты Н3Р02 -- гипофосфиты, в которых фосфор имеет нехарактерную степень окисления +1.

Применение фосфора

Основная часть производимого в мире фосфора расходуется на производство фосфорной кислоты, из которой получают удобрения и другие продукты. Красный фосфор используется при изготовлении спичек, он содержится в массе, которая наносится на спичечную коробку.



Рис. 2. Круговорот фосфора в природе

Глава 2. Мои уроки

2.1. Урок химии на тему: "Фосфор"

Тип урока - изучение нового материала.

Цели и задачи: Учащиеся должны ознакомиться с аллотропными видоизменениями фосфора, изучить химические свойства фосфора. Материал урока позволяет закрепить понятия о химическом элементе и простом веществе, повторить понятия о строении атома и об электроотрицательности.

Ход урока

Сегодня на уроке, продолжая большую тему “Неметаллы”, знакомимся со вторым неметаллом V группы главной подгруппы - фосфором. Дайте характеристику этому элементу, исходя из положения в положения в таблице. Учащиеся характеризуют элемент (порядковый номер, положение в периоде, группе, возможные степени окисления).

Нахождение в природе и организме.

В растениях фосфор сосредотачивается главным образом в семенах и плодах, в организме животных, птиц и рыб - в скелете и нервной ткани. В среднем тело человека содержится около 1,5 кг фосфора, из которых около 1,4 кг приходится на кости. Если бы фосфор исчез из костей, наше тело превратилось бы в бесформенные массы. Если бы фосфор исчез из мышц, мы утратили бы способность двигаться, из нервной ткани - мы перестали бы мыслить. Академик А.Е. Ферсман назвал фосфор “элементом жизни и мысли”.

В свободном состоянии в природе не встречаются вследствие легкой окисляемости фосфора. Природные минералы - фосфорит Сa3(РО4)2, апатит - Сa3(РО4)2*СaCI2 или Сa3(РО4)2*СaF2.Зубная эмаль, представляющая собой в соответствии со своими функциями самое твёрдое из веществ, тот же самый апатит.

Промышленный способ получения фосфора:

История открытия фосфора

В 1669 г. солдат-алхимик Хённинг Бранд в поисках “философского камня” выпаривал солдатскую мочу. К сухому остатку он добавил древесный уголь и смесь начал прокаливать. С удивлением и страхом он увидел, как в его сосуде возникло зеленовато-голубоватое свечение. “Мой огонь” - так назвал Брант холодное свечение паров открытого им белого фосфора. До конца своей жизни Бранд не знал, что он открыл новый химический элемент, да и представления о химических элементах в то время отсутствовали. Бранд продаёт свой секрет дрезденскому алхимику Крафтсу. Кафтс, купив у Бранда его, тайну поторопился преподнести фосфор, выдав его за своё собственное открытие, ганноверскому королю. Открытие вызвало большую сенсацию.

После того как с фосфором познакомился ряд высокопоставленных и коронованных особ континента, он перекочевал во дворец английского короля Карла II, и здесь, возможно, с фосфором познакомился впервые Бойль. В свою очередь, якобы ничего не зная о способе получения фосфора кроме того, что он “происходит из каких-то животных ресурсов”, Бойль опять-таки самостоятельно разрешил задачу получения фосфора из мочи. Через Бойля этот способ и получил всеобщую известность.

Строение фосфора

Белый фосфор	Красный фосфор	Чёрный фосфор
Твёрдое кристаллическое вещество, плотность 1,83г/см3. В чистом виде совершенно бесцветен и прозрачен; продажный продукт окрашен в желтоватый цвет и по внешнему виду очень похож на воск. На холоду хрупок, но при температуре свыше 150С становиться мягким и легко режется ножом. Плавится при t=44,10С, а при t=2750С начинает кипеть. Молекула фосфора в парах при температурах ниже 8000С состоит из 4-х атомов (Р4). На воздухе белый фосфор очень быстро окисляется и при этом светится в темноте. Отсюда произошло название “фосфор”, которое в переводе на русский язык значит “светоносный”. Уже при слабом нагревании, для чего достаточно простого трения, фосфор загорается и сгорает, выделяя большое количество тепла. Фосфор может и сам собой воспламениться на воздухе вследствие выделения тепла при окислении. Чтобы защитить белый фосфор от окисления, его сохраняют под водой. В воде белый фосфор нерастворим; хорошо растворяется в сероуглероде. Белый фосфор - сильный яд, даже в малых дозах действующий смертельно.	Красный фосфор по свойствам резко отличается от белого, он очень медленно окисляется на воздухе, не светится в темноте, загорается только при 2600С, не растворяется в сероуглероде и не ядовит. Плотность фосфора красного равна 2,20 г/см3.. .	Чёрный по виду очень похож на графит, жирен на ощупь, хорошо проводит электрический ток и значительно тяжелее других видоизменений фосфора. Плотность чёрного фосфора равна 2,70 г/см3,температура воспламенения 4900С.

Вот что о работе с газообразным фосфором вспоминает академик С. И. Вольфкович: “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 улице и по все Москве из уст в уста стали передаваться фантастические рассказы о светящемся монахе…”

1. С простыми веществами:

а) неметаллами.



Фосфин обладает запахом гнилой рыбы. Фосфин не может быть получен прямым синтезом в отличие от аммиака, т.к. фосфор менее выраженный неметалл, чем азот, и теплота образования фосфина отрицательна.

При разложение богатых богатых фосфором соединений органического происхождения может выделяться фосфин. Одновременно с ним идёт образование другого продукта - дифосфина, Р2Н4, представляющего собой жидкость. Пары дифосфина самовоспламеняются и поджигают газообразный фосфин. Этим объясняется появление так называемых, “блуждающих огней” в таких местах, как кладбище, болота.

2. Со сложными веществами:

сильными окислителями

3Р+5HNO3=2H3PO4+5SO2+2H2O

(самостоятельно расставить коэффициенты методом электронного баланса, проверить)

P +5N2O = P2O5 +5N2

Только белый фосфор реагирует с горячей щёлочью, образуя гипофосфит и фосфин

P4 +3KOH +3H2O = 3KH2PO2 + PH3

Практическое применение фосфора.

Красный фосфор в смеси с толченым стеклом и клеем содержится в намазке на боковых стенках спичечного коробка.

Белый фосфор применяется в военном деле в качестве боевого зажигательного и дымообразующего вещества. При сжигании белого фосфора на воздухе получается фосфорный ангидрид, пары которого, притягивая из воздуха влагу, образуют непроницаемую пелену белого тумана из тончайших капелек раствора метафосфорной кислоты.

Под покровом этого тумана массы танков двинулись на немцев в генеральную атаку, решившую исход первой мировой войны на Западном фронте.

Закрепление материала:

Заколдованные алмазы

Это случилось в 1910г. В купе первого класса железнодорожного вагона сидело четверо: молодой человек в студенческой форме, старичок-профессор и двое молчаливых людей неизвестной профессии. Молодой человек перелистывал толстую книгу.

- Послушайте только, профессор, какую чепуху городили эти алхимики: “Вот пламя, минерально, ровно, продолжительно. Оно тонко, воздушно, не жестко, не опаляет и не жжётся, если только его не сильно возбуждать. Это Холодный Огонь философов. Храни его в темноте: от человеческого взора он наливается кровью и теряет силу. Заключи его в тесную темницу и нагревай сильнее, и Холодный Огонь воскреснет из праха, обретя прежний вид и прежнюю силу. Я преподал слишком много и слишком ясно, ибо Холодный Огонь - столь великой важности, что надлежит остерегаться открывать его жадным людям”.

- Это не чепуха, молодой человек,- возразил профессор.

- Да, да… Не совсем это самое… Холодный Огонь существует.

Он взял портфель, бережно вынул из него чёрный футляр и открыл его.

- Вот Холодный Огонь,- сказал он просто.

На фоне чёрного бархата в запаянной стеклянной трубке покоились два крупных красиво огранённых кристалла изумрудной чистоты. Они сверкали и искрились на солнце, чаруя глаза игрою всех цветов радуги.

- Да ведь это… алмазы!- воскликнул студент. Он протянул руку к футляру, но профессор поспешно убрал его обратно в портфель.

- Нет, нет, молодой человек. Они мне стоили большого труда. Не забывайте: Холодный Огонь не выносит человеческих взоров.

Молчаливые спутники, казалось, не были заинтересованы разговором соседей. Но когда футляр скрылся в портфеле, субъект с рыжей бородой сделал едва заметный знак и вышел из купе в коридор вагона; другой, с чёрной бородой последовал за ним. Они стояли у окна и, закурив, некоторое время любовались пейзажем. Затем первый сказал вполголоса:

- Бриллианты. Факт.

- Хотел бы я знать,- заметил второй,- не согласится ли старичок подарить нам эти безделушки. Признаться, я с детства питаю какую-то страсть ко всему, что сильно блестит.

- Вряд ли,- в том же тоне ответил первый.- Вероятно, он заплачет, как тот, помнишь, киевский ростовщик, и будет уверять, что безделушки дороги ему, как память о покойной бабушке.

- Жалко! Впрочем, искусный взмах бритвы, надеюсь, не очень испортит портфель.

Возвратившись в купе, приятели застали профессора и студента в разгаре их учёного спора. Вскоре поезд остановился, и молчаливые люди покинули купе.

- Чистое дело,- сказал человек с чёрной бородой.- Теперь я направо, ты налево и - ходу. Встретимся на квартире.

Через некоторое время приятели любовались добычей. Они не могли оторвать глаз от прекрасных кристаллов.

- Воображаю, как расстроен бедный старичок. Он, вероятно, уже заявил в полицию, если только его не хватил удар. Это было бы, пожалуй, самое лучшее и для нас, и для него. Да, это, несомненно, бриллианты, но… но, знаешь ли, кажется, они не такой чистой воды, как нам показалось вначале. Посмотри: у них появился какой-то красноватый оттенок. Впрочем-за дело. Старичок вообразил, что в запаянной трубке они будут сохраннее, но это прискорбное заблуждение,- и человек с чёрной бородкой ударил чем-то по стеклу.

Верхняя часть пробирки отлетела. Но в это время раздался стук в дверь, и человек с чёрной бородкой молниеносно спрятал пробирку с кристаллами в карман брюк.

- Приветствую джентльменов,- произнёс вошедший, но вдруг оборвал свою речь, воззрившись на хозяина комнаты.

- Что с вами?!

Человек с чёрной бородой сидел с выпученными глазами, словно прислушиваясь к чему-то, потом, вдруг вскочив, полез рукою в карман, но сейчас же выдернул руку.

- Это какая-то чертовщина!- растерянно вскричал он.- Они обожгли меня.

Из кармана валил белый дым. Человек с проклятиями заметался по комнате, потом вдруг остановился, схватил всею пятернёю карман и отчаянным рывком выдрал его из брюк. Тут произошло что-то необыкновенное: казалось, вся комната наполнилась огненным дождём.

А через полчаса в городскую больницу был доставлен человек с тяжёлыми ожогами ног, рук и лица и безумно блуждающим взглядом.

- Странно, странно,- задумчиво бормотал врач, исследуя пострадавшего.- Ведь эти ожоги… он наклонился и втянул в себя воздух.- Как это случилось?- обратился он к больному.

- Не знаю… Они жгутся, как черти…

- Кто “они”?

- Алмазы. Старичок заколдовал их.

- Ничего не понимаю. Какой старичок? Какие алмазы? Вы бредите!

Врач внимательно взглянул на пациента и вдруг заметил, что чёрная борода его почти отвалилась. Это его ещё более озадачило. Странные ожоги… фальшивая борода… алмазы…

- Пригласите-ка сюда полицию,- шепнул он сестре.

Вечером два дюжих полицейских, стараясь не слишком сильно топтать, поднялись по лестнице, остановились у закрытой двери, прислушались и вдруг сильным ударом ноги вышибли дверь и ворвались в комнату. Но ещё быстрее они выскочили обратно и уставились вдруг на друга выпученными глазами.

- С нами крёстная сила! Видел?

- Ну и напасти! Там полно чертей! Уставились зелёными глазищами… словно кошки… Что ж делать?

Из-под двери шёл дым. Начинался пожар. Но когда пожарные прискакали, было уже поздно. Комната была объята пламенем, и тайна заколдованных алмазов погибла в огне.

Впрочем, через день профессор, сильно расстроенный кражей, наткнулся, читая газету, на подробное описание загадочных обстоятельств поимки крупного вора. Он отложил в сторону газету, снял очки, заботливо потёр их и пробормотал:

- Дурачьё… да, да…Они в самом деле вообразили, что это алмазы. А это всего-навсего…да, да, вот это самое…

1. Что же представляет собой вещество, которое алхимики называли “Холодным Огнём”?

2. Что происходит с ними, когда оно остаётся на свету?

3. Что происходит с ними при “огненной пытке в тесной темнице”?

4. Какая химическая реакция стала причиной пожара?

5. Что представляет собой белый дым?

2.2 Урок по химии на тему "Фосфор и его соединения"

Цель урока:

· Познакомить учащихся с фосфором и его соединениями;

· Повторить понятие “Аллотропия”;

· Рассмотреть аллотропные модификации фосфора;

· Закрепить понятия “хим. элемент”, “простое вещество”.

· Развивать познавательную активность учащихся.

Оборудование и реактивы:

· Красный фосфор, метилоранж, вода, сосуд для сжигания веществ, спички, ложка для сжигания веществ.

· На столах уч-ся растворы К3РО4, AgNO3, пробирки.

· Мультимедийное пособие “Химия, 9 класс” (Просвещение), диск № 1, урок24.

· Учебник: автор - Н.С. Новошинская, И.И. Новошинский.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы: словесно-наглядные.

Ход урока

I. Организация начала урока.

II. Изучение нового материала:

2.1. Тему сегодняшнего урока вы узнаете, угадав о каком веществе идет речь.

В 1669 году гамбургский алхимик Х.Браун занимался поисками философского камня, способного превратить неблагородные металлы в золото. При перегонке сухого остатка от выпаривания мочи было получено вещество, которое в темноте испускало голубоватый свет.

- Что же это за вещество?

Конечно же, речь идет о фосфоре. Так впервые был получен белый фосфор.

Итак, тема урока “Фосфор и его соединения”.

Немало легенд и “жутких” историй связано с фосфором. Вспомним хотя бы известный рассказ Артура Конан Дойля “Собака Баскервилей”. Вот что увидел доктор Ватсон:

“Это была собака, огромная, черная как смоль. Ее пасть светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза метали искры, по загривку вырывался мерцающий огонь.

Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

- Фосфор, - сказал я.

- Да, и какой-то особый препарат, подтвердил Холмс. Без запаха, чтобы у собаки не исчезло чутье.”

Так давайте поближе познакомимся с фосфором.

2.2. Характеристика элемента по его положению в ПСХЭ.

2.3. Нахождение в природе.

Фосфор слишком активный элемент, чтобы существовать в природе в свободном виде. Важнейшие минералы - фосфориты и апатиты Фосфор входит в состав нервных и костных тканей. Особенно богаты им мозговые клетки. В сутки человеку необходимо примерно 2 г. фосфора.

2.4. Аллотропные модификации.

- Ребята, что называется аллотропией?

- С какими аллотропными модификациями мы же познакомились? (Элемент кислород образует два простых вещества: кислород и озон; сера существует в трех аллотропных модификациях: ромбическая, моноклинная, пластическая).

Элемент фосфор образует три аллотропных видоизменения: белый, красный и черный.

Работа в группах.

Задание: дайте характеристику (работа с учебником)

1 группа - белому фосфору (стр 136),

2 группа - красному фосфору (стр 137-138),

3 группа - черному фосфору (стр 138)

По следующему плану:

Характер особенности	Белый	Красный	Черный
1. Тип кристаллич решетки
2. Внешний вид
3. Ядовит(или нет)
4. В чем растворяется
5. Летучесть
6. t воспламенения.

2.5. Химические свойства фосфора

2P +3Mg = Mg3P2

2P+3Cl2=2PCl3

Демонстрационный опыт: “Горение фосфора”.

4P+5O2=2P2O5

P2O5+3H2O =2H3PO4

(Обсуждение опыта).

Качественная реакция на фосфат-ион.

Лабораторный опыт (стр 141):

К3РО4+АgNO3=

Напишите уравнение в ионно-молекулярном виде.

2.6. Применение.

Фосфор используют для получения ядохимикатов, фосфорной кислоты, удобрений, моющих средств и для производства спичек.

(Диск, №24, стр 7).

Сообщение уч-ся “История создания спичек”:

Мы каждый день встречаемся с чудом. С тем самым чудом, которое титан Прометей принес людям , за что был наказан разгневанными богами. Чудо это хранится в скромной деревянной коробочке и называется спичками. В 1806 году французский химик К.Бертолле обнаружил, что полученная им соль энергично реагирует с H2 SO4 и в этот момент может воспламенится горючее вещество. Современник К.Бертолле Шансель нашел этому открытию неожиданное применение- он создал первую “макательную” спичку. Это была лучинка с головкой из бертолетовой соли, сахара, серы и клея. Если такую головку смочить серной кислотой, бертолетовая соль начинает разлагаться:

2KClO3 =2 KCl+3O2

Выделяющийся кислород воспламеняет серу, сахар и спичка загорается.

1848 год стал годом рождения современных спичек. Итак, я чиркнула спичкой. Что же при этом произошло?

Прежде всего, воспламеняется коробок. В состав коричневой намазки входит красный фосфор (под действием тепла происходит аллотропное превращение: красный - белый) и мелкоизмельченное стекло (для трения). Чтобы коробок не воспламенился используют флегматизаторы. Спичечная головка, как и много лет назад состоит из бертолетовой соли и серы.

III. Закрепление (обучающее тестирование).

1. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме фосфора:

1) 2,8,3;

2) 2,5;

3) 2,8,5;

4) 2,8,8,5.

2. Высшая степень окисления фосфора равна:

1) +1;

2) +2;

3) +3;

4) +5.

3. Общая формула, соответствующая высшему оксиду фосфора:

1) R2O;

2) RO;

3) R2 O3;

4) R2O 5.

4. Формула летучего водородного соединения фосфора:

1) RH3;

2) RH4;

4) H2R;

5) HR.

5. Фосфорная кислота взаимодействует с :

1) Цинком;

2) Медью;

3) Гидроксидом калия;

4) Соляной кислотой;

5) Оксидом магния.

IV. Домашняя работа: п 35, стр 142 задание 4, домашний эксперимент (№24, стр 10).

Глава 3. Тестовые задания и задачи по теме: «Фосфор и его соединения»

3.1 Тестовые задания

1. Вещество Са3Р2 называется:

а) фосфат кальция;

б) фторид кальция;

в) фосфид кальция;

г) фосфин.

2.. Чтобы получить белый фосфор нужно:

а) нагреть красный фосфор без доступа кислорода;

б) охладить красный фосфор;

в) нагреть черный фосфор без доступа кислорода;

г) растворить красный фосфор в воде.

3. Вторая ступень диссоциации фосфорной кислоты выражается уравнением:

4. При каком условии протекает реакция

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4?

а) Нагревание;

б) охлаждение;

в) измельчение Р2О5;

г) в присутствии катализатора.

5. Какая из приведенных ниже реакций не протекает?

а) Р2О5 + КОН = ... ;

б) H3PO4 + Na2SO4 = ... ;

в) К3PO4 + AgNO3 = ... ;

г) Na3PO4 + H2SO4 (конц.) = ... .

6. Формула аммиачной селитры:

а) КNO3;

б) (NH4)3PO4;

в) NH4NO3;

г) (NH4)2SO4.

7. Микроэлемент - это:

а) цинк;

б) фосфор;

в) азот;

г) калий.

8. Выберите формулу вещества, состоящего из трех атомов натрия, атома фосфора и четырех атомов кислорода.

а) Na3PO4;

б) К3РО4;

в) NO, Na и Р2О5;

г) NaNO3.

9. Высшая валентность фосфора равна:

а) 5;

б) 2;

в) 4;

г) 3.

10. Атому фосфора соответствует распределение электронов по слоям:

а) 2, 8, 5;

б) 5, 8, 2;

в) 2, 8, 8, 8, 5;

г) 5, 8, 8, 8, 2.

11. Фосфат кальция можно получить реакцией ионного обмена:

1) кальция с фосфорной кислотой;

2) оксида кальция с оксидом фосфора(V);

3) сульфата кальция с фосфорной кислотой;

4) фосфата натрия с хлоридом кальция.

Продукты взаимодействия фосфорной кислоты и гидроксида кальция:

а) CаНPO4 + H2;

б) Cа3(PO4)2 + H2;

в) Cа3(PO4)2 + H2O;

г) они не взаимодействуют.

5. Выберите верно записанное уравнение реакции:

а) НСl + NaOH = NaСl + H2O;

б) H2SO4 + Fe(OH)3 = FeSO4 + H2O;

в) H2SiO3 + 2КOH = К2SiO3 + H2O;

г) H2SO4 + Са(OH)2 = СаSO4 + H2O.

6. Формула фосфата меди(II):

а) Сu2(PO4)3;

б) Cu3(PO4)2;

в) CuSiO3;

г) Cu3P2.

7. Соль нерастворима:

а) Zn3(PO4)2;

б) AgNO3;

в) K2SiO3;

г) Na2SiO3.

8. Коэффициентами уравнения

...Р + ...Cl2 = ...PCl5

являются:

а) 2, 3, 5;

б) 2, 5, 2;

в) 4, 5, 2;

г) 2, 3, 2.

11. Вычислите массу (в г) фосфора, вступившего в реакцию с 16 г кислорода:

4Р + 5О2 = 2Р2О5.

а) 31;

б) 15,5;

в) 24,8;

г) 12,4.

Выберите формулу вещества, состоящего из трех атомов калия, атома фосфора и четырех атомов кислорода:

а) Na3РO4;

б) К2НРO4;

в) K3PO4;

г) KNО3.

Дополните уравнение

... + ... = Na3P.

а) Na и Р;

б) 3Nа и 2Р;

в) Na3 и Р;

г) 3Na и Р.

3.2 Задачи по теме «Фосфор и его соединения»

1. Вычислите относительную молекулярную массу ортофосфорной кислоты, если известно, что соотношение атомов водорода, фосфора и кислорода в молекуле равно соответственно 3:1:4.

Решение.

Вычислите, сколько по массе фосфора содержится в 28,4 г оксида фосфора (г).

Дано:

Найти: m(Р).

Решение.

1. Находим относительную молекулярную массу оксида фосфора:

2. Вычисляем массу фосфора, содержащуюся в 28,4 г оксида фосфора:

3.При действии азотной кислоты на фосфор получается ортофосфорная кислота. Составьте уравнение этой реакции, если известно, что в ней участвует вода и выделяется оксид азота (II).

4. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций ортофосфорной кислоты с: а) кальцием; б) оксидом кальция; в) гидроксидом кальция, взятым в избытке, в недостатке. Под формулами запишите названия соответствующих веществ.

5. Охарактеризуйте роль основных питательных элементов (N, К, Р) в жизни растений. Сколько ортофосфорной кислоты можно получить из 31 т ортофосфата кальция, если выход кислоты составляет 0,8 массовых долей, или 80%, по сравнению с теоретическим?

6. Содержание питательного элемента фосфора в фосфорных минеральных удобрениях определяют в пересчете на оксид фосфора (V). Сколько этого оксида в простом и двойном суперфосфате?

Перечислите важнейшие азотные удобрения. Составьте уравнения реакций, на которых основано производство этих удобрений.

Напишите уравнения химических реакций, при помощи которых получают важнейшие фосфорные удобрения.

Как получают калийные и комплексные удобрения? Приведите уравнения соответствующих химических реакций.

Поясните, какова роль химии в повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

11. Охарактеризовать отношение оксида фосфора (III) к воде: а) на холоду; б) при нагревании.

12. Оксид фосфора(V), полученный окислением 31 г фосфора, растворен в 495 г воды с образованием ортофосфорной кислоты. В этот раствор пропущено 44,8 л аммиака. Определите состав полученной соли и ее концентрацию в растворе (массовую долю в процентах). Ответ. 22% (NH4)2НРО4.

13. Закончить уравнения реакций:

14. Используя схему «Фосфор и его соединения», напишите уравнения реакций 1--9. Объясните окислительно-восстановительные процессы, обозначенные звездочкой

Литература:

1. Ю.В. Ходаков. Неорганическая химия. М.:”Просвещение”, 1972.

2. Н.Е. Кузьменко, В.В. Ерёмин, В.А. Попков. Начало химии. М.:”Просвещение”1993г.

3. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. Настольная книга учителя. Химия 9 класс. М.:Дрофа.2002г.

4. Ю.В. Ходаков. Рассказ-задача по химии, учпедиздат 1957.

5. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии. Учеб. пособие для хим.-техн. вузов. М.: Высш. шк., 1984, стр. 224.

6. Р.П. Суровцева, С.В. Сафронов. Задания для самостоятельной работы по химии. М.: Просвещение, 1993 г.

7. Сайт «Я иду на урок химии» www.1september.ru

8. Ахметов М.А. Система обучающих заданий: творческий уровень. / Химия в школе, 2004, № 1, с. 21 - 28.

9. Сорокин В.В., Злотников Э.Г. Проверь свои знания: Тесты по химии: Кн. для учащихся. - М.: Просвещение: Учеб. лит., 1997.

10. Н. Н. Черняев, М. А. Ахметов. Тестовые задания и индивидуализация обучения / Химия в школе, 2001, № 9.

11. Суровцева Р.П., Гузей Л.С., Останний Н.И., Татур А.О. Тесты по химии. 8-9 классы. Учебно-методическое пособие. М.: Дрофа, 1997.

12. Глориозов П.А., Рысс В.Л. Проверочные работы по химии. 7, 8, 9, 10 классы. М.: Просвещение, 1980, 1981, 1985.

13. Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по неорганической химии. 8-9 классы. М.: Просвещение, 1990.