Конспект урока химии в 9 классе по теме "Оксид фосфора (V), фосфорная кислота, её соли"

Химия, 9 класс                                                                                                                          Урок №31

Тема: Оксид фосфора (V). Фосфорная кислота и ее соли.

Цель: 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.

Методы обучения: беседа, рассказ, словесно – наглядный (изложение учебного материала с использованием презентации  Microsoft  Power Point)

Тип урока: комбинированный

Оборудование: мультимедийное оборудование, презентация, таблица ПСХЭ, таблица растворимости кислот, солей и оснований.

Ход урока

I.                   Организационный момент

II.                Актуализация опорных знаний. Беседа с учащимися по теме «Фосфор»

Вопросы:

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.

III.             Изучение нового материала по плану:

1.Оксид фосфора (V)

2.Фосфорная кислота

§     Получение

§     Физические свойства

§     Химические свойства

§     Применение

3.Соли фосфорной кислоты

Материалы к уроку:

1.Оксид фосфора (V)

Оксид фосфора(V) P₂O₅ образуется при горении фосфора на воздухе:

4Р + 5О₂ ® 2Р₂О₅

Твердое кристаллическое вещество Р₂О₅ гигроскопично и используется как водоотнимающее средство.

P₂O₅ – типичный кислотный оксид, обладающий всеми свойствами кислотных оксидов.
1) При взаимодействии с водой образует на холоде метафосфорную кислоту НРО₃:

P₂O₅ + H₂O ® 2HPO₃

или при нагревании ортофосфорную кислоту Н₃РО₄:

P₂O₅ + 3H₂O  ®     2H₃PO₄

2) Как кислотный оксид, вступает в реакции с основными оксидами:

P₂O₅ + 3CaO → Ca₃(PO₄)₂

3) Со щелочами:

P₂O₅ +3Ca(OH)₂ → Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂O

2. Фосфорная кислота - H₃PO₄

Получение

Фосфорную кислоту получают  из оксида фосфора (V):

P₂O₅ + 3H₂O ® 2H₃PO₄

и фосфата кальция:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ ® 3CaSO₄ + 2H₃PO₄

Физические свойства
Фосфорная кислота – бесцветное твердое кристаллическое вещество (t плавления = 42ºС), хорошо растворимое в воде.

Химические свойства

Фосфорная кислота вступает во многие реакции, характерные для кислот: 

1.С металлами, стоящими в ряду напряжения металлов до водорода:

3Mg + 2H₃PO₄ ® Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂↑

2.С основными оксидами:

3CaO + 2H₃PO₄® Сa₃(PO₄)₂ + 3H₂O

3.С основаниями и аммиаком:

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

H₃PO₄ + 2NH₃ → (NH₄)₂HPO₄

4.С солями слабых кислот:

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

5.При действии раствора нитрата серебра появляется желтый осадок:

H₃PO₄ + 3AgNO₃  → Ag₃PO₄ ↓ + 3HNO₃

Это качественная реакция на фосфорную кислоту  и её соли – фосфаты.

Применение

§  В производстве фосфорных удобрений

§  В производстве кормовых добавок  для животноводства

§  В производстве моющих средств (фосфаты щелочных металлов)

§  Для создания  защитных покрытий  на металлах

3.Соли фосфорной кислоты

Фосфорная кислота может давать три ряда солей: кислые соли  - гидрофосфаты и дигидрофосфаты, средние соли – фосфаты.

Получение

1.Реакции неполной нейтрализации

H₃PO₄ + 2NaOH → Na₂HPO₄ + 2H₂O
                                             гидрофосфат натрия
H₃PO₄ + NaOH → NaH₂PO₄ + H₂O
                               дигидрофосфат натрия

2.Реакция полной нейтрализации

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O
                               фосфат натрия

Физические свойства

§  Средние соли, или фосфаты (например, Са₃(РО₄)₂), нерастворимы в воде, кроме фосфатов щелочных металлов;

§  Кислые соли – дигидрофосфаты (например, Са(Н₂РО₄)₂), большинство хорошо растворимы в воде;

§  Кислые соли -  гидрофосфаты (например, СаНРО₄), малорастворимы в воде (кроме фосфатов натрия,  калия и аммония), т.е.  занимают промежуточное положение  между фосфатами и дигидрофосфатами по растворимости.

Химические свойства

Для средних солей фосфорной кислоты характерны все свойства солей.

Кислые соли могут взаимодействовать со щелочами и разлагаться при нагревании на среднюю соль и Н₃РО₄.
1) Со щелочами:  

Na₂НPO₄ + NaOH → Na₃PO₄ + H₂O
(происходит замещение водорода на натрий)

2) Разложение:

3NaH₂PO₄ → Na₃PO₄ + 2H₃PO₄

IV. 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 –…

2) Работа по карточкам с цепочками превращений по вариантам

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

V.      Подведение итогов урока. Рефлексия.

VI. Домашнее задание: §29, 30; №1, с. 110; составить, где возможно, ионные уравнения для цепочек превращений.