Общественный смотр знаний по теме "Азот и фосфор – элементы пятой группы"

Разделы: Химия


Цели: повторить, проверить и закрепить, углубить знания учащихся по данной теме.

Задачи:

  1. Развивать умение решать задачи как расчетные, так и экспериментальные.
  2. Развивать кругозор знаний; умение делать выводы, обобщать.
  3. Применять на практике полученные знания об элементах и их соединениях.
  4. Воспитывать интерес к знаниям, эстетичность, нравственность.

Реактивы и оборудование: HNO3(p), HNO3(к), белок, шерстяная нить, лакмус, CuO, KOH, Na2CO3, FeSO4, Fe, Cu, электролизер, H3PO4, CaO, AgNO3, модель производства HNO3, кроссворд.

Содержание урока

1. Фронтальный опрос по азоту и аммиаку.

У нас сегодня необычный урок – «ОБЩЕСТВЕННЫЙ СМОТР ЗНАНИЙ», цель которого проверить, повторить, закрепить и углубить знания, полученные ранее. А гости – члены жюри будут оценивать ваши ответы.

Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там в космических глубинах
Все от песчинок малых до планет
Из элементов состоит единых.

Объектом повторения сегодня на уроке являются элементы пятой группы – азот и фосфор, а также соответствующие им соединения - оксиды, кислоты и соли.

Какие пять элементов входят в главную подгруппу 5 группы? (N, P, As, Sb, Bi)

Первым химическим элементом является азот.

  • Химический знак?  (N)
  • Химическая формула?  (N2)
  • № периода?  (2)
  • № ряда? (2)
  • Заряд ядра?  (+7)
  • Количество ē общее?  (7)
  • Количество ē на внешнем слое? (5)
  • Количество р+ ? (7)
  • Количество  N0 ?  (7)
  • Ar(N)?   (14)
  • Mr(N2)?  (28)
  • M(N2)?   (28 г/ моль)
  • Наивысшая валентность? (4)
  • Степень окисления наивысшая?  (+5)
  • Возможные степени окисления?  (-3, 0, + 1, + 2, + 3, + 4, + 5.)
  • Формула наивысшего оксида?   (N2O5)
  • Агрегатное состояние?  (газ без цвета, запаха и вкуса).
  • Сколько процентов по объему находится в воздухе? (78)
  • Способен ли азот образовывать летучие водородные соединения? (Да, NH3, т. е. N2 взаимодействует с H2).

Находясь в 5 группе, какие свойства способен азот проявлять – окислительные или восстановительные? (Окислительные проявляет с водородом и металлами, восстановительные – с кислородом и фтором, т. к. у них выше электроотрицательность)

Ребята, вы сказали, что азот способен вступать в реакции с водородом и при этом образуется NH3. Какое агрегатное состояние имеет это вещество? (NH3 - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде).

Какими химическими свойствами обладает NH3? (Взаимодействует с кислотами, галогеноводородами, солями).

А может ли аммиак взаимодействовать с кислородом? (NH3 способен окисляться  кислородом, с образованием оксида NO. Оксид NO хорошо окисляется в оксид NO2,  при взаимодействии с водой образуется азотная кислота).

 

2. Индивидуальная работа у доски и парная работа по азотной кислоте.

Что собой представляет это сложное вещество? 

Послушаем более подробные ответы у доски. Я прошу выйти к доске 6 учащихся. Стрелкой волчка выбрать билет с заданием, занять свое место у доски и, пока они готовят ответы, мы попробуем решить экологическую задачу:

Есть у нас большой завод –
Он продукцию дает.
А над ним труба дымит –
Небо синее коптит.
Жить под ней – сплошная мука,
Но поможет нам наука
Чтобы снять противогаз
Обезвредить нужно газ.

Про какой газ идет речь? (Оксид азота – это основной загрязнитель, вызывающий в результате химических реакций кислотные осадки).

Ребята, у нас на уроке присутствует эколог. Послушаем экологическую справку.

Основными источниками кислотных осадков являются естественные источники: образование оксида азота NO2 в атмосфере во время грозовых разрядов и деятельности почвенных растений. В результате жизнедеятельности человека образуется очень большой объем оксидов азота:

  • В результате работы автотранспорта – до 38% от общего количества оксидов азота;
  • Теплоэнергетические установки образуют до 30%;
  • Электросварка    и взрывные работы до 15–20%;
  • Выбросы предприятий по производству минеральных удобрений, азотной и азотистой кислот, пластмасс, нитросоединений.

Борьба с кислотными оксидами может быть направлена с одной стороны на их предупреждение, а с другой на их нейтрализацию. Предупредительные меры связаны прежде всего с сокращением выбросов кислотообразующих веществ. По мнению ученых сокращение таких выбросов всего на 50% фактически приостановило бы дальнейшее подкисление окружающей среды. Важнейшее значение приобретает замена существующих ТЭЦ на альтернативные электростанции (солнечные, ветряные, приливные, АЭС), которые предотвращают выбросы оксидов еще и экономят энергию, а оксиды не образуют кислотные дожди. Ежегодно с дождями на землю выпадает примерно 100 млн. тонн HNО3. А химические заводы в США выпускают в год всего 78 млн. тонн HNО3.

Что собой представляет азотная кислота и каковы ее особенности, мы сейчас послушаем учащихся у доски.

Строение, физические свойства и способы получения азотной кислоты.

1. Первый ученик  рассказывает о строении. HNO3     

2. Второй учащийся рассказывает о получении:

а) в лаборатории:    NaNO3 + H2SO4  = NaHSO4 + HNO3

б) в промышленности:    4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + Q

2NO + O2 = 2NO2 

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

При избытке кислорода: 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 + Q                                      

3. Третий ученик рассказывает о физических свойствах.

Чистая азотная кислота – бесцветная дымящая жидкость с резким раздражающим запахом. Концентрированная азотная кислота обычно окрашена в желтый цвет. Такой цвет придает ей оксид азота (IY), который образуется вследствие частичного разложения азотной кислоты и растворяется в ней.

Зная, что HNО3 имеет валентность равную IV, а степень окисления +5 какие она проявляет свойства: окислительные или восстановительные?

Об этом нам расскажут отвечающие работающие у доски в  паре.

Говорят, что театр начинается с гардероба. А кабинет химии – с правил по технике безопасности. Вспомним их (работа с классом):

  • Работаем над ящиком с химическими реактивами.
  • При работе каждый реактив закрываем соответствующим колпачком.
  • Наливаем необходимое количество вещества.
  • Обратно в склянку не сливаем.
  • Спиртовку гасим, закрывая колпачком.

4. Четвертый ученик демонстрирует химические свойства общие с другими кислотами:

  1. С лакмусом: HNО3  + лакмус →  цвет  красный
  2. С основными оксидами:     CuO +2HNО3  = Cu(NО3)2 + Н2O
  3. С растворимыми и нерастворимыми основаниями:       
    NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
    Fe (OH)2 + 2HNO3 = Fe (NO3)2 + 2H2O
  4.  С солями слабых летучих кислот: Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + CO2 + H2O
  5. Диссоциация: HNO3 → H+ + NO3-

5. Пятый учащийся демонстрирует специфические свойства:

  1. При нагревании кислоты разлагается:  4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O
  2. При взаимодействии с белками окрашивает их в желтый цвет.
    Шерстяную нить опускают в азотную кислоту. Она желтеет.
  3. HNO3(к)   с  Fe в реакцию не вступает, т. к. концентрированная  кислота переводит Fe в пассивное состояние, на поверхности образуется оксидная пленка, которая непроницаема для кислоты.
  4. Взаимодействие концентрированной и разбавленной HNO3 c Сu:
    3Cu + 8HNO3(p)= 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O
    Cu + 4HNO3(к) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

А может ли HNО3  взаимодействовать с Аu и растворять его?

Если смешать HNO3 c HCl в объемных отношениях 1:3, то такая смесь является сильным окислителем, и будет растворять золото и платину. И называется царской водкой.

6. Выступление шестого ученика про соли азотной кислоты.

При нагревании соли азотной кислоты разлагаются с образованием различных веществ:

2NaNO3 = 2NaNO2 + O2

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2

2AgNO3 =2Ag + 2NO2 + O2

Просим наших гостей оценить отвечающих у доски. Всем отвечающим у доски  присваивается звание консультантов- теоретиков и практиков. Займите свои места.

 

3. Групповой результат индивидуальной работы. Деловая игра.

Работа продолжается по группам. Весь класс делится на три группы:

1 – теоретики;

2 – практики;

3 – кроссвордисты.

Ваши ответы оценят представители от жюри. Прошу занять свои места (члены жюри подходят к учащимся по группам).

Задача теоретиков – взять любой билет и ответить без подготовки по следующему по плану:

  1. Строение;
  2. Получение;
  3. Свойства;
  4. Применение.
  5. Задача практиков – провести химический эксперимент по заданию.
  6. Задача кроссвордистов – заполнить кроссворд.

Вопросы билетов теоретиков:

  1. Дайте характеристику Р по периодической системе и напишите электронную и графическую формулу атома фосфора.
  2. Опишите аллотропные видоизменения фосфора белого и красного.
  3. Напишите молекулярную и структурную формулу ортофосфорной кислоты и 2 способа ее получения.
  4. Запишите ступенчатую диссоциацию H3PO4.
  5. Произведите расчеты: сколько получается Н3РО4, если на 10г Са3(РО4)2 налить 8 г Н24. Какая масса осадка образуется?

Вопросы билетов практиков:

  1. Проделайте реакцию взаимодействия металлов с кислотой и запишите уравнения реакций.
  2. Покажите взаимодействие оксида кальция с кислотой и запишите уравнение реакции.
  3. Получите ортофосфат натрия.
  4. Можно ли получить СО2 при взаимодействии карбоната натрия с кислотой? Если можно, то проделайте реакцию и запишите уравнение.
  5. Проделайте качественную реакцию на ион РО43- и запишите уравнение реакции.

Вопросы билетов кроссвордистов:

  1. Какая кислота (концентрированная или разбавленная) будет взаимодействовать с белком и изменять окраску? (концентрированная)
  2. Агрегатное состояние азота? (газ)
  3. Как называются соли азотной кислоты? (нитраты)
  4. Что нужно сделать с солью AgNO3 для получения чистого серебра? (нагреть)
  5. Какое название имеет селитра, образованная щелочным металлом натрия? (чилийская)
  6. Сколько атомов водорода в ортофосфорной кислоте? (три)
  7. Как называют тип реакции взаимодействия металлов с ортофосфорной кислотой? (замещение)
  8. Какое название имеет летучее водородное соединение азота? (аммиак)
  9. Какое название имеет соединение металла с азотом? (нитрид)
  10. Какой элемент в 5 группе имеет валентность равную 4, а степень окисления +5? (азот)
  11. Простое вещество, применяемое в производстве спичек? (фосфор)

4. Подведение итогов.

Представители жюри оценивают работу учащихся в группах, учитель подводит итоги общественного смотра знаний.

5. Домашнее задание.                                                                                                                                                                                                    

1 уровень: Определите коэффициенты методом электронного баланса

P+CuSO4+H2O → H2SO4+Cu+H3PO4

P+HNO3+H2O → H3PO4+NO

2 уровень: Вычислите объем газа, если на 30 г меди подействовали концентрированной азотной кислотой, массой 4 г.

3 уровень: Осуществите цепочку превращений:

P → Mg3P2 → PH3 → P2O5 → H3PO4