Кальций и магний: сравнение физических и химических свойств; способы получения, применение и биологическая роль

Урок № 41 Химия 10 класс Дата проведения:

Тема урока: "Кальций и магний: сравнение физических и химических свойств; способы получения, применение и биологическая роль."

Цель урока:

Образовательные:

Познакомить учащихся с представителями соединений металлов Ca и Mg.

Продолжить обучение учащихся пользоваться периодической системой.

Совершенствовать умения составления уравнений химических реакций.

Воспитательные: Показать значимость химических знаний для современного наукоемкого производства и успешной адаптации будущих специалистов в современном обществе.

Развивающие:

Способствовать продолжению развития устойчивого интереса к химической науке и практике. Развивать память и внимание учащихся. Продолжить формирование химического языка.

Тип урока: Обьяснительная

Ход урока

I.Орг.момент

-приветствие

-проверка отсутствующих

II.Опрос учащихся

-Дайте сравнительную характеристику калия и натрия

-Химические и физические свойства натрия и калия

-Получение и применение натрия и калия

-Биологическая их роль

III. Объяснение новой темы

Нахождение в природе

Кальций относится к распространенным элементам. По содержанию в земной коре занимает 5 место, на его долю приходится 3,4 % по массе. В природе соединения кальция можно встретить везде: из солей кальция образованы горные массивы и глинистые породы, он присутствует в речной и в морской воде, входит в состав растительных и животных организмов. В организме человека содержится до 1 кг кальция: в костях, в зубной эмали, в крови.

Одно из самых распространенных соединений – карбонат кальция (CaCO₃).Он образует минералы: мел, мрамор, известняк, ракушечник, кальцит, жемчуг, кораллы и много смешанных минералов.

Встречаются в природе также гипс CaSO₄∙ 2H₂O, фосфориты и апатиты Ca₃(PO₄)₂, флюорит CaF₂.

На территории Казахстана соединения кальция распространены повсеместно. Крупнейшие месторождения фосфоритов находятся в Каратау и в Актюбинской области. Гипс – в Жамбылской области. Цементные глины – около Шымкента, Семея.

Магний по распространенности в природе занимает восьмое место. Он входит в состав почти двухсот минералов.Важнейшие из них: магнезит MgCO₃, доломит MgCO₃∙CaCO₃, карналлит KCl∙MgCl₂∙6H₂O. В Казахстане имеются значительные запасы доломита и других минералов, особенно асбеста. Огромное количество магния содержится в водах океанов, морей и соленых озер. Атомы магния – составная часть молекулы хлорофилла зеленых растений. Без него невозможен процесс фотосинтеза, т.е. жизнь на нашей планете. В организме человека магний также необходим, при его недостатке нарушается работа сердечных мышц.

Физические свойства

Кальций – серебристо-белый легкий металл, его плотность (1,55 г/см3) близка к плотности щелочных металлов, однако кальций – более твердый металл, на воздухе кальций быстро покрывается пленкой, его хранят под керосином.

Магний – белый металл, на воздухе быстро покрывается оксидной пленкой, поэтому становится матовым. Магний достаточно пластичен, легко поддается прокатке и ковке.

Химические свойства

По химической активности кальций немного, а магний значительно уступают щелочным металлам. В химических реакциях они – активные восстановители.

Уже при обычной температуре они взаимодействуют с галогенами

Mg + Cl₂ = MgCl₂

При нагревании кальций и магний окисляются серой, азотом и другими неметаллами.

Ca + S = CaS

3Mg + N₂ = Mg₃N₂

Кальций при нагревании на воздухе загорается, а затем внесенный в чистый кислород горит ярким пламенем с образованием белого дыма – частиц оксида кальция:

2Ca + O₂ = 2CaO

Если поджечь на воздухе порошок магния или тонкую магниевую пластинку, то горение происходит с ослепительной вспышкой.

При нагревании в струе водорода кальций образует гидрид

Ca + H₂ = CaH₂

Магний непосредственно с водородом не взаимодействует.

Как и щелочные металлы, кальций бурно реагирует с водой, вытесняя из нее водород

Ca + 2HOH = Ca(OH)₂ + H₂

Mg + H₂O = MgO + H₂

Металлы кальция и магния могут окисляться водород кислот:

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂

Благодаря большой химической активности металлический кальций и магний восстанавливают многие металлы из их оксидов и хлоридов: это свойство используется для Ti,Zr,V,U.

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂

Получение

Кальций и магний получают в промышленности так же, как и щелочные металлы, - электролизом расплава солей

CaCl₂ = Ca + Cl₂

Применение

Легкие и прочные сплавы магния широко применяются в авиации и машиностроении. Это сплавы электрон (Mg,Al,Zn,Mn), магналит. Добавка магния в чугун придает ему такиесвойста, как ковкость и прочность. Кальций также применяют для получения сплавов, например высокосортной стали. Сплавы кальция и свинца используются в производстве подшипников.

Магниевые пластины используются в качестве протектора для защиты от коррозии кораблей и трубопроводов.

Важнейшие соединения.

Оксид кальция – белое тугоплавкое вещество. В технике CaO - называют негашеной известью. Получают при прокаливании известняка

CaCO₃ = CaO + CO₂

Гидроксид кальция – малорастворим в воде, его насыщенный раствор часто используют в лабораториях под названием известковая вода. Щелочной раствор обнаруживается по окраске малиновой. В технике называютCa(OH)2 – известковым молоком.

Оксид магния MgO– (магнезия) – легкий, рыхлый порошок, белого цвета, легко впитывает воду. На этом свойстве основано применение в спортивной гимнастике. Нанесенный на ладони спортсмена порошок предохраняет его от опасности сорваться с гимнастического снаряда.

Природные карбонаты магния – магнезит и доломит – широко применяется для изготовления огнеупорных и строительных материалов.

IV. Закрепление новой темы:

Напишите уравнения реакций следующих превращений:

Ca →CaO→Ca(OH)₂→CaCl₂→Ca

Mg→MgO→MgSO₄→Mg(NO₃)₂

При действии избытка соляной кислоты на 10 г некоторого металла II группы выделилось 5,6 л (н.у) газа. О каком металле идет речь?

V. Домашняя работа: П. 5.4 стр 155- 163. № 6, 13, 14, стр 163

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/184488-kalcij-i-magnij-sravnenie-fizicheskih-i-himic