Конспект урока 9 класс Щелочно-земельные металлы. Щелочно-земельные металлы. Нахождение в природе. Кальций и его с. Щелочноземельные металлы. Нахождение в природе. Кальций и его соединения
 Скачать 170.53 Kb.
|
|
Урок №53 01.04.2022 Тема: Щелочно-земельные металлы. Нахождение в природе. Кальций и его соединения. «Границ научному познанию и предсказанию предвидеть невозможно». Д.И. Менделеев Цели урока: Образовательные: изучить характерные особенности электронного строения атомов щелочноземельных металлов; обратить внимание на восстановительные свойства металлов, их химическую активность с позиции электронного строения; сформулировать понятие взаимосвязи строения атома и физических , химических свойств. Развивающие: научить использовать ряд напряжений металлов при прогнозировании химических свойства щелочноземельных металлов; совершенствовать специальные навыки и умения работать с химическими реактивами, записывать уравнения химических реакций; умения наблюдать, делать выводы, составлять схемы, сравнивать. Воспитательные: приучать к аккуратной работе в тетради, развивать коммуникативные способности, воспитывать взаимовыручку, умение делать самооценку, критически относится к оценке своих знаний. Методы: словесный – беседа, рассказ, наглядно - иллюстративные – демонстрация таблиц, опытов, практический – лабораторный опыт, решение задач. Тип урока: изучение нового материала. Ход урока: 1. Организационная часть урока. 2. Проверка знаний учащихся. Вопросы и задания опроса: 1.Тест: Щелочные металлы и их соединения 1. Электронное строение внешнего энергетического уровня атомов щелочных металлов: А) …S1 В) …S2P1 Б) …S2 Г) …S2P2 2. Степень окисления щелочных металлов: А) - 1 В) - 2 Б) +1 Г) +2 3. Вид связи в кристалле натрия: А) ковалентная полярная В) ионная Б) ковалентная неполярная Г) металлическая 4. Выберите ряд элементов, относящихся к щелочным металлам: А) Ca, Zn, Cl В) Li, Na, Rb Б) Mg, K, Al Г) Cr, Mn, Co 5. Самый лёгкий щелочной металл: А) Na В) K Б) Li Г) Cs 6. Укажите характеристики, одинаковые для всех щелочных металлов А) число валентных электронов Б) сильные восстановительные свойства В) радиус атома Г) число энергетических уровней в атоме 7. Наиболее ярко выраженные металлические свойства у: А) лития В) калия Б) натрия Г) рубидия 8. Какие щелочные металлы, сгорая на воздухе, образуют оксиды состава R2O? А) Li В) К Б) Na Г) Cs 9. Способ получения натрия и калия: А) алюмотермия В) электролиз Б) магнийтермия Г) пиролиз 10. С какими из перечисленных веществ реагируют щелочные металлы: А) S В) H2O Б) Cl2 Г) Fe 11. NaOH относят к: А) основным оксидам В) кислотам Б) щелочам Г) амфотерным основаниям 12. Укажите восстановитель в реакции 2Na + S = Na2S А) Na0 В) S0 Б) Na+1 Г) S - 2 13. С группой, каких веществ реагируют оксиды щелочных металлов: А) H2O, HCl, CO2 В) CaCO3, Ca, HCl Б) NaOH, MgO, HCl Г) H2S, SO2, Ca(OH)2 14. Расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении реакции, схема которой: КOH + AlCl3—> КCl + Al(OH)3 Сумма коэффициентов в уравнении реакции равна _______________ 15. Установите соответствие между ним формулой веществ и его названием: ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ НАЗВАНИЯ ВЕЩЕСТВ А) Na2O 1. пероксид натрия Б) Na2O2 2. гидроксид натрия В) NaOH 3. гидрокарбонат натрия Г) NaHCO3 4. оксид натрия 2.Вопросы опроса: 1.Где находятся щелочные металлы в периодической системе Д.И. Менделеева? - В периодической системе щелочные металлы расположены в I группе главной подгруппе, на внешнем уровне 1 электрон, который щелочные металлы легко отдают, поэтому во всех соединениях они проявляют степень окисления +1. С увеличением размеров атомов от лития к францию энергия ионизации атомов уменьшается и, как правило, возрастает их химическая активность. 2. Физические свойства щелочных металлов? - Все щелочные металлы серебристо-белого цвета с незначительными оттенками, лёгкие, мягкие и легкоплавкие. Их твёрдость и температура плавления закономерно снижаются от лития к цезию. 3.Проверочная работа по вариантам: 1 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия натрия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель. 2 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия лития с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель. 3 вариант: Напишите уравнения реакции взаимодействия калия с кислородом, хлором, водородом, водой. Укажите окислитель и восстановитель. 3. Изучение программного материала. 1. Характеристика щелочноземельных металлов. Щелочноземельные металлы — кальций, стронций, барий, радий , бериллий и магний— находятся в главной подгруппе II группы периодической системы Д.И.Менделеева. Кальций – типичный представитель щелочноземельных металлов. Происхождение этого названия связано с тем, что их гидроксиды являются щелочами, а оксиды по тугоплавкости сходны с оксидами алюминия и железа, носившими ранее общее название "земли". 2. Расположение щелочноземельные металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Находятся в главной подгруппе II группы. У металлов II группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне содержится по 2 электрона, находящихся на меньшем удалении от ядра, чем у щелочных металлов. Поэтому их восстановительные свойства хотя и велики, но все же менее, чем у элементов I группы. Усиление восстановительных свойств также наблюдается при переходе от Mg к Ba, что связано с увеличением радиусов их атомов, во всех соединениях проявляют степень окисления +2. 3. Физические свойства щелочноземельных металлов? Металлы II группы главной подгруппы - это серебристо-белые вещества, хорошо проводящие тепло и электрический ток. Плотность их возрастает от Be к Ba, а температура плавления, наоборот, уменьшается. Они значительно тверже щелочных металлов. Все, кроме бериллия, обладают способностью окрашивать пламя в разные цвета.
4.Химические свойства щелочноземельных металлов. Взаимодействие щелочноземельных металлов с простыми веществами: 1. Взаимодействие с кислородом: а) Сa + O2 = ; б) Ва + O2 = 2. Взаимодействие с галогенами: а) Сa + Cl2 = ; *б) Ва + Br2 = 3. Взаимодействие с азотом: а) Сa + N2 = ; *б) Sr + N2 = 4. Взаимодействие с водородом: а) Ca + H2 = ; *б) Sr + H2 = 5. Взаимодействие с серой: а) Ba + S = ; *б) Sr + S = Взаимодействие щелочных металлов со сложными веществами. 1. Взаимодействие с водой: а) Сa + H2O = ; *б) Ва + H2O = 2. Взаимодействие с кислотами: а) Сa + HCI = ; *б) Ва + H2SO4 = 5. Щелочноземельные металлы в природе. В природе щелочноземельные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие двух неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне). Бериллий – встречается в природе в виде минералов: берилла, хризоберилла и их разновидностей: изумруда, аквамарина, александрита – известных как драгоценные камни. Бериллий и его растворимые в воде соединения высокотоксичны (ядовиты). Даже ничтожно малая примесь его в воздухе приводит к тяжёлым заболеваниям. Он находит широкое применение в технике. Добавленный к меди он сильно повышает её твёрдость, прочность, химическую стойкость, делает похожей на сталь. Основной потребитель бериллия – атомная энергетика. Потребность в нём с каждым годом растёт. Магний был впервые получен Деви в 1808 году из белой магнезии (магнезит MqCO3) – минерала, найденного близ греческого города Магнезия. По названию минерала и дали название простому веществу и химическому элементу. Сульфат магния (одна из распространённых солей магния) называют ещё горькой солью – она придаёт морской воде горьковатый вкус. Данная соль магния используется в качестве слабительного средства. Сплавы с магнием прочнее, твёрже, легко полируются, обрабатываются и их используют в автомобильной промышленности, авиационной, ракетной технике. Как вы думаете, почему остальные металлы этой группы, главной подгруппы названы ЩЗМ? Так они именуются по той причине, что их гидроксиды, подобно гидроксидам ЩМ, растворимы в воде, то есть являются щелочами. «Земельными они названы потому, что в природе они встречаются в состоянии соединений, образующих нерастворимую массу земли, и сами в виде оксидов имеют землистый вид…» - Д.И.Менделеев. Кальций занимает пятое место по распространённости. Так же впервые получен Деви в 1808 году. Название элемента происходит от латинского слова «кальс», что значит, «известь, мягкий камень». Встречается в виде гипса, кальцита (кальцит образует залежи мела, мрамора, известняка) Подумайте из чего кальцит формируется? Поэтому неудивительно, что иногда в известняках находят ракушки или отпечатки животных. Где он применяется? (гипсовые слепки, карнизы, лепнина, штукатурка потолков, в хирургии, бумажная промышленность). Стронций встречается реже в виде минерала целестина, что с латинского означает «небесный» - сульфат стронция, образован розово-красными, бледно-голубыми кристаллами. Своё название он (стронций) получил от названия шотландской деревни Стронциан, близ которой в конце XVIII века найден редкий минерал стронцианит SrCO3. Барий встречается в виде барита BaSO4 («барис»- тяжёлый с латинского). Применяется для изготовления радиоламп, в кожевенном деле (для удаления шерсти), в сахарном производстве, для приготовления фотобумаги, выплавке специальных окон. Кальциевые горные породы – известняк, мрамор, мел. Мел, известняк, мрамор не растворимы в чистой воде, но растворимы в кислых растворах, даже таких слабых как природная вода. При просачивании воды с поверхности земли через залежи известняка происходят процессы: - если порода залегает под тонким слоем почвы – образуются провалы; - если породы залегают на большой глубине – возникают подземные карстовые пещеры. 6. Важнейшие соединения щелочноземельных металлов и их применение. - Оксиды - CaO Применение оксида кальция:используется в нефтеперерабатывающей, нефтехимической (производство присадок и смазок), химической, кожевенной и других отраслях промышленности, в промышленности строительных материалов как вяжущий материал. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E529 (регуляторы рН). - Гидроксиды - Ca(OH)2 У травянистых растений газообмен происходит через устьица на листьях и стеблях, у деревьев и кустарников - на стволах через чечевички или трещины. Гашёная известь, негашёная известь, гашение, известковая вода, известковое молоко. Применение гидроксида кальция: - при побелке помещений; - для приготовления известкового строительного раствора и силикатного бетона; - для умягчение воды; - для производства известковых удобрений; - дубление кож; - получение других соединений кальция, нейтрализация кислых растворов (в том числе сточных вод производств), получение органических кислот; - в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E526 (регуляторы рН) - Известковое молоко применяют в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока - Соли - СаСО3, СаНСО3 В строительстве: Самый важный из минералов – известняк (карбонат кальция), без которого не обходится ни одно строительство. Во-первых, он сам является прекрасным строительным камнем. Во-вторых, это сырьё для получения цемента, гашёной и негашёной извести, стекла и др. Известковой щебёнкой укрепляют дороги. Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных. Мел применяют для побелки, а также и в школе – школьный мел. В сельском хозяйстве: Среднего содержания кальция в почвах (1,37%) вполне достаточно для обеспечения физиологических потребностей растений. Тем не менее, соединения кальция вносят в почвы для химической мелиорации: известковым порошком уменьшают кислотность почв, гипсованием устраняют избыточную щёлочность. Нитрат и фосфаты кальция используются как азотные удобрения. В архитектуре: Минерал скульпторов – мрамор (карбонат кальция). Из него создавал свои прекрасные творения Микеланджело. Сульфат кальция встречается в природе в виде минерала гипса. Его используют для получения слепков. Для этого применяют полуводный гипс – алебастр. В медицине: - Гипс используем и мы, медики, для наложения фиксирующих гипсовых повязок. Сульфат магния, известный под названием горькая или английская соль, используют в качестве слабительного средства. Он содержится в морской воде и придаёт ей горький вкус. Сульфат бария благодаря нерастворимости и способности задерживать рентгеновские лучи применяют в рентгенодиагностике («баритовая каша») для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта. Остальные соединения бария токсичны. Из всех заболеваний подростков на первом месте стоят нарушения опорно-двигательного аппарата. Одна из причин – недостаточное содержание кальция в пище. Замедление поступления кальция в костную ткань вызывает деформацию костей у взрослых и рахит у детей. Человек должен получать в день 1,5г кальция. Наибольшее его количество содержится в сыре, твороге, петрушке, салате. Другой хороший источник пищевого кальция, часто не берущийся в расчет - мягкие кости лосося и сардин, которые мы съедаем при потреблении этой пищи. - А сколько соединений кальция в составе любой зубной пасты! Из зубной пасты доставляются кальций, фосфор и магний. Кальций и фосфор являются основными строительными элементами эмали зуба. На протяжении всей жизни человека они участвуют в обменных процессах. Необходимость такой добавки обусловлена потребностью зубов в этих элементах при кариесе, и в еще большей степени при некариозных поражениях зубов. Некариозные поражения зубов чаще всего связаны с нарушениями функции щитовидной, поджелудочной, половых желез, заболевания ЖКТ и др., а так же с влиянием внешних неблагоприятных воздействий (ежедневная длительная - более 6 часов - работа с компьютером, экологические влияния) вызывающих заметную убыль минеральных компонентов в тканях зуба, ведущих в начале к повышенной чувствительности зубов, а затем к повреждению в виде кариеса. В связи с этим местное применение паст, содержащих фосфорно-кальциевые добавки, позволяет не только предупредить, но и в известной степени компенсировать потери при наличии заболевания. В живых организмах: Соединения кальция входят в состав скелетов и зубов позвоночных животных. Такие скелеты называются внутренними, и образованы они фосфатом кальция. На долю кальция приходится более 1,5% массы тела человека, 98% кальция содержится в костях. ведётся не только поиск природного жемчуга, но и выращивание его в промышленных масштабах 4. Закрепление материала. Вопросы и задания. 1. Тест №1. Задание: Какие утверждения верны? Все элементы II группы главной подгруппы относятся к щелочноземельным металлам Оксид кальция реагирует с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли Негашёная известь – это гидроксид кальция Помутнение известковой воды вызывает угарный газ Карбонат и фосфат кальция - это нерастворимые соли Алебастр – это полуводный гипс Внутренний скелет характерен для позвоночных животных В организме человека 98% кальция содержится в костях Яичная скорлупа образована фосфатом кальция Природный мел представляет собой остатки раковин древних животных 5. Задание на дом: § 44 ,з. 4, 5 Дополнительное: Составьте генетический ряд бария, запишите уравнения химических реакций переходов. Тест: Щелочные металлы и их соединения 1. Электронное строение внешнего энергетического уровня атомов щелочных металлов: А) …S1 В) …S2P1 Б) …S2 Г) …S2P2 2. Степень окисления щелочных металлов: А) - 1 В) - 2 Б) +1 Г) +2 3. Вид связи в кристалле натрия: А) ковалентная полярная В) ионная Б) ковалентная неполярная Г) металлическая 4. Выберите ряд элементов, относящихся к щелочным металлам: А) Ca, Zn, Cl В) Li, Na, Rb Б) Mg, K, Al Г) Cr, Mn, Co 5. Самый лёгкий щелочной металл: А) Na В) K Б) Li Г) Cs 6. Укажите характеристики, одинаковые для всех щелочных металлов А) число валентных электронов Б) сильные восстановительные свойства В) радиус атома Г) число энергетических уровней в атоме 7. Наиболее ярко выраженные металлические свойства у: А) лития В) калия Б) натрия Г) рубидия 8. Какие щелочные металлы, сгорая на воздухе, образуют оксиды состава R2O? А) Li В) К Б) Na Г) Cs 9. Способ получения натрия и калия: А) алюмотермия В) электролиз Б) магнийтермия Г) пиролиз 10. С какими из перечисленных веществ реагируют щелочные металлы: А) S В) H2O Б) Cl2 Г) Fe 11. NaOH относят к: А) основным оксидам В) кислотам Б) щелочам Г) амфотерным основаниям 12. Укажите восстановитель в реакции 2Na + S = Na2S А) Na0 В) S0 Б) Na+1 Г) S - 2 13. С группой, каких веществ реагируют оксиды щелочных металлов: А) H2O, HCl, CO2 В) CaCO3, Ca, HCl Б) NaOH, MgO, HCl Г) H2S, SO2, Ca(OH)2 14. Расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении реакции, схема которой: КOH + AlCl3—> КCl + Al(OH)3 Сумма коэффициентов в уравнении реакции равна _______________ 15. Установите соответствие между ним формулой веществ и его названием: ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ НАЗВАНИЯ ВЕЩЕСТВ А) Na2O 1. пероксид натрия Б) Na2O2 2. гидроксид натрия В) NaOH 3. гидрокарбонат натрия Г) NaHCO3 4. оксид натрия Тест: Щелочные металлы и их соединения 1. Электронное строение внешнего энергетического уровня атомов щелочных металлов: А) …S1 В) …S2P1 Б) …S2 Г) …S2P2 2. Степень окисления щелочных металлов: А) - 1 В) - 2 Б) +1 Г) +2 3. Вид связи в кристалле натрия: А) ковалентная полярная В) ионная Б) ковалентная неполярная Г) металлическая 4. Выберите ряд элементов, относящихся к щелочным металлам: А) Ca, Zn, Cl В) Li, Na, Rb Б) Mg, K, Al Г) Cr, Mn, Co 5. Самый лёгкий щелочной металл: А) Na В) K Б) Li Г) Cs 6. Укажите характеристики, одинаковые для всех щелочных металлов А) число валентных электронов Б) сильные восстановительные свойства В) радиус атома Г) число энергетических уровней в атоме 7. Наиболее ярко выраженные металлические свойства у: А) лития В) калия Б) натрия Г) рубидия 8. Какие щелочные металлы, сгорая на воздухе, образуют оксиды состава R2O? А) Li В) К Б) Na Г) Cs 9. Способ получения натрия и калия: А) алюмотермия В) электролиз Б) магнийтермия Г) пиролиз 10. С какими из перечисленных веществ реагируют щелочные металлы: А) S В) H2O Б) Cl2 Г) Fe 11. NaOH относят к: А) основным оксидам В) кислотам Б) щелочам Г) амфотерным основаниям 12. Укажите восстановитель в реакции 2Na + S = Na2S А) Na0 В) S0 Б) Na+1 Г) S - 2 13. С группой, каких веществ реагируют оксиды щелочных металлов: А) H2O, HCl, CO2 В) CaCO3, Ca, HCl Б) NaOH, MgO, HCl Г) H2S, SO2, Ca(OH)2 14. Расставьте коэффициенты в молекулярном уравнении реакции, схема которой: КOH + AlCl3—> КCl + Al(OH)3 Сумма коэффициентов в уравнении реакции равна _______________ 15. Установите соответствие между ним формулой веществ и его названием: ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ НАЗВАНИЯ ВЕЩЕСТВ А) Na2O 1. пероксид натрия Б) Na2O2 2. гидроксид натрия В) NaOH 3. гидрокарбонат натрия Г) NaHCO3 4. оксид натрия земельные металлы взаимодействовать с растворами солей, так же как и щелочные? Опыт 4. Взаимодействие раствора хлорида меди (II) с кальцием. Рассмотрим взаимодействие щелочноземельного металла кальция с раствором хлорида меди (II) В ходе эксперимента наблюдаем выделение пузырьков газа и образование осадка голубого цвета. Превращение голубого осадка в чёрный в данной химической реакции не наблюдается. Уравнения последовательно протекающих реакций: Са + 2H2O = Са(OH) 2 + H2↑ Са(OH) 2 + CuCl2= Cu(OH)2 + СаCl2 В обобщённом виде: Са(OH) 2 + 2H2O+CuCl2=CuCl2 +H2↑+ Cu(OH)2 Вопрос. Почему при взаимодействии щелочных металлов с растворами солей гидроксид меди (II) разлагается до оксида меди (II), а с щелочноземельными металлами такого не происходит? Ответ. Дело в том, что кальций менее активный металл, чем литий и его теплоты гидратации недостаточно для разложения гидроксида меди (II). Вопрос: В чём отличие в свойствах щелочных и щелочноземельных металлов при взаимодействии их с растворами солей от других металлов? Обобщение и выводы: Щелочные и щелочноземельные металлы не вытесняют менее активные металлы из растворов солей, а протекают более сложные химические процессы с участием воды. Вопрос: возможно ли вытеснение активным металлом менее активного из его соли? Реакцию вытеснения более активным металлом менее активного (стоящего правее) из его соли для этих металлов можно осуществить только в расплаве соли, поскольку с водой они непосредственно и активно взаимодействуют 2 Na+ ZnCl2 → Zn + 2NaCl сплавление 2. Историческая справка. В Карелии есть город, на гербе которого изображён жемчужный венок на голубом поле. Это Кемь. Именно кемский жемчуг из рек Керети, Кеми и Куземки очень хвалили специалисты, считали его образцом пресноводного русского жемчуга «по цвету, блеску и форме». Карельский жемчуг цвет имел серебристый, чуть-чуть голубоватый. Конечно же, самые крупные жемчужные зерна превращали в бусы. Кроме того, им расшивали одежду и головные уборы поморских девушек. В них каждая поморка по праздникам выглядела настоящей царевной. Такими нарядами очень дорожили, берегли их и передавали из поколения в поколение. Мелким жемчугом украшали оклады икон в монастырях, расшивали праздничную одежду священников. Во времена его былой популярности много драгоценных зерен продавалось и за границу. Хитрые иностранные купцы охотно скупали поморский жемчуг, а иногда ввозили его снова в Россию под видом более дорогого «восточного». Поморский жемчуг практически перестали добывать в кемских реках почти 100 лет назад: мало стало перловиц, упали цены на эти прекрасные дары кемских рек. Но времена меняются: сегодня по подсчетам специалистов, в одной из рек северной Карелии обитает около 5 миллионов жемчужниц. Значит, старинный герб Кеми имеет не только историческое значение. Современная Кемь украшена по-настоящему богатым жемчужным венком!  Тест № 2. Бериллий, магний и щелочноземельные металлы. 1. Электронное строение внешнего энергетического уровня атомов щелочноземельных металлов. А). . . S1 В). . . S2P1 Б). . . S2 Г). . . S2P2 2.Степень окисления бериллия, магния и щелочноземельных металлов. А) +2 В) +4 Б) - 2 Г) - 4 3.Вид связи в кристалле бария: А) ковалентная полярная В) металлическая Б) ковалентная неполярная Г) ионная 4.Выберите ряд элементов, относящихся к щелочноземельным металлам: А) Ba, Sr, Ca В) Mg, K, Al Б) Na, K, Li Г) Ca, Mg, Ве 5.Является радиоактивным металлом А) магний В) стронций Б) барий Г) радий 6.В ряду Be → Mg → Ca → Sr → Ba → Ra А) металлические свойства ослабевают Б) металлические свойства усиливаются В) не металлические усиливаются Г) радиусы атомов уменьшаются |