Урок на тему: Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и её соли. Фосфорные удобрения.

Урок на тему: Оксид фосфора(V). Фосфорная кислота и её соли. Фосфорные удобрения.

Подготовила и провела учитель химии 1КК . Калинина Е.И.

С.Новосильское 2022г

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.

1. Постановка целей урока

2. 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⁺ + HPO₄^2-(гидроортофосфат-ион)

HPO₄^2- ↔ H⁺ + PO₄^3-(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 наPO₄^3- - 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.

1. 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

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

2. Рефлексия