Фосфор и его свойства (с применением технологии обучения в сотрудничестве)

Фосфор и его свойства (с применением технологии обучения в сотрудничестве)

Снимщикова Елена Михайловна, учитель химии

Разделы: Преподавание химии

Тип урока: изучение нового материала.

Цель урока:

• создать условия для осознания и осмысления учебной информации с целью развития исследовательских умений учащихся средствами технологии обучения в сотрудничестве;

• продолжить формирование понятий «элемент» и «вещество», а также показать многообразие образуемых данным элементом (фосфором) соединений и их практическую значимость.

Задачи:

1. Воспитательная: способствовать созданию условий для самореализации личности, для взаимопомощи и индивидуальной ответственности каждого в группе, поддерживать интерес к изучению химии через самостоятельную работу, воспитывать сотрудничество, продолжить формирование культуры общения и коммуникативных умений учащихся;

2. Образовательная: способствовать формированию у учащихся представления о фосфоре как о наиболее активном неметалле;

3. Развивающая: содействовать развитию у учащихся исследовательских умений в процессе обучения в сотрудничестве.

Реактивы и материалы: красный фосфор, медный купорос, фосфорные удобрения, дихлофос, спички.

Для групповой работы столы расставлены так, чтобы детям было удобно слушать учителя, работать в группе, не мешая друг другу (по 2 стола для четверых учеников).

Ход урока

I. Организационный момент.

Учитель приветствует учащихся, проверяет их готовность к уроку и настраивает на работу.

Учащиеся приветствуют учителя, проверяют готовность рабочего места и наличие материалов, необходимых к уроку.

II. Подготовительный этап (мотивация, целеполагание, актуализация знаний)

Вступительное слово учителя: 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)

В XVII веке фосфор слыл таинственным веществом, т.к. светился в темноте зеленоватым светом. Его в 1669 году открыл немецкий алхимик Брандт, который продал свой секрет другому алхимику Крафту. Крафт оказался предприимчивым дельцом, который изготовил достаточно большое количество фосфора и отправился в длительное путешествие по Европе, демонстрируя светящееся чудо за деньги знатным вельможам.

Фосфор открывали несколько раз. Причем всякий раз получали его из … мочи. Есть упоминания о том, что первооткрывателем фосфора был арабский алхимик Альхильд Бехиль (XII век), перегонявший мочу с глиной, известью и углем. Но все же годом открытия фосфора считается 1669-й.

Демонстрация слайда №2 <Приложение 1>

Гамбургский алхимик-любитель Хеннинг Бранд, разорившийся купец, хотел с помощью алхимии поправить свои дела и в поисках “философского камня” и проводил опыты с разными веществами. Он собрал около тонны мочи из солдатских казарм, выпарил, затем перегнал до образования твердого остатка, при нагревании которого образовалось вещество, ярко светившееся в темноте. Бранд назвал его фосфором, что в переводе с греческого означает “светоносец”. Способ получения фосфора держался в секрете. В третий раз фосфор открыл Р.Бойль в 1680 году.

Для того чтобы разобраться, что это за таинственное вещество, мы с вами повторим характеристику химического элемента фосфора по Периодической системе и изучим свойства фосфора как простого вещества. Вспомните, пожалуйста, определение химического элемента.

III. Усвоение новых знаний.

Учитель: Изучать свойства фосфора мы будем в группах, занимаясь при этом исследовательской работой. У кого на карточках пробирки – 1-я группа; колбы – 2-я группа; спиртовки – 3-я группа; мерные стаканы – 4-я группа.

Перед началом работы учитель предлагает для всех групп общую инструкцию, которая состоит из следующих пунктов:

1. Тема урока: «Фосфор и его свойства». Записать в тетрадь.

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

ФОСФОР

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

Какую дополнительную информацию вы хотели бы получить на уроке или как вы думаете есть ли новая информация для вас?

2. Данная тема включает следующие подтемы, которые записаны на доске, а именно:

• физические свойства фосфора;

• фосфор: характеристика химического элемента и химические свойства простого вещества;

• фосфор: характеристика химического элемента и химические свойства простого вещества;

• применение фосфора и его соединений.

(Группам предлагается выбрать подтему).

Для оценивания действий учащихся использована рейтинговая шкала, которая также выдается каждой группе:

1. Добавление реплики – 1 балл

2. Ответ на вопрос – 2 балла

3. Постановка вопроса – 2 балла

4. Представление результатов работы группы – 3 балла

5. Комментирование и анализ своих действий при выполнении задания – 3 балла

6. Помощь другому члену команды – 2 балла

7. Использование дополнительной литературы – 2 балла

Штрафные санкции: Недостаточная активность отдельных членов группы – (- 1 балл)

Шкала оценок для команд:

• «5» - 21 – 25 баллов

• «4» - 20 – 17 баллов

• «3» - 16 – 13 баллов

• «2»- 12 – 5 баллов

Оценивает работу команд учитель, он же ведет общий подсчет баллов в таблице на доске. Кроме того, в инструктивных карточках указана стоимость каждого задания в баллах, чтобы группа могла целенаправленно спланировать свою работу и осуществить самоконтроль.

Затем каждая группа получает инструктивную карточку, в которой содержатся индивидуальные и групповые задания, рейтинговая шкала оценивания.

Карточка №1. Физические свойства фосфора.

Распределите задания:

1-й и 2-ой учащийся. Назовите аллотропные модификации фосфора, изучите с помощью учебника свойства белого фосфора (учебник стр. 122).

Продуктом вашей исследовательской работы будет являться заполнение соответствующего столбца в таблице 1 «Сравнительная характеристика белого и красного фосфора»

2-й и 3-й учащийся. Назовите аллотропные модификации фосфора, изучите с помощью учебника свойства красного фосфора (учебник стр. 122).

Продуктом вашей исследовательской работы будет являться заполнение заполнение соответствующего столбца в таблице 1 «Сравнительная характеристика белого и красного фосфора»

Обменяйтесь полученной информацией друг с другом

Совместное задание для всей группы.

На основе проделанной работы сравните физические свойства белого и красного фосфора.

Постарайтесь объяснить, почему белый фосфор светится в темноте.

Сделайте выводы:

• о сходстве или различии физических свойств аллотропных модификаций фосфора; какая аллотропная модификация фосфора химически активнее?

(предполагаемый ответ: белый фосфор активнее)

• об активности фосфора среди неметаллов;

Таблица 1 «Сравнительная характеристика белого и красного фосфора»

Характеристика
вещества

Свойства фосфора

красного Р_n

укажите свои фамилии

______________________________

белого Р₄

укажите свои фамилии

______________________________

Физическое состояние

Кристаллическая решетка

Цвет

Растворимость в воде

Растворимость в сероуглероде

Окисление на воздухе

Свечение

Действие на организм

Условия хранения

Таблица 1 «Сравнительная характеристика белого и красного фосфора»

Характеристика
вещества

Свойства фосфора

красного Р_n

белого Р₄

Физическое состояние

Порошкообразное в-во

Кристаллическое в-во

Кристаллическая решетка

атомная

молекулярная

Цвет

Темно-красный

Белый с желтоватым оттенком

Растворимость в воде

Не растворяется

Не растворяется

Растворимость в сероуглероде

Не растворяется

хорошо растворяется

Окисление на воздухе

окисляется медленно, не самовоспламеняется

легко окисляется, в порошкообразном состоянии самовоспламеняется

Свечение

Не светится

В темноте светится

Действие на организм

Неядовит

Сильный яд

2. Выводы:

• физические свойства красного и белого фосфора сильно отличаются друг от друга;

• при отравлении парами белого фосфора дают пить теплый раствор медного купороса, при ожогах белым фосфором пораженные места промывают раствором медного купороса, гасят горящий белый фосфор раствором медного купороса.

Карточки №2 и №3 предназначены для 2-ой и 3-ей команд и содержат одинаковые задания, т.к. характеристика атома и химические свойства простого вещества являются основным пунктом урока.

Карточка №2. Фосфор: характеристика химического элемента и химические свойства простого вещества. (Запишите в тетрадь). (учебник стр. 122-123)

Из четырех заданий каждый учащийся выбирает одно.

1-й и 2-й учащийся. Характеристика фосфора по положению в Периодической системе и строению атома. (Учебник стр.122)

а) Характеристика элемента по положению в Периодической системе Д. И. Менделева: период__, ряд__, группа__, подгруппа___, порядковый номер__, округленная атомная масса__.

б) Строение атома фосфора: заряд ядра +__, общее число электронов__, в ядре протонов__, распределение электронов по энергетическим уровням ____, энергетических уровней__, на внешнем уровне __электронов, до завершения внешнего уровня не хватает __электронов.

Спрогнозируйте возможные степени окисления фосфора в соединениях, приведите примеры формул соединений фосфора с различными степенями окисления

3-й и 4-й учащийся (учебник стр. 123)

Составьте уравнения реакций фосфора с кальцием (печатная тетрадь стрю167, упр.3,) и кислородом (печатная тетрадь стр. 168), расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

Составьте уравнения реакций фосфора с кислородом и хлором и расставьте коэффициенты методом электронного баланса в одном из уравнений (3 балла).

Совместное задание для всей группы.

На основе проделанной работы сделайте выводы:

• О химической активности фосфора;

• О сходстве или различии химических свойств аллотропных модификаций фосфора;

• Об окислительно-восстановительных свойствах фосфора;

• Укажите: в реакциях с какими веществами фосфор – восстановитель или окислитель;

• Укажите: степени окисления фосфора – восстановителя и фосфора – окислителя.

Карточка №3. Фосфор: характеристика химического элемента и химические свойства простого вещества. (Запишите в тетрадь). (учебник стр. 122-123)

Из четырех заданий каждый учащийся выбирает одно.

1-й и 2-й учащийся. Характеристика фосфора по положению в Периодической системе и строению атома. (Учебник стр.122)

а) Характеристика элемента по положению в Периодической системе Д. И. Менделева: период__, ряд__, группа__, подгруппа___, порядковый номер__, округленная атомная масса__.

б) Строение атома фосфора: заряд ядра +__, общее число электронов__, в ядре протонов__, распределение электронов по энергетическим уровням ____, энергетических уровней__, на внешнем уровне __электронов, до завершения внешнего уровня не хватает __электронов.

Спрогнозируйте возможные степени окисления фосфора в соединениях, приведите примеры формул соединений фосфора с различными степенями окисления

3-й и 4-й учащийся (учебник стр. 123)

Составьте уравнения реакций фосфора с натрием (печатная тетрадь стрю167, упр.3,) и хлором (печатная тетрадь стр. 168 упр.2б,в) и расставьте коэффициенты методом электронного баланса.

Совместное задание для всей группы.

На основе проделанной работы сделайте выводы:

• О химической активности фосфора;

• О сходстве или различии химических свойств аллотропных модификаций фосфора;

• Об окислительно-восстановительных свойствах фосфора;

• Укажите: в реакциях с какими веществами фосфор – восстановитель или окислитель;

Укажите: степени окисления фосфора – восстановителя и фосфора – окислителя

Продуктом исследовательской работы в группе может быть:

Опорная схема. Окислительно-восстановительные свойства фосфора.

Взаимодействие с металлами:

Взаимодействие с неметаллами:

Электронный баланс

Выводы:

• фосфор, один из активных неметаллов;

• химические свойства белого и красного фосфора близки, но химическая активность белого фосфора выше;

• в химических реакциях с металлами фосфор – окислитель (с.о. -3), с неметаллами – фосфор – восстановитель (с.о. +3, +5).

Карточка №3. Фосфор: характеристика химического элемента и химические свойства простого вещества. (Запишите в тетрадь).

Из четырех заданий каждый учащийся выбирает одно.

1-й учащийся. Охарактеризуйте фосфор по его положению в Периодической системе (2 балла):

а) период, группа, подгруппа, порядковый номер

б) описание атома фосфора:

• заряд ядра

• заряд атома

• число протонов р⁺

• число нейтронов n⁰

• число электронов е^-

• число энергетических уровней

в) схема строения атома.

2-й учащийся. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням и спрогнозируйте степени окисления фосфора в соединениях (2 балла).

3-й учащийся. Составьте уравнения реакций фосфора с металлами кальцием и калием и расставьте коэффициенты методом электронного баланса в одном из уравнений (3 балла).

4-й учащийся.Составьте уравнения реакций фосфора с кислородом и хлором и расставьте коэффициенты методом электронного баланса в одном из уравнений (3 балла).

Совместное задание для всей группы.

На основе проделанной работы сделайте выводы:

• О химической активности фосфора;

• О сходстве или различии химических свойств аллотропных модификаций фосфора;

• Об окислительно-восстановительных свойствах фосфора;

• Укажите: в реакциях с какими веществами фосфор – восстановитель или окислитель;

• Укажите: степени окисления фосфора-восстановителя и фосфора-окислителя.

Продуктом исследовательской работы в группе может быть:

Опорная схема. Приложение 2

Выводы:

• фосфор, один из самых активных неметаллов;

• химические свойства белого и красного фосфора близки, но химическая активность белого фосфора выше;

• в химических реакциях с металлами фосфор-окислитель (с.о. -3), с неметаллами – фосфор-восстановитель (с.о. +3, +5).

Карточка №4. Применение фосфора и его соединений. (Запишите в тетрадь).

Из четырех заданий каждый учащийся выбирает одно.

1-й учащийся. Изучите по учебнику круговорот фосфора в природе (1 балл).

2-й учащийся. Изучите с помощью учебника (1балл) и дополнительной литературы (1 балл) применение красного фосфора.

3-й учащийся. Изучите с помощью учебника (1балл) и дополнительной литературы (1 балл) применение белого фосфора.

4-й учащийся. Изучите с помощью учебника (1балл) и дополнительной литературы (1балл) применение соединений фосфора (Р₂О₅, Н₃РО₄).

Совместное задание для всей группы.

На основе проделанной работы составьте схему применения фосфора и его соединений и объясните, для чего необходимо добавлять в почву фосфорные удобрения.

Продуктом исследовательской работы в группе может быть:

Опорная схема. Применение фосфора и его соединений. (Приложение 1)

Объяснение о необходимости применения фосфорных удобрений может быть сделано в устной форме: в процессе человеческой деятельности круговорот фосфора в природе нарушается, извлекается фосфора больше, чем возвращается обратно при гниении. Поэтому, почва истощается соединениями фосфора и плодородие ее падает. Для повышения плодородия почвы, необходимо вносить в нее фосфорные минеральные удобрения.

Если учащиеся указали на опорной схеме формулы фосфорных удобрений, то учитель может добавить, что растения усваивают минеральное питание только в виде ионов, поэтому в качестве фосфорных удобрений необходимо применять хорошо растворимые соли фосфорной кислоты, а именно дигидрофосфаты.

Нерастворимый фосфат кальция Са₃(РО₄)₂ применяется на кислых почвах, где под действием ионов Н⁺ он переходит в дигидрофосфат.

IV. Презентация докладов.

Представитель от каждой команды озвучивает и объясняет у доски свой доклад, являющийся продуктом исследовательской деятельности группы. Доклад в виде опорных схем, уравнений химических реакций, таблиц переносится из рабочей тетради на специально отведенное для группы место на доске или на лист ватмана, вывешиваемый по окончании работы группы на доску.

После озвучивания докладов о физических и химических свойствах фосфора учитель вместе с учениками прогнозирует нахождение в природе и применение фосфора, а именно, т.к. фосфор является активным неметаллом, то в природе он в свободном виде не встречается и применяется практически только в виде соединений.

Последним выступает учащийся с докладом о применении фосфора и его соединеий.

V. Подведение итогов. Рефлексия.

Учитель предлагает учащимся сделать вывод по уроку и организует рефлексивное осмысление учащимися своего отношения к изучаемому материалу и к своей деятельности.

VI. Оценивание учителем команд по рейтинговой системе.

VII. Дом. задание: конспекты, Габриелян О.С. учебник «Химия – 9 класс», 2008г., стр.159 – 163, задание 2.