13. Кругооборот фосфора в природе.

Фосфор, как и другие химические элементы, в природе находится в постоянном «движении», т.е. одни соединения фосфора превращаются в другие. Этот переход называют биогенной миграцией, т.к. в ней активное участие принимают живые организмы. Правда, для фосфора этот кругооборот выглядит проще, чем для азота.

Минералы почвы (Са₃(РO₄)₂ – фосфориты, апатиты) растворимые гидрофосфаты → фосфор растений → фосфор животных Минералы почвы

Содержание фосфора в организме и применение в медицине. Содержание фосфора в организме 0,95% , входит в состав нуклеиновых кислот, нуклеотидов и других БАВ. Много фосфора содержится в костях в виде фосфатов кальция. При недостатке Р или витамина D, необходимого для его усвоения, нарушается фосфорный обмен, и возникает рахит. Это происходит потому, что в обмене углеводов и жиров нарушается процесс фосфорилирования (т.е. образование и гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты, например, АТФ), и они не могут использоваться организмом как источник энергии. Важное значение имеет также фосфорная буферная система, регулирующая рН в клетках тканей. Из соединений фосфора медики используют: АТФ – при мышечной дистрофии, стенокардии, гипертонии и т.д. Глицерофосфат кальция усиливает анаболические процессы, нормализует работу ЦНС, его назначают при неврастении, переутомлении. Инъекции Na₃PO₄ используют при лечении лейкоза, фосфорная кислота и ее соли широко используют в стоматологии.

Упражнения и опыты для систематизации и закрепления знаний.

Упр.1. Записать схему строения, электронную и графическую формулу азота. Верно ли утверждение, что азот – типичный неметалл? Почему? Какова возможная валентность азота в его соединениях? Почему? Приведите примеры таких соединений. Какова минимальная и максимальная степень окисления азота? Почему? Приведите примеры таких соединений.

О пыт 1. Свойства азота Опишите физические свойства азота. Напишите электронную и структурную формулу молекулы азота. Поясните эти свойства с точки зрения строения вещества азота. Посмотрите опыты с жидким азотом. Для чего применяют жидкий азот? Как азот взаимодействует с металлами? С водородом? С кислородом? Напишите уравнения взаимодействия азота со следующими веществами: а) литием; б)магнием; в) водородом; г) кислородом. Расставьте в уравнениях степени окисления и определите, какую роль играет азот в этих реакциях? Сделайте вывод о химической активности и окислительных свойствах азота. Можно ли назвать азот химически активным веществом? В чем причина этого? Для чего это свойство можно использовать?

Опыт 2. Получение и свойства аммиака.

Соберите прибор, изображенный на рисунке. В сухую пробирку поместите смесь хлорида аммония и гидроксида кальция. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и укрепите ее в штативе горизонтально. На газоотводную трубку наденьте чистую сухую пробирку. Пробирку со смесью нагреть. Поднесите к отверстию перевернутой пробирки влажную индикаторную бумагу. Что наблюдаете? Почему? Опустите стеклянную палочку в концентрированную соляную кислоту. Поднесите палочку к отверстию пробирки. Что наблюдаете? Почему? Прекратите нагревание смеси. Пробирку с аммиаком плавно снимите с газоотводной трубки и закройте ее пальцем. Опустите пробирку в воду, палец отнимите только под водой. Что наблюдаете? Почему? Снова закройте отверстие пальцем и выньте ее из воды. В пробирку с раствором аммиака добавьте немного фенолфталеина. Что наблюдаете? Почему? Разделите полученный раствор на две части и нагрейте одну из пробирок. Что наблюдаете? Почему? Добавьте в другую пробирку немного серной кислоты. Что наблюдаете? Почему?

Опыт 3. Свойства азотной кислоты.

А) В пробирку налили немного гидроксида натрия и добавили несколько капель фенолфталеина. Что наблюдали? Добавили немного азотной кислоты. Что изменилось? Почему? Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Можно ли назвать эту реакцию специфической для азотной кислоты? Почему?

Б) В пробирку с азотной кислотой бросили кусочек меди. Что наблюдаете? Почему? Запишите уравнение ОВР. Обозначьте окислитель и восстановитель. Можно ли назвать эту реакцию специфической для азотной кислоты? Почему? Для чего используют такие специфические реакции?

Опыт 4. Свойства фосфора.

Какие аллотропические модификации фосфора вам известны? Рассмотрите эти модификации на видео. Опишите их физические свойства. Поясните их с точки зрения строения вещества. Как доказать, что это не разные вещества, а разные аллотропические модификации одного простого вещества? Почему фосфор имеет очень низкую температуру кипения? Внимательно наблюдайте за взаимодействием фосфора с другими веществами (видео). Напишите уравнения взаимодействия фосфора со следующими веществами: а) кислородом; б) магнием; в) хлором. Расставьте в уравнениях степени окисления и определите, какую роль играет сера в этих реакциях? Сделайте вывод о химической активности и окислительных свойствах серы.

Опыт 5. Получение и свойства фосфорной кислоты.

Посмотрите видео. К полученным при сжигании фосфора в кислороде белым кристаллам оксида фосфора добавили немного воды. Что наблюдали? Какими свойствами обладает полученный раствор? О чем это говорит? Запишите реакции взаимодействия оксида с водой и кислоты с гидроксидом натрия. Какую реакцию можно использовать как качественную для фосфат-ионов? Посмотрите опыт, запишите уравнение.

Домашнее задание. Прочитайте теорию, выполните упражнения, проверьте свои знания с помощью тестов.

Упр.1. Записать схему строения, электронную и графическую формулу фосфора. Верно ли утверждение, что фосфор – типичный неметалл? Почему? Какова возможная валентность фосфора в его соединениях? Почему? Приведите примеры таких соединений. Какова минимальная и максимальная степень окисления фосфора? Почему? Приведите примеры таких соединений.

Упр.№2. Напишите уравнения взаимодействия раствора азотной кислоты со следующими веществами: оксид железа (III), гидроксид кальция, цинк. Какая из этих реакций относится к ОВР? Определите в ней окислитель и восстановитель. Какая из реакций относится к реакциям нейтрализации? Запишите ионные уравнения для нее.

Упр.3. Напишите уравнения взаимодействия азота со следующими веществами:

1 вар. магний, калий, кислород.

2 вар. водород, цинк, иодом.

Укажите условия этих реакций. Поставьте степени окисления элементов. Какие свойства: окислителя или восстановителя проявляет азот в этих реакциях? Сделайте вывод о химической активности и окислительных свойствах хлора.

Упр.4. Фосфор, как и другие химические элементы, в природе находится в постоянном «движении», т.е. одни соединения фосфора превращаются в другие. Эти превращения называют биогенной миграцией или кругооборотом элементов в природе. В этом процессе активное участие принимают живые организмы. Почему в сельском хозяйстве необходимо использовать минеральные удобрения? Почему важнейшие минеральные удобрения: азотные и фосфорные?

Упр.5 Закончите уравнения реакций. Какая из них относится к реакциям нейтрализации? Напишите для нее ионные уравнения:

а) HNО₃ + BaO →

б) H₂O + P₂O₅→

в) NaOH + H₃PO₄→

г) H₃PO₄ + ZnO →

Упр.№ 6. Назовите эти вещества. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения? Запишите уравнения этих реакций.

А) N₂ → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃ →NaNO₃

Б) NH₃ → NH₄Cl → NH₃ → (NH₄)₂ SO₄ → NH₄ NO₃ → N₂O

А) P → P₂O₅ → H₃PO₄→ K₃PO₄→ Ba₃(PO₄)₂→ BaHPO₄

Упр. №7. Как азотная кислота взаимодействует с металлами? Запишите уравнения возможных реакций:

а) раствор азотной кислоты с магнием;

б) раствор азотной кислоты с ртутью;

в) концентрированная азотная кислота с серебром;

г) концентрированная азотная кислота с цинком.

Обозначьте степени окисления, определите окислитель и восстановитель.

Упр.№8. С какими из соединений будет взаимодействовать аммиак? Почему? Дайте объяснения с т.з. строения вещества. Запишите уравнения возможных реакций. а) азотная кислота; б) кислород; в) серная кислота г) магний д) оксид цинка.

Упр.№9. Напишите уравнения взаимодействия раствора фосфорной кислоты со следующими веществами: оксид хрома (III), гидроксид натрия, магний. Какая из этих реакций относится к ОВР? Определите в ней окислитель и восстановитель. Какая из реакций относится к реакциям нейтрализации? Запишите ионные уравнения для нее.

Упр.№10. Как определить в растворах фосфорную кислоту и ее соли? Запишите соответствующие уравнения. Для чего в основном используют соли фосфорной кислоты?

Тесты Азот и его соединения

вопрос	А	Б	В	Г
1. У азота на внешнем энергетическом уровне находятся	5 е-	7е-	6е-	2е-
2. Для азота в сложных веществах наиболее характерны степени окисления	+4 и -2	+5 и -3	+4 и +5	-3 и +6
3. Азот проявляет максимальную степень окисления в кислоте	H2NO4	HNO3	H3N	HNO2
4. Какое из соединений азота называют нашатырь	HNO3	NH3	NaNO3	NH4Cl
5. Азотная кислота не взаимодействует с	Zn	Hg	Au	Fe
6. Какой ион дает качественную реакцию на ион аммония	OH-	Cl-	SO42-	H+
7. При взаимодействии меди с азотной кислотой может образоваться	водород	аммиак	азот	бурый газ
8. Окислительная активность в ряду N2→ P →As→Sb	Не изменяется	уменьшается	увеличивается	Изменяется периодически
9. ZnO + HNO3 →	CuNO3	ZnNO3 + H2	Zn(NO3)2 + H2O	ZnNO3 + H2O
10. Какое вещество получится при взаимодействии азота с магнием	нитрат магния	нитрид магния	хлорид магния	нитрит меди
11. Какие характерные физические свойства имеет аммиак	Газ с характерным запахом, очень хорошо растворимый в воде	Газ бурого цвета, с характерным запахом, растворимый в воде	Бесцветная жидкость с характерным запахом	Бесцветный газ практически нерастворимый в воде
12. Какой признак качественной реакции на ион аммония	Желтый осадок	Появление характерного запаха	Появление пузырьков газа	Белый осадок
13. Почему в химических реакциях аммиак всегда играет роль восстановителя	Потому что это химически активное вещество	Потому что он растворяется в воде	Потому что элемент азот в аммиаке имеет минимальную степень окисления	Потому что элемент азот в аммиаке имеет максимальную степень окисления
14. Аммиак проявляет основные свойства потому что	у атома азота есть неподеленная пара электронов	потому что азот в аммиаке имеет минимальную степень окисления	он хорошо растворяется в воде	он может взаимодействовать с кислотами
15. Какими свойствами обладает бурый газ	Кислотный оксид, очень сильный восстановитель	Кислотный оксид, при растворении в воде образует HNO2	Кислотный оксид, при растворении в воде образует HNO2и HNO3	Кислотный оксид, при растворении в воде образует HNO3
16. При растворении этого оксида в воде образуется азотная кислота	NO4	NO2	NО	N2O
17. при растворении аммиака в воде реакция среды будет	кислая	нейтральная	щелочная	соленая
18. Равновесие в реакции N2 +3H2 ↔ 2NH3 при понижении давления	сместится в сторону исходных веществ	сместиться в сторону продуктов реакции	не сместится	не протекает
19. При термическом разложении натриевой селитры образуются газы	О2	NO2 и О2	NО и NO2	N2O и О2
20. При термическом разложении нашатыря образуется	Аммиак и вода	Аммиак и бурый газ	Аммиак и хлороводород	Азот, водород и хлор

Тесты Фосфор и его соединения

вопрос	А	Б	В	Г
1. У фосфора на внешнем энергетическом уровне находятся	4е-	5 е-	6е-	7е-
2. Для фосфора в сложных веществах наиболее характерны степени окисления	+6 и -2	-3 и +6	+4 и +5	+5 и -3
3. Фосфор проявляет максимальную степень окисления в соединении	H3РO4	Р2O3	H3Р	Mg3P2
4. Какое из соединений фосфора называют «двойной суперфосфат»	Ca3(PO4)2	Ca(H2PO4)2∙2H2O	Ca(H2PO4)2∙CaSO4 ∙4H2O	2Ca3(PO4)2
5. Раствор фосфорной кислоты не взаимодействует с	Zn	Мg	Сu	Fe
6. Какой катион дает качественную реакцию на фосфат-ион	Аg+	Сu2+	SO42-	К+
7. При взаимодействии цинка с фосфорной кислотой может образоваться	водород	фосфин	оксид фосфора	фосфид цинка
8. Окислительная активность фосфора по сравнению с азотом	меньше	больше	такая же	отсутствует
9. В избытке фосфорной кислоты фосфат кальция растворяется потому что	образуется растворимый гидроксид фосфора	в реакции образуется вода	идет реакция нейтрализации	образуется растворимая кислая соль фосфорной кислоты
10. Какое вещество получится при взаимодействии фосфора с магнием	фосфат магния	фосфид магния	фторид магния	фосфит меди
11. Какие характерные физические свойства имеет фосфорная кислота	Газ с характерным запахом, очень хорошо растворимый в воде	Бесцветное твердое вещество, хорошо растворимое в воде	Бесцветная жидкость с характерным запахом	твердое вещество коричневого цвета, практически не растворимое в воде
12. Какой признак качественной реакции на ион фосфата	Желтый осадок	Появление характерного запаха	Появление пузырьков газа	Белый осадок
13. В природе не встречается фосфор в виде простого вещества (в свободном состоянии)	потому что он растворяется в воде	потому что это химически активное вещество	потому что это неметалл	Потому что у фосфора на внешнем слое не хватает 3-х е-
14. Какую степень окисления имеет фосфор в фосфате натрия	+4	-3	+6	+5
15. Какими свойствами обладает оксид фосфора	Кислотный оксид, очень сильный окислитель	Кислотный оксид, при растворении в воде образует H3РO4	Кислотный оксид, при растворении в воде образует Н3Р	Твердое белое вещество, не растворимое в воде
16. при горении фосфора образуется	Р2O3	Р2O5	Р2O7	Р2O5 и Н2
17. Гидрофосфат кальция	Ca3(PO4)2	Ca(H2PO4)2∙2H2O	CaHPO4	К3(НPO4)2
18. Аммофоска это минеральное удобрение содержащее	N, P , K	N, P , Ca	N, P	P , K
19. В организме человека фосфор относится к	микроэлементам	Ультрамикро-элементам	макроэлементам	Не входит в состав живых организмов
20. Фосфор содержится в	углеводах	жирах	протеинах	нуклеотидах

13