Фосфор и его соединения
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока учащиеся смогут характеризовать фосфор по положению в Периодической системе и строению атома, сравнивать белый и красный фосфор, составлять и уравнивать уравнения реакций фосфора и его соединений, а также распознавать фосфат-ионы по качественной реакции.
- Образовательная задача: установить связь между строением атома фосфора, его степенями окисления и свойствами простого вещества и соединений.
- Развивающая задача: формировать умение анализировать информацию учебного текста, сравнивать аллотропные модификации и применять алгоритм составления уравнений реакций.
- Коммуникативная задача: организовать парную работу с взаимным объяснением способов решения и аргументацией выводов.
- Воспитательная задача: показать значение соединений фосфора для живых организмов, сельского хозяйства и ответственного отношения к химическим веществам.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение фосфора и его соединений для жизнедеятельности организмов и сельского хозяйства.
- Проявляют ответственное отношение к соблюдению правил безопасной работы с химическими веществами.
- Снижают тревожность перед заданиями в формате ОГЭ через пошаговую проверку решения.
- Формируют интерес к профессиям, связанным с химией, медициной, биологией и агротехнологиями.
Метапредметные
- Извлекают из учебного текста сведения о строении атома, свойствах фосфора и его соединений.
- Сравнивают белый и красный фосфор по строению, физическим свойствам и химической активности.
- Планируют решение задания, проверяют коэффициенты и корректируют допущенные ошибки.
- Работают в паре, формулируют выводы и аргументируют выбор уравнения реакции.
- Применяют знания для решения типичных заданий ОГЭ на классификацию веществ и составление уравнений реакций.
Предметные
- Знать положение фосфора в Периодической системе, строение его атома и возможные степени окисления.
- Уметь характеризовать фосфор как типичный неметалл и объяснять образование соединений с кислородом и металлами.
- Уметь сравнивать белый и красный фосфор, не смешивая понятия «аллотропия» и «изотопия».
- Уметь составлять уравнения реакций образования фосфина, оксидов фосфора, фосфорной кислоты и фосфатов.
- Владеть способом распознавания фосфат-иона с помощью раствора нитрата серебра.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личный смысл изучения фосфора через его роль в клетках, костной ткани и пищевой промышленности.
- Оценивают необходимость соблюдения правил безопасности при работе с реактивами.
- Проявляют готовность доводить химическое рассуждение до проверяемого результата.
- Связывают химические знания с возможным профессиональным самоопределением.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса.
- Планируют последовательность характеристики элемента и его соединений.
- Проверяют расстановку коэффициентов и соответствие уравнения закону сохранения массы.
- Используют эталон для самопроверки и исправляют ошибки.
- Оценивают степень освоения темы с помощью рефлексивного листа.
Познавательные УУД
- Выделяют в тексте сведения о строении атома фосфора: порядковый номер 15 и электронную формулу $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$.
- Устанавливают связь между строением внешнего энергетического уровня и неметаллическими свойствами фосфора.
- Классифицируют оксиды фосфора, фосфорную кислоту, фосфиды, фосфин и фосфаты.
- Моделируют цепочку превращений «фосфор — оксид — кислота — соль».
- Анализируют наблюдение качественной реакции и делают вывод о наличии фосфат-иона.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: аналитик, оформитель и докладчик.
- Задают уточняющие вопросы по свойствам белого и красного фосфора.
- Аргументируют выбор коэффициентов и формул веществ.
- Сопоставляют собственное решение с решением партнёра без конфликтного оценивания.
- Кратко представляют общий вывод классу.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию или изображения страниц прикреплённого учебного материала: строение атома фосфора, белый и красный фосфор, основные уравнения реакций и задания для проверки.
- Написать на доске тему урока, электронную формулу фосфора $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$ и схему «фосфор — оксид — кислота — фосфат».
- Распечатать карточки для парной работы: по одной карточке на пару, содержащей задания на сравнение аллотропных модификаций и составление уравнений.
- Подготовить индивидуальные листы самопроверки по одному на каждого ученика.
- Для лабораторного наблюдения подготовить раствор фосфата натрия, раствор нитрата серебра, пробирки, пипетки, штатив и защитные очки; реактивы использовать только под контролем учителя.
- Подготовить таблицу для этапа «Знаю — хочу узнать — узнал» на доске или экране.
- Вывести на экран алгоритм: определить состав веществ; расставить степени окисления; подобрать коэффициенты; проверить число атомов.
- Подготовить карточки трёх цветов для приёма «Светофор» и стикеры для рефлексии.
- Раздать каждой паре бланк с уравнениями: $2PH_3+4O_2\rightarrow P_2O_5+3H_2O$, $P_2O_5+6NaOH\rightarrow 2Na_3PO_4+3H_2O$, $P_2O_5+3H_2O\rightarrow 2H_3PO_4$.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и создать мотивацию через связь фосфора с жизнью и заданиями ОГЭ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, наличие тетради, ручки и учебного материала. Сегодня нам понадобится внимательность: мы будем не только вспоминать факты, но и составлять уравнения реакций, как в заданиях ОГЭ." | Проверяют готовность, записывают дату, настраиваются на работу. |
2 мин | Учитель показывает на экране изображение белого и красного фосфора и задаёт проблемный вопрос: "Перед вами два простых вещества одного элемента. Почему они имеют разные свойства? Почему соединения фосфора важны для организма, но работать с некоторыми формами фосфора нужно особенно осторожно? Запишите одну гипотезу." | Рассматривают изображения, индивидуально записывают гипотезу: "Разное строение частиц вызывает разные свойства"; формулируют вопросы к теме. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы проверим ваши гипотезы. Нам предстоит связать положение фосфора в Периодической системе, строение его атома, свойства аллотропных модификаций и химические свойства соединений."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о строении атома, степенях окисления, типах неорганических соединений и правилах составления уравнений.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель проводит приём "Блиц-вопросы": "Как определить число электронов атома по порядковому номеру? Что показывает номер группы? Как называют вещества, состоящие из атомов одного химического элемента? Какие классы соединений вы видите в формулах $P_2O_5$, $H_3PO_4$, $Na_3PO_4$?" | Отвечают: "Число электронов нейтрального атома равно порядковому номеру"; "номер группы связан с числом электронов на внешнем уровне"; "простые вещества"; "оксид, кислота, соль". |
3 мин | Учитель записывает на доске незавершённые схемы: $P+O_2\rightarrow ?$, $P+Ca\rightarrow ?$, $P_2O_5+H_2O\rightarrow ?$. "Работаем методом прогнозирования. Не обязательно сразу дать коэффициенты; сначала определите продукты по типу реакции и валентностям." | В тетрадях определяют продукты, обсуждают в парах 1 минуту, предлагают: $P_2O_5$, $Ca_3P_2$, $H_3PO_4$. Фиксируют затруднение с коэффициентами. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, как определять класс вещества и продукт реакции. Теперь выясним, какие особенности строения атома фосфора объясняют его свойства."
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план открытия нового знания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель обращается к классу: "Фосфор находится в третьем периоде и пятой группе. В его атоме на внешнем уровне три неспаренных электрона. Как это может быть связано с образованием соединений? Почему в одном случае фосфор проявляет степень окисления $-3$, а в других — $+3$ и $+5$?" | Обсуждают вопрос в парах по приёму "Подумай — обсуди в паре — поделись" и формулируют предположение: "Фосфор может принимать электроны или отдавать их при образовании связей". |
2 мин | Учитель фиксирует ответы и предлагает план: "Сначала определим положение и строение атома, затем сравним белый и красный фосфор, после этого рассмотрим реакции и качественную реакцию на фосфат-ион. В конце выполним задание в формате ОГЭ." | Записывают тему и план урока, называют ожидаемый результат: "уметь объяснить свойства фосфора и составлять уравнения его реакций". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема поставлена: свойства вещества нельзя объяснить только его названием. Начинаем открытие с характеристики атома фосфора."
Этап 4. Открытие нового знания (11 мин)
Цель этапа: сформировать целостное представление о фосфоре и его важнейших соединениях на основе учебного материала.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на экране фрагмент учебного материала: "Порядковый номер фосфора — 15. Запишите распределение электронов по энергетическим уровням и электронную формулу: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$. Фосфор — типичный неметалл. Объясните, почему." | Записывают электронную формулу, отвечают: "На внешнем уровне пять электронов, поэтому атом может принимать три электрона и образовывать ковалентные связи". |
4 мин | Учитель организует парную работу с таблицей: "Сравните белый и красный фосфор по цвету, строению, температуре воспламенения, токсичности и реакционной способности. Белый фосфор хранится под водой, самовоспламеняется на воздухе примерно при $44^\circ C$; красный фосфор менее активен и не светится в темноте. Назовите причину различий." | Заполняют таблицу в парах и формулируют вывод: "Это аллотропные модификации одного элемента; различное строение частиц определяет различия свойств". |
4 мин | Учитель показывает цепочку соединений и комментирует: "Фосфор образует фосфиды, фосфин, оксиды фосфора(III) и фосфора(V), фосфорную кислоту и фосфаты. Посмотрите на уравнения: $P_2O_5+3H_2O\rightarrow2H_3PO_4$; $P_2O_5+6NaOH\rightarrow2Na_3PO_4+3H_2O$. Какой тип имеет каждая реакция?" | Определяют: первая реакция соединения, вторая — взаимодействие кислотного оксида с основанием. Записывают уравнения и называют вещества. |
Запись в тетрадях
- Фосфор: порядковый номер 15, электронная формула $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$.
- Аллотропные модификации: белый фосфор более активен и токсичен, красный фосфор менее активен.
- Основные соединения: фосфиды, фосфин, оксиды $P_2O_3$ и $P_2O_5$, фосфорная кислота $H_3PO_4$, фосфаты.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы установили связь между строением атома и разнообразием соединений фосфора. Теперь проверим это не пересказом, а конкретными уравнениями и экспериментальным признаком фосфат-иона."
Этап 5. Первичное закрепление в парах (8 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритм составления уравнений и распознавания фосфат-иона через парную работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки: "В парах составьте и уравняйте реакции: образование фосфида кальция; горение фосфина; взаимодействие оксида фосфора(V) с водой. Работайте по алгоритму на доске. Один ученик объясняет порядок действий, второй проверяет число атомов." | В парах записывают: $3Ca+2P\rightarrow Ca_3P_2$; $2PH_3+4O_2\rightarrow P_2O_5+3H_2O$; $P_2O_5+3H_2O\rightarrow2H_3PO_4$. Проверяют коэффициенты. |
3 мин | Учитель демонстрирует лабораторный опыт: "В пробирку налит раствор фосфата натрия. Добавляю несколько капель раствора нитрата серебра. Наблюдайте цвет осадка и сформулируйте признак реакции. Запишите молекулярное уравнение." | Наблюдают жёлтый осадок, записывают вывод: "В растворе присутствует фосфат-ион"; составляют уравнение $Na_3PO_4+3AgNO_3\rightarrow Ag_3PO_4\downarrow+3NaNO_3$. |
2 мин | Учитель задаёт вопрос формата ОГЭ: "Выберите из списка вещества, относящиеся к солям фосфорной кислоты: $H_3PO_4$, $Na_3PO_4$, $Ca_3(PO_4)_2$, $P_2O_5$, $PH_3$. Объясните выбор." | Выбирают $Na_3PO_4$ и $Ca_3(PO_4)_2$, объясняют: "Это соли, потому что состоят из катионов металла и фосфат-ионов". |
Эталон решения
Для реакции фосфата натрия с нитратом серебра определяем ионы: $Na_3PO_4$ диссоциирует с образованием $PO_4^{3-}$, а $AgNO_3$ — с образованием $Ag^+$. Составляем малорастворимый фосфат серебра: $Ag^+ + PO_4^{3-}\rightarrow Ag_3PO_4\downarrow$. В молекулярном уравнении ставим коэффициент 3 перед $AgNO_3$ и $NaNO_3$: $Na_3PO_4+3AgNO_3\rightarrow Ag_3PO_4\downarrow+3NaNO_3$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "В парной работе вы применили знания о формулах, типах реакций и растворимости. Сейчас каждый самостоятельно покажет, может ли выполнить тот же алгоритм без подсказки партнёра."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание свойств фосфора и его соединений и скорректировать ошибки.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт индивидуальные листы: "Выполните три задания. 1) Укажите электронную формулу атома фосфора. 2) Составьте уравнение реакции $P_2O_5$ с раствором гидроксида натрия. 3) Назовите реактив для обнаружения фосфат-иона и признак реакции. Работайте самостоятельно, затем проверьте себя по эталону на экране." | Индивидуально записывают $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3$; $P_2O_5+6NaOH\rightarrow2Na_3PO_4+3H_2O$; раствор нитрата серебра, жёлтый осадок $Ag_3PO_4$. |
3 мин | Учитель открывает эталон и говорит: "Сверьте не только ответ, но и ход рассуждения. Если нашли ошибку, зачеркните её одной линией и рядом запишите исправленный вариант. Поднимите зелёную карточку, если всё понятно, жёлтую — если нужна консультация, красную — если требуется повторное объяснение." | Проверяют работу, исправляют ошибки, показывают карточку выбранного цвета и формулируют, что именно вызвало затруднение. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Ошибки в коэффициентах — это не повод тревожиться, а сигнал для коррекции алгоритма. Мы увидели, что последовательная проверка числа атомов помогает избежать типичных ошибок ОГЭ."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (6 мин)
Цель этапа: осмыслить результат урока, выявить затруднения и определить индивидуальное домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель предлагает приём "Билет на выход": "На стикере завершите три фразы: «Сегодня я понял(а), что…»; «Я могу составить уравнение…»; «Мне нужно повторить…». Отдельно ответьте на проблемный вопрос: почему белый и красный фосфор имеют разные свойства?" | Заполняют стикеры, формулируют вывод: "Разное строение аллотропных модификаций определяет их разные свойства". |
1 мин | Учитель просит оценить достижение цели: "Поставьте рядом с целью урока знак плюс, если вы можете объяснить свойства фосфора и составить основные уравнения; знак вопроса — если нужна тренировка." | Отмечают личный результат, формулируют индивидуальное затруднение. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите уровень по готовности. Базовый обязателен для всех, повышающий помогает подготовиться к ОГЭ, дополнительный предназначен для тех, кто хочет исследовать практическое значение фосфатов." | Записывают выбранный уровень и контрольные вопросы, задают уточнения. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы прошли путь от строения атома до качественной реакции на фосфат-ион. Сохраните исправленные решения: именно по ним будет удобно повторять тему перед проверочной работой."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены все три задания самостоятельной работы, корректно записана электронная формула, уравнение реакции уравнено, правильно назван реактив и признак реакции.
- «4» — выполнены без существенных ошибок два задания из трёх, допущена одна ошибка в коэффициентах или формулировке признака, но общий способ решения понятен.
- «3» — правильно выполнено не менее одного задания, распознаны фосфат-ион или фосфорная кислота, но имеются ошибки в электронной формуле или уравнивании реакции.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о строении атома фосфора и его степенях окисления? | Выявление осознания связи между строением атома и химическими свойствами. |
Почему белый и красный фосфор имеют разные свойства? | Проверка понимания аллотропии и причин различий свойств. |
Какое уравнение реакции вы теперь можете составить самостоятельно? | Оценка сформированности предметного алгоритма. |
Что оказалось самым трудным и какую подсказку вы использовали? | Выявление точек затруднения и способов саморегуляции. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы увидели, что свойства фосфора определяются строением его атома и строением простого вещества. Мы научились различать белый и красный фосфор, составлять уравнения образования оксида, фосфорной кислоты и фосфатов, а также распознавать фосфат-ион по жёлтому осадку. Типичная ошибка — забывать проверять коэффициенты и путать формулу кислоты с формулой соли. На следующем уроке мы продолжим применять эти знания при решении цепочек превращений и расчётных задач."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Составить краткую характеристику фосфора по плану: положение в Периодической системе, строение атома, аллотропные модификации, основные соединения. Уравнять 3 реакции: образование фосфида кальция, взаимодействие оксида фосфора(V) с водой и взаимодействие оксида фосфора(V) с гидроксидом натрия. | Закрепляет предметную характеристику элемента и алгоритм расстановки коэффициентов; при проверке обратить внимание на формулы $Ca_3P_2$, $H_3PO_4$ и $Na_3PO_4$. |
Средний (повышающий) | Выполнить 4 задания в формате ОГЭ: определить класс веществ $P_2O_5$, $H_3PO_4$, $Na_3PO_4$ и $PH_3$; сравнить белый и красный фосфор; составить уравнение качественной реакции на фосфат-ион; установить цепочку «фосфор — оксид — кислота — соль». | Тренирует классификацию, анализ свойств и составление цепочек превращений; при проверке оценить полноту объяснений и баланс атомов. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить краткое сообщение о значении фосфатов в организме и сельском хозяйстве, используя материал урока: роль фосфора в клетках, костной ткани, удобрениях и пищевых добавках. Включить одну химическую формулу и одно уравнение реакции. | Развивает функциональную грамотность и умение связывать химические знания с биологией и практикой; при проверке обратить внимание на корректность формул и вывод о пользе и возможных рисках. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Каков порядковый номер фосфора?», «Какая электронная формула у его атома?», «Чем отличаются белый и красный фосфор?», «Какой реактив обнаруживает фосфат-ион и какой признак наблюдается?», «Какую формулу имеет фосфорная кислота?»
