Презентация на тему: "Презентация по химии на тему "Фосфор и его соединения" (9 класс)"

Фосфор и его соединения

Отрывок из произведения  Артура Конан Дойля «Собака Баскервилей».
«…Да. Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки никто из нас, смертных, еще не видывал. Из ее пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку переливался  мерцающий огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло бы возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившие на нас из тумана…Страшный пес величиной с молодую львицу.  Чудовище лежало перед нами…
Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, подняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте».

«Фосфор и его соединения».

Девиз нашего урока

«Фосфор-элемент жизни и мысли»
(академик А.Е.Ферсман)

Охарактеризуйте фосфор как химический элемент по его положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева по плану:

1. Порядковый номер, номер периода, группа, подгруппа;
2. Заряд ядра, электронная формула;
Сколько протонов, нейтронов и электронов в атоме фосфора.
3. Валентность и степень окисления;
4. Формула летучего водородного соединения и высшего оксида.

Элемент VA группы
Электронная формула 1s22s22p63s23p3.
Валентность: максимальная V.
Минимальная III. Наиболее характерные степени окисления: +5, +3, 0, -3.


Оксиды Р2О5 и Р2О3 имеют кислотные свойства. Летучее водородное соединение – фосфин PH3

Фосфор в свободном состоянии в природе не встречается.
Он находится не менее чем в 190 минералах, из которых главнейшими являются апатиты и фосфориты.

Получение.
В промышленности :
Фосфор получают из апатитов и фосфоритов, нагревая их в электрической печи без доступа воздуха в присутствии оксида кремния IV:

Печь для получения фосфора в промышленности

Аллотропия - способность атома одного химического элемента образовывать простые вещества разного состава или разного строения
Что называется аллотропией?

Аллотропные модификации фосфора
560 °C
500 °C
В атм. СО
10
8,3·10 Па
t без доступа воздуха
P4
(P4)n
(P)n
(P)n
t пл. = 44,1 °С
Ρ = 1823 кг/м³
Светится при
комнатной
температуре
t пл. = 240 °С
Ρ = 2400 кг/м³
Не светится
Растворяется только
в трибромиде фосфора
t пл. = 1000 °С
Ρ = 2690 кг/м³
Не светится
Не растворяется
Проводит эл. ток
Ρ = 3830 кг/м³
Не светится
Проводит эл.ток

Химические свойства фосфора:

Химические свойства.
Как окислитель
Взаимодействует с металлами с образованием ________:
Р + Са →      

P + Na →

Химические свойства.
Как окислитель
Взаимодействует с металлами с образованием фосфидов:
  2Р + 3Са → Са3Р2 
(фосфид кальция)          

P + 3Na → Na3P 
(фосфид натрия)

Как восстановитель
Горит в кислороде и на воздухе с образованием оксида фосфора (V):
Р + О2( изб О2) = Р2О5
(оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид.)


Р + О2 → Р2О3 ( недостаток О2)
(оксид фосфора III, или фосфористый ангидрид.)
0
-2
+5
O20+4е → 2 O-2 5 ок – ль; вос – ние;
P0 -5е → P+5 4 вос – ль; ок – ние;
0
0
-2
+3
O20 +4е → 2 O-2 3 ок – ль; вос – ние;
P0 -3е →P+3 4 вос – ль; ок – ние;
0
4Р + 5О2( изб О2) → 2 Р2О5
4Р + 3О2 = 2 Р2О3

Видеофрагмент «сравнение температур воспламенения фосфора»

Взаимодействует с галогенами и с серой.

P + Cl2 (изб) →

P + Cl2 (недостаток)→

P + S (изб)→

P + S (недостаток)→

Взаимодействует с галогенами и с серой.
2P + 5Cl2 (изб) → 2PCl5


2P + 3Cl2 (недостаток)→ 2PCl3


2P + 5S (изб)→ P2S5


2P + 3S (недостаток)→ P2S3

С водородом фосфор не соединяется.

Взаимодействие со сложными веществами

Взаимодействие со щелочами
В холодных концентрированных растворах щелочей также медленно протекает реакция диспропорционирования:

  P4 + KOH + H2O →t  PH3 + KH2PO2

Взаимодействие со сложными веществами
0
-3
+1
Р0 + 3е → Р-3 1 ок – ль; вос – ние;
Р0 - 1е → Р+1 3 вос – ль; ок – ние;
4P4 + 3KOH + 3H2O →t  PH3 + 3KH2PO2

Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:

 P + HNO3 (конц) → H3PO4 + NO2 ↑ + H2O
 


  

Взаимодействие со сложными веществами
0
+4
+5
N+5 + 1е → N+4 5 ок – ль; вос – ние;
Р0 - 5е → Р+5 1 вос – ль; ок – ние;
+5
 P + 5HNO3 (конц) → H3PO4 + 5NO2 ↑ + H2O

Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:

 3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO ↑
 

 2P + 5H2SO4 (конц) → 2H3PO4 + 5SO2 ↑  + 2H2O 

Взаимодействие со сложными веществами

  P + KClO3 → KCl + P2O5



Cl+5 + 6е → Cl-1 5 ок – ль; вос – ние;
Р0 - 5е → Р+5 6 вос – ль; ок – ние;
0
+5
-1
+5
Реакция окисления фосфора происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль:
Такая реакция происходит, когда мы зажигаем спички. В головке спичек содержится бертолетова соль, в намазке шкурки – красный фосфор
6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

Соединения фосфора
РН3 – фосфин.
Бесцветный,
Ядовитый газ,
С чесночным запахом,
Легко самовоспламеняется на воздухе.
Получение: 
Действие соляной кислоты на фосфиды металлов, например:
Zn3P2 + 6HCl → 2PH3 ↑ + 3ZnCl2

Химические свойства PH3 :
Фосфин при температуре около 150 ºС самовоспламеняется на воздухе.
2PH3 + 4O2 t→ P2O5 + 3H2O
Фосфин восстанавливает соли некоторых малоактивных металлов до свободных металлов, например:
PH3 + 8AgNO3 + H2O = H3PO4 + 8Ag + 8HNO3
Практического значения фосфин не имеет.

Р2О5 – оксид фосфора (V), или фосфорный ангидрид.
Белый порошок,
Без запаха,
Хорошо растворяется в воде,
Является кислотным оксидом,
Образует несколько кислот:

Р2О5 +3 Н2О = 2Н3РО4
Ортофосфорная, или фосфорная, кислота

Р2О5 +Н2О = 2НРО3
Метафосфорная кислота.
На холоде
При нагревании

С чем кислотный оксид Р2О5 будет взаимодействовать :

С основными оксидами
Р2О5 + 3 СаО = Са3 (РО4)2


Со щелочами
Р2О5 + 6 Nа ОН = 2 Nа3РО4 + 3 Н2О

При взаимодействии в избытке Р2О5 со щелочами могут образовываться не только средние, но и кислые соли:

Р2О5 + 4NaOH = 2Na2HPO4 + H2O
Гидрофосфат натрия


Р2О5 + 2NaOH + H2O = 2NaH2PO4
Дигидроосфат натрия

Н3РО4

1. Водный раствор кислоты изменяет окраску индикаторов. Диссоциация происходит ступенчато:
Н3РО4———>Н++Н2РО4-
Н2РО-4———> Н++НРО42-
НРО42- ———> Н++РО43-
Легче всего идет диссоциация по первой ступени и труднее всего — по третьей
Химические свойства ортофосфорной кислоты
общие с другими кислотами
Н3РО4

2. Реагирует с металлами, расположенными в вытеснительном ряду до водорода:
6Nа+2Н3РО4 ———>2Nа3РО4+ЗН2


3. Реагирует с основными оксидами:
ЗСаО+2Н3РО4 ———>Са3(РО4)2+ЗН2О
Химические свойства ортофосфорной кислоты
общие с другими кислотами

4. Реагирует с основаниями и аммиаком; если кислота взята в избытке, то образуются кислые соли:
Н3РО4+3NaОН ———>Nа3РО4+ЗН2О
Н3РО4+2NН3———>(NН4)2НРО4
Н3РО4+NаОН ———>NаН2РО4+Н2О


5. Реагирует с солями слабых кислот:
2Н3РО4+ЗNа2СО3 ——>2Nа3РО4+ЗСО2+ЗН2О
Химические свойства ортофосфорной кислоты
общие с другими кислотами

специфические
Химические свойства ортофосфорной кислоты
1.При нагревании постепенно превращается в метафосфорную кислоту:
2Н3Р04 ———>Н4Р207+Н20
(двуфосфорная кислота)
Н4Р2О7 ———>2НРО3+Н2О

Качественная реакция
на фосфат-ион РО43-
Н3РО4+ЗАgNО3———> Ag3P04+3HN03
желтый осадок
РО43- + 3 Ag+ = Ag3РО4 ↓ (желтый фосфат серебра)
Полученный осадок растворяется в сильных кислотах.
По этому признаку его можно отличить от других нерастворимых солей серебра желтого цвета – AgI, AgBr

Соли фосфорной кислоты
3Ca(OH)2 + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 6H2O
Фосфаты являются хорошими удобрениями, которые повышают урожайность.
Перечислим наиболее значимые:
Фосфоритная мука - Ca3(PO4)2
Простой суперфосфат - смесь Ca(H2PO4)2 • H2O и CaSO4
Двойной суперфосфат - Ca(H2PO4)2 • 2H2O
Дигидрофосфат аммония ( Аммофос) - в основном состоит из моноаммонийфосфата - NH4H2PO4
Гидрофосфат аммония – (NH4) 2HPO4 с (NH4) 2SO4 и другими примесями
Костная мука - продукт переработки костей домашних животных Ca3(PO4)2
Преципитат - CaHPO4 • 2H2O

Применение

Закрепление
Осуществите превращение согласно схеме:
P  →P2O5 →  Mg3(PO4)2 →  MgCI2   →  Mg(OH)2 

Осуществите превращение согласно схеме:
Ca3P2     →  PH3  →   P2O5   →  H3PO4  →  Na3PO4 

Установите соответствие между реагирующими веществами и ролью фосфора в окислительно-восстановительной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
 
РЕАГЕНТЫ
 
РОЛЬ ФОСФОРА
А)  P + O2 →
Б)  P + Ca →
В)  P2O5  + K2O →
 
1) окислитель
2) восстановитель
3) и окислитель, и восстановитель
4) ни окислитель, ни восстановитель