Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Алгоэвристическая программа на тему "Кальций"

Алгоэвристическая программа на тему "Кальций"


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:

hello_html_m6d20ae1c.gifhello_html_m7418d592.gifhello_html_39b09339.gifhello_html_624f3476.gifhello_html_60bdc02e.gifhello_html_m567676c9.gifhello_html_7bcbfa45.gifhello_html_m2fb8b0d8.gifhello_html_40cc98e8.gifhello_html_e88ba24.gifhello_html_m2f4132d2.gifhello_html_4a1ef74b.gifhello_html_m7731669c.gifhello_html_40cbc601.gifhello_html_m7b4769f3.gifhello_html_589f726.gifhello_html_m7fffcdd7.gif



Алгоэвристическая программа



Кальций





















Любой человек, невзирая на возраст, любит путешествовать. Вот и вас я приглашаю совершить водное путешествие в «мир Кальция». Давайте представим, что вы сели на пароход под названием «Титаник». Море будет воображаемым, но плыть от этого не станет легче. Ведь не даром говорят: «Школа, школа, ты похожа на корабль бегущий вдаль». Наше море – это море знаний – самое бурное из всех морей, существующих на Земле. И чтобы наш «Титаник» не пошел ко дну, вы должны сегодня самостоятельно изучить нахождение Са в природе, его химические свойства, физические свойства, применение и получение Са и его соединений. Справиться с этим тебе поможет маршрут вашего путешествия, а ваши тетради пусть превратятся сегодня в «Путевые дневники»

В добрый путь!!!

Логическая река

Порт вопросов и ответов



Рифы незаконченных предложений

Бухта познавательная



http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSRnfsxtjXIYkr5XjGVE5x51buKR019nTsktajiAZZCIXh5nU0cwA

Штормовой регион



Река превращений



Поток сфер применений





Всезнающая бухта





Поток уравнений

Бухта получений





Бухта «Познавательная»

Calcium unter Argon Schutzgasatmosphäre.jpg Название элемента происходит от лат. calx (в родительном падеже calcis) — «известь», «мягкий камень». Оно было предложено английским химиком Хэмфри Дэви, в 1808 г. выделившим металлический кальций электролитическим методом. Дэви подверг электролизу смесь влажной гашённой извести с оксидом ртути HgO на платиновой пластине, которая являлась анодом. Катодом служила платиновая проволока, погруженная в жидкую ртуть. В результате электролиза получалась амальгама кальция. Отогнав из неё ртуть, Дэви получил металл, названный кальцием.

Соединения кальция — известняк, мрамор, гипс (а также известь — продукт обжига известняка) применялись в строительном деле уже несколько тысячелетий назад. Вплоть до конца XVIII века химики считали известь простым телом. В 1789 году А. Лавуазье предположил, что известь, магнезия, барит, глинозём и кремнезём — вещества сложные.http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTLo9MC-BgJps1FFgtBUIMbow4bF8utTN0A4TAX8PAoehCiP0R4PA

А теперь в путь! Ребята, не успели мы с вами немного отплыть – а уже препятствие. На пути «РИФЫ незаконченных предложений». Рифы необходимо преодолеть и чем быстрее, тем лучше

1.Кальций - это элемент_____________группы.

2.Относительная атомная масса кальция равна ________.

3.Кальций имеет порядковый номер _________.

4.Заряд ядра в атоме кальция равен _______________.

5.Кальций – это элемент____________периода.

6.Кальций относится к семейству _________________.

7.Электронная формула кальция _________________________.

8.Графическая формула кальция _______________________________.

9.На внешнем энергетическом уровне атома кальция находится _______ электрона.

Нахождение в природе. Из-за высокой химической активности кальций в свободном виде в природе не встречается.

На долю кальция приходится 3,38 % массы земной коры (5-е место по распространенности после кислорода, кремния, алюминия и железа). Содержание элемента в морской воде — 400 мг/л.



Рис. 3. Диаграмма распространения главнейших элементов в земной коре (литосфера+ гидросфера+часть атмосферы) в весовых процентах В боковых колонках черными столбиками показаны важнейшие металлы

В горных породах и минералах

Большая часть кальция содержится в составе силикатов и алюмосиликатов различных горных пород (граниты, гнейсы и т. п.), особенно в полевом шпате — анортите Ca[Al2Si2O8].

В виде осадочных пород соединения кальция представлены мелом и известняками, состоящими в основном из минерала кальцита (CaCO3). Кристаллическая форма кальцита — мрамор — встречается в природе гораздо реже.

Довольно широко распространены такие минералы кальция, как кальцит CaCO3, ангидрит CaSO4, алебастр CaSO4·0.5H2O и гипс CaSO4·2H2O, флюорит CaF2, апатиты Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), доломит MgCO3·CaCO3. Присутствием солей кальция и магния в природной воде определяется её жёсткость.

Кальций, энергично мигрирующий в земной коре и накапливающийся в различных геохимических системах, образует 385 минералов (четвёртое место по числу минералов).

Миграция в земной коре

В естественной миграции кальция существенную роль играет «карбонатное равновесие», связанное с обратимой реакцией взаимодействия карбоната кальция с водой и углекислым газом с образованием растворимого гидрокарбоната:

СаСО3 + H2O + CO2 ↔ Са (НСО3)2 ↔ Ca2+ + 2HCO3

(равновесие смещается влево или вправо в зависимости от концентрации углекислого газа).

Огромную роль играет биогенная миграция.

В биосфере

Соединения кальция находятся практически во всех животных и растительных тканях (см. тж. ниже). Значительное количество кальция входит в состав живых организмов. Так, гидроксиапатит Ca5(PO4)3OH, или, в другой записи, 3Ca3(PO4)2·Са(OH)2 — основа костной ткани позвоночных, в том числе и человека; из карбоната кальция CaCO3 состоят раковины и панцири многих беспозвоночных, яичная скорлупа и др. В живых тканях человека и животных 1,4-2 % Са (по массовой доле); в теле человека массой 70 кг содержание кальция — около 1,7 кг (в основном в составе межклеточного вещества костной ткани).

Логическая река.

Нахождение

В природе
















Это интересно!

Испокон веков натуральный мрамор считался одним из самых благородных и красивых камней. Из него изготавливали произведения высочайшей эстетики и художественности: настоящие произведения искусства, украшавшие дворцы императоров и замки аристократов. Скульптуры из мрамора античности и средневековья изображали отважных мифических героев, греческих и римских богов, великих завоевателей, императоров и королей, загадочных нимф и муз, богинь красоты и плодородия, сказочных существ. Часто встречается также скульптурное изображение шикарных чаш, переполненных фруктами и плодами, величественных ваз с божественной красоты цветами, растениями.





http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRuB1Wqp6zd6SETfk3dHNGCHpGT1B0Jho56uSYnqSmy57T8RJtE





На территории Казахстана соединения кальция распространены повсеместно. Крупнейшие месторождения фосфитов находятся в горах Каратау и в Актюбинской области (Шилисай), ценный розовый ракушечник добывают на Мангышлаке, гипс – в Жамбылской области, цементные глины – около Шымкента, Семипалатинска, значительные залежи известняка, огнеупорных глин имеются в различных областях страны.

Дорогой друг, приближается шторм, чтобы его преодолеть, отметь на карте крупнейшие месторождения кальция.

http://www.kazakh.ru/i/Kz_Raion5----.gif

«Физические свойства»

Кальций - серебристо-белый легкий металл. Его плотность(1,54г\см) близка к плотности щелочных металлов. На воздухе кальций быстро покрывается слоем оксида и других соединений, поэтому его, как и щелочные металлы, хранят под слоем керосина. Кальций- довольно твердый металл. Температура плавления равна 851 С. http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQuvF3PEnLvSVKh9pZ-CHTAy4JzpqeK6YWUqtla92aYHwD7-bKGJg

Металл кальций существует в двух аллотропных модификациях. До 443 °C устойчив α-Ca с кубической гранецентрированной решеткой (параметр а = 0,558 нм), выше устойчив β-Ca с кубической объемно-центрированной решеткой типа α-Fe (параметр a = 0,448 нм). Стандартная энтальпия ΔH0 перехода α → β составляет 0,93 кДж/моль.

При постепенном повышении давления начинает проявлять свойства полупроводника, но не становится полупроводником в полном смысле этого слова (металлом уже тоже не является). При дальнейшем повышении давления возвращается в металлическое состояние и начинает проявлять сверхпроводящие свойства (температура сверхпроводимости в шесть раз выше, чем у ртути, и намного превосходит по проводимости все остальные элементы). Уникальное поведение кальция похоже во многом на стронций (т. е. параллели в периодической системе сохраняются).

«Всезнающая бухта» , в которой тебе нужно заполнить таблицуhttp://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSCYv-BpPx5O0sF8lOJNTbtEjYlgeQZtI1Y84hWbVRePOifcsRH







Что я знал

Что я не знал

















«Химические свойства»

Кальций — типичный щелочноземельный металл. Химическая активность кальция высока, но ниже, чем всех других щелочноземельных металлов. Он легко взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, из-за чего поверхность металлического кальция обычно тускло серая, поэтому в лаборатории кальций обычно хранят, как и другие щелочноземельные металлы, в плотно закрытой банке под слоем керосина или жидкого парафина.http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR5J5Q26VkFi6HMcI_WxOxoLUwYll0WOr16f1ois7AivD7WQKUdew

«Титаник» движется к «ПОТОКУ УРАВНЕНИЙ».

Пассажирам написать «ПОТОК УРАВНЕНИЙ» в путевых дневниках.




1. В ряду стандартных потенциалов кальций расположен слева от водорода, так что кальций активно реагирует с водой, но без воспламенения:

Ca + 2Н2О → ____ + ___↑ + Q.

2. С активными неметаллами (кислородом, хлором, бромом) кальций реагирует при обычных условиях:

2Са + О2 → ____(_______________)

Са + Br2 → _____(______________)

3. При нагревании на воздухе или в кислороде кальций воспламеняется. С менее активными неметаллами (водородом, бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором и другими) кальций вступает во взаимодействие при нагревании, например:

Са + Н2 → _______

Ca + _____ = CaB6,

3Ca + N2 → ______(____________)

Са + 2С → _______(карбид кальция)

3Са + _____ → Са3Р2 (____________), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР5;

2Ca + ______ → Ca2Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2.

Протекание указанных выше реакций, как правило, сопровождается выделением большого количества теплоты (то есть эти реакции — экзотермические). Во всех соединениях с неметаллами степень окисления кальция +2.

4. Большинство из соединений кальция с неметаллами легко разлагается водой, например:

СаН2 + 2Н2О → _______+ 2Н2↑,

Ca3N2 + 6Н2О → 3_______ + 2NH3↑.

Ион Ca2+ бесцветен. При внесении в пламя растворимых солей кальция пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.





http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTo1CnqNWatuPBp-7DMWMmv6P8HvI3R95k2Ltm8pzb7cq9fLdbQ

Наш пароход держит курс по РЕКЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ. Просьба к пассажирам сделать пометку в «Путевых дневниках» - «РЕКА ПРЕВРАЩЕНИЙ»

http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSFWa5m5OlmG9SFDJebjY5h5w-Hm5HdywMeE5lHVyMg71fbyRbz

Оксид кальция взяла

И воды я прилила.

Метилоранжа капну тут

и раствор стал желтым вдруг.


В чём же дело, в чем секрет?

Есть у вас ответ, иль нет?


Кислоты потом азотной осторожно прилила

Что ж такое приключилось?

Даже я не поняла,

  1. Взаимодействие оксида кальция с водой.

  2. Добавление к Са(ОН) 2 метилоранжа.

  3. Добавление НNO3.

  4. Приливание раствора Na2 CO3

  5. Образование осадка СаСО3



Должен был оранж явиться

цвет малины получился.


В чём же дело, в чем секрет?

Есть у вас ответ, иль нет?


Карбоната натрия

К соли прилила

И осадок белый

Получила я.


В чём же дело, в чем секрет?

Есть у вас ответ, иль ещё нет?


В тетрадях своих превращения эти

Вы отразите милые дети.

В чем тут дело, в чем секрет

Наверно есть уже ответ?


На речке превращений

Смотрели вы явления

Потоком Уравнений

Пусть станут превращения.

В чем тут дело, в чем секрет

Раскроет полный ваш ответ.


http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT9XbKVz4jr9Di98Tvth8ZMzjwtCxdDauoi21x0stn61ECjXw8g





Бухта получений

Свободный металлический кальций получают электролизом расплава, состоящего из CaCl2 (75-80 %) и KCl или из CaCl2 и CaF2, а также алюминотермическим восстановлением CaO при 1170—1200 °C:

4CaO + 2_____ → CaAl2O4 + 3Ca.





Поток сфер применений

1 Кальций - это элемент, имеющий важное влияние для здоровья человека .Доказано, что кальций - это основа, благодаря которой может существовать человек, это фундамент человеческого организма.

2. Главное применение металлического кальция — это использование его как восстановителя при получении металлов, особенно никеля, меди и нержавеющей стали. Кальций и его гидрид используются также для получения трудно восстанавливаемых металлов, таких, как хром, торий и уран. Сплавы кальция со свинцом находят применение в аккумуляторных батареях и подшипниковых сплавах. Кальциевые гранулы используются также для удаления следов воздуха из электровакуумных приборов.


3. Чистый металлический кальций широко применяется в металлотермии при получении редких металлов.

4. Чистый кальций применяется для легирования свинца, идущего на изготовление аккумуляторных пластин, необслуживаемых стартерных свинцово-кислотных аккумуляторов с малым саморазрядом.

Сферы применения

5. Изотоп 48Ca — наиболее эффективный и употребительный материал для производства сверхтяжёлых элементов и открытия новых элементов таблицы Менделеева. Например, в случае использования ионов 48Ca для получения сверхтяжёлых элементов на ускорителях ядра этих элементов образуются в сотни и тысячи раз эффективней, чем при использовании других «снарядов» (ионов).























Конечный пункт нашего путешествия «Порт вопросов и ответов».


Коль хотите домой возвратитьсяhttp://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSBstlbonFCXMTjaQzw75OTWUMSTfx-IbNec9VQlA8MiDpnXgMitQ

То придется вам всем потрудиться

Если сделана будет работа,

Я открою из царства ворота.

Не робей, не вешай носа-

На мои ответь вопросы!

Не ленись, не зевай – на вопросы отвечай.

  1. Кто впервые получил кальций?

  2. Чему равен заряд ядра кальция?

  3. Охарактеризуйте физические свойства кальция?

  4. Какие свойства проявляет кальций при взаимодействии с веществами?

  5. Каким цветом окрашивает пламя ион кальция?

  6. Назовите основные способы получения кальция?

  7. В каких сферах находит применение кальций и его соединения

Ты молодчина! И в это поверь.

Успешно открыл ты химии дверь.

Два года уроков еще у тебя

великим ты химиком станешь тогда.


















57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Автор
Дата добавления 28.01.2016
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров91
Номер материала ДВ-388987
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх