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

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 Н₂SО₄. 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 РО₄^3- 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