Дослідження можливості наповнення теми Елементи II групи періодичної системи Менделєєва ДІ прикладним 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати














Дипломна робота


Дослідження можливості наповнення теми «Елементи II групи періодичної системи Д.І. Менделєєва »прикладним і екологічним змістом за допомогою проведення інтегрованих уроків

ЗМІСТ


ВСТУП

. Глава I. СТАН Вивчається питання в сучасній російській школі

Глава II. ЕЛЕМЕНТИ II ГРУПИ ТАБЛИЦІ Д.І. Менделєєва.

ХІМІЯ І ЕКОЛОГІЯ

2.1 Загальна характеристика

2.2 Хімія і екологія

2.2.1 Загальні відомості про ртуть

2.2.2 Поширеність ртуті в природі

. Глава III. ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.Менделеева» МЕТОДИЧНІ РОЗРОБКИ ЗА ТЕМОЮ «ЕЛЕМЕНТИ II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва»

3.1 Урок за темою «Метали Головною Підгрупи II Групи»

3.2Урок за темою «Берилій, магній і лужноземельні Метали»

3.3 Завдання та тести по темі: «Лужноземельні метали»

3.3.1 Тест на тему: «Лужноземельні метали та їх сполуки»

3.3.2 Завдання

ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП


В даний час все більш усвідомлюється небезпека, яка може привести людство до загибелі - це екологічна катастрофа. Сьогодні наша планета перебуває в стані екологічної кризи, яка, якщо не вжити термінових і діючих заходів неминуче приведе його катастрофі. Але криза - це стан оборотне.

У цих умовах особливо необхідна психологічна перебудова людей у відносинах з природою. Виховання дбайливого, уважного ставлення до природи людей навколишнього середовища, розширення знань і навичок, необхідних для її охорони, повинні стати невід'ємною частиною загальної системи освіти, освіти, підготовки кадрів.

Велика роль у цьому належить освітній школі, яка охоплює підростаюче покоління людей. Сучасному вчителю необхідно проникнути в сутність актуальних проблем взаємодії природи і суспільства, побачити їх соціальну основу, конкретно уявити, якими засобами і способами вирішувати завдання виховання відповідального ставлення школярів до природного середовища.

группы таблицы Менделеева относятся к наиболее часто используемым в различных отраслях науки, техники, промышленности, быту и т.д. Актуальність обраної теми очевидна, оскільки елементи II групи таблиці Менделєєва відносяться до найбільш часто використовуваних в різних галузях науки, техніки, промисловості, побуті і т.д. Їх вміст у літосфері, атмосфері та гідросфері різне, але всі вони в силу своїх хімічних і фізичних властивостей грають дуже велику роль в біохімічних процесах, а значить, дуже впливають на стан біосфери взагалі. Тому становить інтерес як розгляд цієї групи елементів з точки зору хіміка-еколога, так і з точки зору формування екологічного мислення та культури при навчанні хімії в школі.

группы периодической системы Д. И. Менделеева охватывают большое количество элементов с богатым спектром свойств. Об'єкт курсової роботи - елементи II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва охоплюють велику кількість елементів з багатим спектром властивостей.

Основною метою даної дипломної роботи було дослідження можливості наповнення теми «Елементи II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва» прикладним і екологічним змістом за допомогою проведення інтегрованих уроків.

У зв'язку з цим в роботі вирішувалися такі конкретні завдання:

группы периодической системы Д. И. Менделеева»; 1) огляд і аналіз існуючих шкільних програм з вивчення теми «Елементи II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва»;

группы периодической системы Д.И. 2) розробка різних форм організації занять у рамках теми «Елементи II групи періодичної системи Д.І. Менделєєва »;

3) складання банку контрольних завдань з теми, що вивчається.

группы периодической системы Д. И. Менделеева». Предмет дослідження - вибір відповідних форм організації занять, які забезпечують введення прикладних і екологічних аспектів у процес вивчення теми «Елементи II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва».

группы периодической системы Д.И. Об'єкт дослідження - процес вивчення теми: «Елементи II групи періодичної системи Д.І. Менделєєва »в середній школі.

Гіпотеза - Розумне поєднання в процесі навчання теоретичних і прикладних знань забезпечує розуміння школярами важливості теоретичних понять, сприяє більш глибокому засвоєнню матеріалу та формуванню повноцінних уявлень про екологічні аспекти хімії.

. глава I. СТАН Вивчається питання в сучасній російській школі


Для усвідомленого розуміння хімічних процесів величезне значення має уявлення про елементи, їх властивості, способи одержання, застосування та екологічні проблеми.

У шкільній програмі елементи 2 гр. згадуються при вивченні теми: «Початкові хімічні поняття» у 8 кл. [1] та у 9, 11 кл. наступним чином [2,3]:


9 кл.Тема: Загальні властивості металів.

уроку

п / п

Тема, зміст уроку

Терміни проходження

навчального матеріалу

Домашнє завдання

60.

Положення металів у періодичній системі та особливості будови атомів.

Загальні способи отримання металів.


Глава У1, § 40, 41.

61-62.

Електроліз розчинів і розплавів солей: закони, складання схем та рівнянь.


Глава У1, § 42. З.1-3 с.120.

63.

Загальні фізичні і хімічні властивості металів.


Глава У1, § 43, 44, ст. 7-11 с.120, з. 4-5.

64.

Сплави. Лабораторний досвід. «Розгляд зразків металів».


Глава У1, § 45, приклади сплавів, їх застосування.

65.

Корозія металів і його попередження.


Глава У1, § 46.

66.

Контрольна робота № 6. «Загальні властивості металів».



9 кл. Тема: Метали головних підгруп 1-111 груп

періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва.

67-68.

Характеристика лужних металів.


Глава У11, § 47, в.1-12, с.126, з. 1,2.

69-70.

Характеристика магнію та кальцію. Сполуки кальцію.


Глава У11, § 48, 49, в.1-12 с.132-133, З.1-2.

71.

Жорсткість води та способи її усунення.


Глава У11, § 49, с. 131-132, В.13-15 с.133.

72-73.

Алюміній. Найважливіші сполуки алюмінію.


Глава У11, § 50, в.1-11 с.138., З.2.

74.

Практична робота № 6. «Рішення експериментальних завдань».



75.

Контрольна робота № 6. «Метали головних підгруп».



11 кл. Тема: Метали


Загальна характеристика металів.


Глава У, с.94-95, схема 9.


Загальні способи отримання металів.


Глава У, § 1, таблиця 10.


Метали головних підгруп.


Глава У, § 2, табл.11-13, пит. і упр. 5-8 с. 120, зад.1-2.


Метали побічних підгруп: мідь, цинк, титан, хром, залізо, нікель, платина.


Глава У, § 3,4,5,6,7,8.

Табл.14, пит. і упр. 9-17 с.121. зад.1, 2 с. 140.


Сплави металів.


Глава У § 9, вопр.18-20 с. 121. табл. 16, 17, 18 с.116, 117.


Оксиди та гідроксиди металів.


Глава У, § 10, табл.19, 20 с.118, 119.


Рішення задач і вправ з теми «Метали».


Повт. навчальний матеріал

гл.У, вирішити завдання.


Контрольна робота № 4 по темі: «Метали».




Аналіз контрольної роботи, корекція знань, умінь.




При вивченні цієї теми користуються підручником хімії під редакцією Г. Є. Рудзітіс, Ф.Г. Фельдман [1], також підручником за 8 - 9 клас під редакцією М. С. Ахметова [4]. Дидактичним матеріалом служить книга з хімії для 8 - 9 класів під редакцією А. М. Радецького, В. П. Горшкова; використовуються завдання для самостійної роботи з хімії за 9 клас під редакцією Р. П. Суровцева, С. В. Софронова; використовується збірник задач з хімії для середньої школи і для вступників до вузів під редакцією Г. П. Хомченко, І. Г. Хомченко.

Поява великої кількості підручників з хімії для основної школи, їх різноманітність викликало великі труднощі в їх оцінці. Щоб уникнути суб'єктивності в експертній оцінці підручника були розроблені спеціальні вимоги, яким, на думку педагогічної громадськості, повинні відповідати сучасні підручники хімії: відповідність адресату: типу навчального закладу, профілю класу, ступеню навчання;

відповідність віковим можливостям учнів;

сприяння розумінню наукового методу хімії та мови хімічної науки;

розкриття екологічних проблем;

можливості для самостійного вивчення учнями окремих питань;

використання сучасних способів викладу матеріалу;

умови для контролю і самоконтролю;

щільність введення понять.

Підручник під редакцією Р.Г. Іванової, А.А. Каверіною «Хімія-9» [5] повністю відповідає цим вимогам. Курс починається з викладу періодичного закону і періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва, дано визначення понять «закон» і «система». Для ознайомлення учнів з емпіричним методом пізнання в підручнику простежуються етапи відкриття закону від накопичення емпіричних фактів до виявлення закономірностей, від менделеевского етапу (хімічного) до сучасного (фізичного). Така логіка подачі матеріалу сприяє усвідомленню ролі теорії, розуміння значення періодичного закону і зміни його функцій - від узагальнюючої до пояснюватиме і прогнозуючої.

Можливість застосування теоретичних знань надається учням при характеристиці металів залежно від їх положення в періодичній системі та особливостей будови атомів.

Далі йде розділ, присвячений загальним і особливим властивостям металів, які також розглядаються на основі теоретичних уявлень про будову атомів, хімічного зв'язку, процесів окиснення-відновлення, іонного обміну в реакціях з'єднання металів у розчинах.

Особливістю цього навчального видання є те, що знання про речовини (неметалами і металах) дозволяють розглянути в підручнику промислові способи отримання найважливіших речовин, підвести учнів до розуміння сутності сировинної, природоохоронної та екологічної проблем, усвідомлення ролі хімії у їх вирішенні.

Закінчується підручник розділом, мета якого - узагальнення і систематизація знань з неорганічної хімії.

У підручнику є Додаток 1 «Лабораторні досліди і практичні роботи та Додаток 2« Для допитливих ».

У додатку для допитливих вміщено матеріал, що розширює знання про будову металів, про алотропія олова, про електрохімічних властивості металів (ряд напруг), про токсичність ртуті та способи усунення забруднень навколишнього середовища, про мінерали, комплексних з'єднаннях, історії металургії, металах у навколишньому середовищі, проблеми захисту навколишнього середовища [4].

У деяких підручниках замість пізнавальної завдання ставляться запитання для актуалізації знань, отриманих раніше. Такий прийом теж корисний, тому що сприяє усвідомленню зв'язків між параграфами, сприйняттю змісту предмета як єдиного цілого, тобто системності. Такий прийом ми знаходимо у Н. С. Ахметова [4], Н. Є. Кузнєцової, І. М. Титової, М. М. Тари, А. Ю. Жегіна [6].

У підручнику під редакцією Ахметова Н.С. [4] в кожному розділі і параграфі мети конкретизовано у формі пізнавальних завдань, які можуть носити проблемний характер, але, на жаль, цей посібник розглядає тільки питання отримання лужноземельних металів, їх фізичні і хімічні властивості, застосування, містить матеріал для поглибленого вивчення, але не зачіпає екологічні проблеми. Відмітною особливістю цього підручника є високий рівень вправ і завдань для закріплення вивченого матеріалу. Завдання розраховані на самостійну роботу учнів і носять пошуковий характер.

В даний час робляться спроби створити підручники, забезпечують диференційований підхід до учнів, так звані дворівневі й навіть трирівневі підручники. Прикладом можуть служити підручники Л. С. Гузєєв, Р. П. Суровцевої і В. В. Сорокіна [7], а також Є. Є. Минченкова і Л. С. Зазнобіной [8]. У них поряд з текстом, призначеним для кожного учня, спеціально отчеркнуть вертикальної рисою зліва абзаци, в яких викладено матеріал для більш глибокого вивчення хімії. Цей текст читатимуть учні, які зацікавилися хімією. Він значно перевищує обов'язковий мінімум змісту. Така ж диференціація передбачена і в системі завдань.

Підручник під редакцією Фельдмана Ф.Г., Рудзітіса Г.Є. представляє собою свого роду довідник, де наводиться характеристика, властивості елементів, застосування, способи отримання. Завдання та вправи носять класичний характер. Питання виробництва висвітлені слабо, екологічні проблеми, пов'язані з елементами і їх сполуками наводяться в загальних рисах.

Таким чином, розгляд основних шкільних посібників з хімії дозволяє зробити висновок, що в умовах екологізації хімічної освіти зростає роль теоретичного і практичного матеріалу екологічної спрямованості. Ця проблема повинна вирішуватися через екологізацію шкільних підручників з хімії, де повинні розглядатися сутності екологічних проблем та способи їх вирішення, що буде сприяти формуванню екологічного світогляду учнів.


. Глава II. ГРУППЫ ТАБЛИЦЫ Д.И. ЕЛЕМЕНТИ II ГРУПИ ТАБЛИЦІ Д.І. Менделєєва. ХІМІЯ І ЕКОЛОГІЯ


2.1 Загальна характеристика


До лужноземельних металів належать такі елементи головної підгрупи II групи Періодичної системи: кальцій, стронцій, барій і радій. Магній має ряд схожих з лужними металами властивостей, берилій за хімічними властивостями ближче до алюмінію. Лужноземельні метали є електронними аналогами, зовнішній електронний рівень має будову ns 2, у з'єднаннях найбільш характерна ступінь окислення +2. У з'єднаннях з неметалами основою тип зв'язку - іонний. З'єднання лужноземельних металів забарвлюють безбарвне полум'я газового пальника: кальцію - в оранжево-червоний, стронцію - в темно-червоний, барію - у світло-зелений колір. У природі лужноземельні метали зустрічаються тільки у вигляді сполук, основні мінерали кальцію - кальцит (вапняний шпат, вапняк, мармур, крейда) СаСО 3, доломіт CaMg (CO 3) 2, гіпс CaSO 4 2H 2 O, флюорит CaF 2, гідроксиапатит (фосфорит ) Ca 5 (PO 4) 3 (OH), апатит Ca 5 (PO 4) 3 F, Cl. Основні мінерали стронцію - стронціаніт SrCO 3 та целестин SrSO 4, барію - вітерит BaCO 3 та барит BaSO 4.

Фізичні властивості. Зовні - сріблясто-білі блискучі метали, твердість значно вище, ніж у лужних металів. Твердість по групі зменшується зверху вниз, барій за твердістю близький до свинцю. Температури плавлення лужноземельних металів вище, ніж у лужних і складають: для кальцію 851 о С, стронцію 770 о С, барію 710 о С. Щільності лужноземельних металів у підгрупі зверху вниз збільшуються і рівні для Са, Sr та Ва, відповідно 1,54, 2,63 і 3,76 г / см 3.

Хімічні властивості основних металів

Лужноземельні метали хімічно дуже активні, в реакціях проявляють властивості відновників. Взаємодіють з

1. Киснем (горять на повітрі)


2Са + О 2 = 2СаО

2Sr + O 2 = 2SrO

2Ba + O 2 = 2BaO


При цьому утворюються і нітриди складу Me 3 N 2. При контакті лужноземельних металів з ​​повітрям при кімнатній температурі на поверхні металів образуетсяжелтоватая плівка, що складається з оксидів, гідроксидів і нітридів.

Оксид барію при нагрівали до 500 о С образуeт пероксид:


2BaO + O 2 = 2BaO 2


який розкладається при температурі вище 800 о С:


2BaO 2 = 2BaO + O 2


2. З воднем при нагріванні утворюють гідриди


Ca + H 2 = CaH 2

Ba + H 2 = BaH 2


3. З сірої реагують у звичайних умовах, утворюючи сульфіди

Ca + S = CaS


і полісульфіди

+ nS = CaSn +1 CaS + nS = CaSn +1


4. З азотом - при нагріванні утворюють нітриди


3Ca + N 2 = Ca 3 N 2


5. C фосфором - фосфіди


3Ca + 2Р = Ca 3 Р 2


6. З вуглецем - при нагріванні утворюються карбіди, які є похідними ацетилену:


Са + 2С = Сас 2


7. З водою - розчиняються з виділенням водню, реакція протікає спокійніше, ніж з лужними металами:


Са + 2Н 2 О = Са (ОН) 2 + Н 2


8. Відновлюють інші метали з їх сполук, наприклад:


UF 4 + 2Ca = U + 2CaF 2


Активність взаємодії з водою зростає від кальцію до барію.

Отримання лужноземельних металів

Кальцій отримують електролізом расплaва хлориду кальцію СаCl 2, до якого додають 5-7% CaF 2 для зниження температури плавлення:


СаCl 2 = Са (катод) + Cl 2 (анод)

Стронцій та барій отримують методом алюмотермії з оксидів:


3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3


Застосування лужноземельних металів

Металевий кальцій застосовується як відновник і легіруюча добавка до сплавів [9-12].


2.2 Хімія і екологія


Останнім часом найбільш гостро стало питання про екологічні проблеми, і одна з них - важкі метали.

Важкі метали - це елементи періодичної системи з відносною молекулярною масою більше 40. группа таблицы Менделеева, в частности ртуть, цинк, кадмий. Не виняток, II група таблиці Менделєєва, зокрема ртуть, цинк, кадмій.

Таким чином, до важких металів відносять більше 40 хімічних елементів з відносною щільністю більше 6. Число ж небезпечних забруднювачів, якщо враховувати токсичність, стійкість і здатність накопичуватися в зовнішньому середовищі, а також масштаби поширення зазначених металів, значно менше.

Перш за все представляють інтерес ті метали, які найбільш широко й у значних обсягах використовуються у виробничій діяльності і в результаті накопичення в зовнішньому середовищі становлять серйозну небезпеку з точки зору їх біологічної активності і токсичних властивостей. До них відносять свинець, ртуть, кадмій, цинк, вісмут, кобальт, нікель, мідь, олово, сурму, ванадій, марганець, хром, молібден і миш'як.

Форми знаходження в навколишньому середовищі. В атмосферному повітрі важкі метали присутні у формі органічних і неорганічних сполук у вигляді пилу і аерозолів, а також в газоподібному елементної формі (ртуть). При цьому аерозолі свинцю, кадмію, міді та цинку складаються переважно їх субмікронних частинок діаметром 0,5-1 мкм, а аерозолі нікелю і кобальту - з крупнодисперсних часток (більше 1 мкм), які утворюються в основному при спалюванні дизельного палива.

У водних середовищах метали присутні в трьох формах: зважені частинки, колоїдні частинки і розчинені сполуки. Останні представлені вільними іонами й розчинними комплексними сполуками з органічними (гумінові та фульвокислоти) і неорганічними (галогеніди, сульфати, фосфати, карбонати) лігандами. Великий вплив на вміст цих елементів у воді надає гідроліз, багато в чому визначає форму знаходження елемента у водних середовищах. Значна частина важких металів переноситься поверхневими водами у зваженому стані.

Сорбція важких металів донними відкладеннями залежить від особливостей складу останніх і вмісту органічних речовин. У кінцевому підсумку важкі метали у водних екосистемах концентруються в донних відкладах та біоті.

У грунтах важкі метали містяться у водорозчинній, іонообмінної і нетривке адсорбированной формах. Водорозчинні форми, як правило, представлені хлоридами, нітратами, сульфатами і органічним комплексними сполуками. Крім того, іони важких металів можуть бути пов'язані з мінералами як частина кристалічної решітки.

Джерела.

Видобуток і переробка не є найпотужнішим джерелом забруднення середовища металами. Валові викиди від цих підприємств значно менше викидів від підприємств теплоенергетики. Чи не металургійне виробництво, а саме процес спалювання вугілля є головним джерелом надходження в біосферу багатьох металів. У вугіллі та нафті присутні всі метали. Значно більше, ніж у грунті, токсичних хімічних елементів, включаючи важкі метали, в попелі електростанцій, промислових і побутових топок. Викиди в атмосферу при спалюванні палива мають особливе значення. Наприклад, кількість ртуті, кадмію, кобальту, миш'яку в них у 3-8 разів перевищує кількість видобутих металів. Відомі дані про те, що тільки один котлоагрегат сучасної ТЕЦ, що працює на вугіллі, за рік викидає в атмосферу в середньому 1-1,5 т парів ртуті. Важкі метали містяться і в мінеральних добривах.

Поряд зі спалюванням мінерального палива найважливішим шляхом техногенного розсіювання металів є їх викид в атмосферу при високотемпературних технологічних процесах (металургія, випал цементної сировини тощо), а також транспортування, збагачення і сортування руди.

Техногенне надходження важких металів у навколишнє середовище відбувається у вигляді газів і аерозолів (возгона металів і пилоподібних частинок) і в складі стічних вод.

Метали порівняно швидко накопичуються в грунті і вкрай повільно з неї виводяться: період напіввидалення цинку - до 500 років, кадмію - до 1100 років, міді - до 1500 років, свинцю - до кількох тисяч років.

Істотне джерело забруднення грунту металами - застосування добрив з шламів, отриманих з промислових і каналізаційних очисних споруд.

У викидах металургійних виробництв важкі метали знаходяться, в основному, в нерозчинної формі. У міру віддалення від джерела забруднення найбільш великі частки осідають, частка розчинних сполук металів збільшується, і встановлюються співвідношення між розчинної і нерозчинними формами. Аерозольні забруднення, що надходять в атмосферу, видаляються з неї шляхом природних процесів самоочищення. Важливу роль при цьому відіграють атмосферні опади. У результаті викиди промислових підприємств в атмосферу, скиди стічних вод створюють передумови для надходження важких металів у грунт, підземні води й відкриті водойми, у рослини, донні відкладення і тварин.

Дальність розповсюдження та рівні забруднення атмосфери залежать від потужності джерела, умов викидів і метеорологічної обстановки. Однак в умовах промислово-міських агломерацій і міської забудови параметри поширення металів у повітрі ще погано прогнозуються. З віддаленням від джерел забруднення зменшення концентрацій аерозолів металів в атмосферному повітрі частіше відбувається по експоненті, внаслідок чого зона їх інтенсивного впливу, в якій має місце перевищення ГДК, порівняно невелика.

В умовах урбанізованих зон сумарний ефект від реєстрованого забруднення повітря є результуючої складання безлічі полів розсіювання і обумовлений видаленням від джерел викидів, містобудівною структурою і наявністю необхідних санітарно-захисних зон навколо підприємств. Природне (фонове) вміст важких металів у незабрудненій атмосфері становить тисячні і десятитисячні частки мікрограма на кубічний метр і нижче. Такі рівні в сучасних умовах на скільки-небудь обжитих територіях практично не спостерігається. Фонове вміст свинцю прийнято рівним 0,006 мкг / м 3, ртуті - 0,001-0,8 мкг / м 3 (у містах - на кілька порядків вище). До основних галузях, з якими пов'язане забруднення навколишнього середовища ртуттю, відносять гірничодобувну, металургійну, хімічну, приладобудівної, електровакуумних і фармацевтичну. Найбільш інтенсивні джерела забруднення навколишнього середовища кадмієм - металургія та гальванопокриття, а також спалювання твердого та рідкого палива. У незабруднених повітрі над океаном середня концентрація кадмію становить 0,005 мкг / м 3, у сільських місцевостях - до 0,05 мкг / м 3, а в районах розміщення підприємств, у викидах яких він міститься (кольорова металургія, ТЕЦ, що працюють на вугіллі та нафті , виробництво пластмас і т.п.), і промислових містах - до 0,3-0,6 мкг / м 3.

Атмосферне шлях надходження хімічних елементів у навколишнє середовище міст є провідним. Проте вже на невеликому видаленні, зокрема, в зонах приміського сільського господарства, відносна роль джерел забруднення навколишнього середовища важкими металами може змінитися і найбільшу небезпеку представлятимуть стічні води та відходи, що накопичуються на звалищах і застосовуються в якості добрив.

Максимальної здатністю концентрувати важкі метали мають завислі речовини і донні відкладення, потім планктон, бентос і риби.

Опади. Зона максимальних концентрацій металів у повітрі поширюється до 2 км від джерела. У ній вміст металів у приземному шарі атмосфери в 100-1000 разів вище місцевого геохімічного фону, а в снігу - в 500-1000 разів. На видаленні 2-4 км розташовується друга зона, де вміст металів у повітрі приблизно в 10 разів нижче, ніж у першій. Намічається третя зона протяжністю 4-10 км, де лише окремі проби показують підвищений вміст металів. У міру віддалення від джерела співвідношення різних форм розсіюється металів змінюються. У першій зоні водорозчинні сполуки становлять усього 5-10%, а основну масу випадінь утворюють дрібні пилоподібні частки сульфідів і оксидів. Відносний вміст водорозчинних сполук зростає з відстанню [13-15].


2.2.1 Загальні відомості про ртуть

Найважливіші властивості ртуті. Ртуть (Hg) - хімічний елемент II групи періодичної системи елементів Д.І. Менделєєва, атомний номер 80, відносна атомна маса 200,59; до складу природного ртуті входять 7 стабільних ізотопів з масовими числами: 196 (поширеність 0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 ( 23,13%), 201 (13,22%), 202 (29,80%) та 204 (6,85%). Природна ртуть характеризується відносно стійким ізотопним співвідношенням. Тим не менше в ній в невеликих кількостях присутні радіоактивні ізотопи. Штучно отримано більше 20 короткоживучих ізотопів, з яких практичне значення мають (мітки в медицині, в аналітиці, в технологічних процесах) 203 Hg (період напіврозпаду 46,6 дня) та 197 Hg (64,1 год). Ртуть у звичайних умовах являє собою блискучий, сріблясто-білий важкий рідкий метал. Питома вага її при 20 о С 13,54616 г / см 3; температура плавлення = -38,89 о С, кипіння 357,25 про С. При замерзанні (-38,89 о С) вона стає твердою і легко піддається куванню.

Навіть у звичайних умовах ртуть має підвищеним тиском насичених парів і випаровується з досить високою швидкістю, яка з ростом температури збільшується. Це призводить до створення небезпечної для живих організмів ртутної атмосфери. Наприклад, при 24 о С атмосферне повітря, насичене парами ртуті, може містити їх в кількості близько 18 мг / м 3; такий рівень в 1800 разів перевищує ГДК (гранично допустиму концентрацію) ртуті в повітрі робочої зони і в 60000 разів ГДК в атмосферному повітрі . Ртуть здатна випаровуватися через шари води та інших рідин. Крім благородних газів, ртуть є єдиним елементом, утворюючим пари, які при кімнатній температурі одноатомні (Hg o). У нормальних умовах розчинність парів ртуті у воді, вільної від повітря, становить близько 20 мкг / л.

При дії на ртутні пари вольтової дуги, електричної іскри і рентгенівських променів спостерігаються явища люмінесценції, флюоресценції та фосфоресценції. У вакуумній трубці між ртутними електродами при електричних розрядах виходить світіння, багате ультрафіолетовими променями, що використовується в техніці при конструюванні ртутних ламп. Це ж явище лягло в основу спектрального методу визначення малих кількостей ртуті в різних об'єктах. Ртуть характеризується дуже низькою питомою теплоємністю. Це її властивість знаходило застосування в ртутно-паросилових установках. Ще одна чудова властивість ртуті пов'язане з тим, що при розчиненні в ній металів утворюються амальгами - металеві системи, одним з компонентів яких є ртуть. Вони не відрізняються від звичайних сплавів, хоча при надлишку ртуті являють собою напіврідкі суміші. Сполуки, що виходять в результаті амальгамирования, легко розкладаються нижче температури їх плавлення з виділенням надлишку ртуті, що знайшло широке застосування при добуванні золота і срібла з руд. Амальгамирования схильні метали, що змочуються ртуттю. Стали, леговані вуглецем, кремнієм, хромом, нікелем, молібденом і ніобієм, не амальгаміруются.

У з'єднаннях ртуть виявляє ступінь окислення +2 і +1. У спеціальній літературі в таких випадках зазвичай вказується відповідно Hg (II) або Hg (I). Володіючи високим потенціалом іонізації, високим позитивним окислювальним потенціалом, ртуть є відносно стійким в хімічному відношенні елементом. Це обумовлює її здатність відновлюватися до металу з різних сполук і пояснює часті випадки знаходження ртуті в природі в самородному стані. Зазвичай самородна ртуть містить невеликі кількості інших металів, у тому числі золото і срібло, тобто, по суті, є амальгамою. Відомі мінерали ртуті, в яких вмісту благородних та інших металів дуже високі (ртутістое срібло, ртутістое золото, ртутістий паладій, ртутістий свинець, амальгамід золота та ін.) Ртуть досить агресивна по відношенню до різних конструкційних матеріалів, що призводить до корозії і руйнування виробничих об'єктів і транспортних засобів. Так, в 1970-і рр.. досить актуальною була проблема забруднення літаків, в конструкції яких потрапляла ртуть, що викликає жидкометаллическим охрупчивание алюмінієвих сплавів. Літаки прямували на капітальний ремонт і навіть знімалися з експлуатації.

На повітрі ртуть при кімнатній температурі не окислюється. При нагріванні до температур, близьких до температури кипіння (300-350 о С), вона з'єднується з киснем повітря, утворюючи червоний оксид двухвалентной ртуті HgO, який при подальшому нагріванні (до 400 о С і вище) знову розпадається на ртуть і кисень. Жовтий оксид ртуті HgO виходить при додаванні лугів до водного розчину солі Hg (II). Існує і оксид ртуті чорного кольору (Hg 2 O), нестійке з'єднання, в якому ступінь окиснення її дорівнює +1. У соляній і розведеної сірчаної кислотах і в лугах ртуть не розчиняється. Але вона легко розчиняється в азотній кислоті і в царській горілці, а при нагріванні - в концентрованої сірчаної кислоти. Металева ртуть здатна розчинятися в органічних розчинниках, а також у воді, особливо при відсутності вільного кисню. Розчинність її у воді залежить також від рН розчину. Мінімальна розчинність спостерігається при рН = 8, зі збільшенням кислотності або лужності води вона збільшується. У присутності кисню ртуть у воді окислюється до іонної форми Hg 2 + (створюючи концентрації до 40 мкг / л) [16].


2.2.2 Поширеність ртуті в природі

Ртуть - рідкісний елемент. Її середні змісту в земній корі і основні типи гірських порід оцінюються в 0,03-0,09 мг / кг, тобто в 1 кг породи міститься 0,03-0,09 мг ртуті, або 0,000003-0, 000009% від загальної маси (для порівняння - одна ртутна лампа в залежності від конструкції може містити від 20 до 560 мг ртуті, або від 0,01 до 0,50% від маси). Маса ртуті, зосереджена в поверхневому шарі земної кори потужністю в 1 км, становить 100 000 000 000 т (сто мільярдів тонн), з яких у її власних родовищах знаходиться лише 0,02%. Частина, що залишилася ртуті існує в стані крайнього розсіювання, переважно в гірських породах (у водах Світового океану розсіяно 41,1 млн. т ртуті, що визначає невисоку середню концентрацію ртуті в його водах - 0,03 мкг / л). Саме ця розсіяна ртуть створює природний геохімічний фон, на який накладається ртутне забруднення, обумовлене діяльністю людини і призводить до формування у навколишньому середовищі зон техногенного забруднення.

Відомо більше 100 ртутних і ртутьвмісних мінералів. Основним мінералом, визначальним промислову значимість ртутних родовищ, є кіновар. Самородна ртуть, метаціннабаріт, Лівінгстон і ртутьсодержащие бляклі руди мають різко підлегле значення і добуваються попутно з кіновар'ю.

Всього в світі виявлено близько 5000 ртутних родовищ, рудних ділянок і рудопроявів, отримали самостійну назву; з них у різний час розроблялися близько 500. Але за всю історію ртутної промисловості переважна частина ртуті (більше 80%) отримана на 8 родовищах: Альмаден (Іспанія), Ідрія (Словенія), Монте-Аміата (Італія), Уанкавеліка (Перу), Нью-Альмаден і Нью-Ідрія (США ), Микитівка (Україна), Хайдаркан (Киргизія).

У промисловості для отримання металевої ртуті використовують два варіанти технології її вилучення з руд: окисно-дистиляційний випал з виділенням ртуті з газової фази і комбінований спосіб, що включає попереднє збагачення і подальшу пірометалургійних переробку концентрату. За оцінками фахівців, людиною було вироблено близько 700000 т ртуті, істотна частина з яких розсіяна на земній поверхні. Кількість ртуті, яке надійшло в середовище проживання в ході інших видів людської діяльності (при видобутку різних корисних копалин, виплавки металів, виробництві цементу, спалюванні викопного палива і т. д.), також велике.

Ртуть концентрується не тільки у ртутних мінералах, рудах і вміщуючих їх гірських породах. Відповідно до закону Кларка-Вернадського про загальне розсіянні хімічних елементів, у тих чи інших кількостях ртуть виявляється у всіх об'єктах і компонентах навколишнього середовища, у тому числі в метеоритах і зразках місячного грунту. У підвищених концентраціях ртуть міститься в рудах багатьох інших корисних копалин (поліметалічні, мідних, залізних та ін.) Встановлено накопичення ртуті в бокситах, деяких глинах, горючих сланцях, вапняках і доломітах, у вугіллі, природному газі, нафти.

Сучасні дані свідчать про високий вміст ртуті в мантії (другий від поверхні, після земної кори, оболонці Землі), в результаті дегазації якої, а також природного процесу випаровування ртуті із земної кори (гірських порід, грунтів, вод), спостерігається явище, що отримало назву «ртутного дихання Землі». Процеси ці йдуть постійно, але активізуються при виверженнях вулканів, землетрусах, геотермальних явищах і т. п. Постачання ртуті в навколишнє середовище в результаті ртутного дихання Землі (природна емісія) складає близько 3000 т на рік. Постачання ртуті в атмосферу, обумовлена ​​промисловою діяльністю людини (техногенна емісія), оцінюється в 3600-4500 т на рік.

У природних умовах ртуть зазвичай мігрує в трьох найбільш поширених станах - Нg 0 (елементарна ртуть), Нg 2 + (іон двухвалентной ртуті), СН 3 Нg + (іон метилртуті), а також у вигляді менш поширеного іона Нg 2 2 + Хімічні сполуки Hg (ll) зустрічаються в природі значно частіше, ніж Hg (l). У водах між Нg 0, Нg 2 2 + і Нg 2 + встановлюється рівновага, яка визначається окислювально-відновлювальний потенціал розчину і концентрацією різних речовин, що формують комплекси з Нg 2 +. Іони Нg (II) утворюють стійкі комплекси з біологічно важливими молекулами. Саме висока хімічна спорідненість ртуті (II) та її метильованих з'єднань до біомолекулами в істотній мірі визначає токсикологічну небезпеку ртуті в умовах навколишнього середовища.

Розподіл і міграція ртуті у навколишньому середовищі здійснюються у вигляді кругообігу двох типів. По-перше, глобального кругообігу, що включає циркуляцію парів ртуті в атмосфері (від наземних джерел у Світовий океан і навпаки). По-друге, локального кругообігу, заснованого на процесах метилування неорганічної ртуті, що надходить, головним чином, з техногенних джерел. Багато етапи локального кругообігу ще недостатньо ясні, але вважають, що він включає циркуляцію в середовищі проживання діметілртуті. Саме з кругообігом другого типу найчастіше пов'язане формування небезпечних з екологічних позицій ситуацій.

Вступники в навколишнє середовище з природних і техногенних джерел ртуть та її сполуки піддаються в ній різних перетворень. Неорганічні форми ртуті (елементарна ртуть Нg 0 і неорганічний іон Hg 2 +) зазнають перетворення в результаті окисно-відновних процесів. Пари ртуті окислюються у воді в присутності кисню неорганічну двовалентну ртуть (Hg 2 +), чому значною мірою сприяють присутні у водному середовищі органічні речовини, яких особливо багато в зонах забруднення. У свою чергу, іонна ртуть, вступаючи або утворюючись у воді, здатна формувати комплексні сполуки з органічною речовиною. Поряд з окисленням парів ртуті освіта Hg 2 + може відбуватися при руйнуванні ртутьорганическихсоединений.

Неорганічна ртуть Hg 2 + зазнає два важливих виду перетворень у навколишньому середовищі. Перший - це відновлення з утворенням пари ртуті. Цей процес, який є ключовим у глобальному кругообігу ртуті, вивчений погано. Відомо, що деякі бактерії здатні здійснювати це перетворення. Другою важливою реакцією, якій піддається Hg 2 + у природі, є її перетворення на метил-і діметілпроізводние і їх подальші взаємоперетворення один в одного. Ця реакція відіграє ключову роль у локальному круговерті ртуті. Важливо те, що метилювання ртуті відбувається в самих різних умовах: в присутності і відсутності кисню, різними бактеріями, в різних водоймах, у грунтах і навіть в атмосферному повітрі. Особливо інтенсивно процеси метилювання протікають у верхньому шарі багатих органічною речовиною донних відкладень водойм, у зваженому у воді речовині, а також в слизу, що покриває рибу. Метилювання призводить до утворення монометіл-і діметілртутних сполук. Монометілртуть (СН 3-Hg +), зазвичай говорять і пишуть просто «метилртуть»), маючи, як уже говорилося, високою спорідненістю до біологічних молекул, надзвичайно активно накопичується живими організмами. Фактори біоконцентрірованія, тобто відносини змісту метилртуті втканяхриб Кее концентрації у воді, можуть досягати 10000-100000. Діметілртуті (СН 3) 2 Hg, відрізняючись високою розчинністю і випаровуваність, випаровується з води в атмосферу, де може перетворюватися в монометіл ртуть, віддалятися з дощовими опадами і повертатися у водойми і грунт, завершуючи таким чином локальний кругообіг ртуті.

Типові природні (фонові) концентрації парів ртуті в приземному шарі в атмосферному повітрі зазвичай складають 10-15 нг / м 3 при коливаннях від 0,5-1 до 20-25 нг / м 3. Мабуть, саме такі змісту практично безпечні для живих організмів. У зонах забруднення концентрації зростають у десятки і сотні разів, а у виробничих або забруднених ртуттю приміщеннях можуть досягати екстремально високих значень (до 1-5 мг / м 3). Головною формою ртуті в атмосфері є пари металу (Нg 0), менше значення мають іонна форма, органічні і неорганічні (хлориди, йодиди) з'єднання. Вона також зв'язується з аерозолями. У зонах забруднення концентрації ртуті в дощовій воді досягають 0,3-0,5 мкг / л і навіть більше (при тлі зазвичай не більше 0,1 мкг / л). У містах спостерігається збільшення кількості ртуті, яку переносять з аерозолями та атмосферної пилом.

Фонові рівні ртуті в природних грунтах залежать від їх типу, але в більшості випадків знаходяться в межах 0,01-0,1 мг / кг. Нижні межі характерні для піщаних грунтів, верхні - для грунтів, багатих органічною речовиною. Змісту, що перевищують ці величини, пов'язані з впливом забруднення. У зонах забруднення рівні ртуті, особливо у верхніх горизонтах грунтів, збільшуються в десятки-сотні разів, іноді навіть у тисячі разів. У грунтах ртуть активно акумулюється гумусом, глинистими частками, може мігрувати вниз по грунтовому профілю і надходити в грунтові води, поглинатися рослинністю, в тому числі сільськогосподарської, а також виділятися у вигляді пари і в складі пилу в атмосферу. При сильному забрудненні грунтів концентрації ртуті в повітрі можуть досягати небезпечних для людини величин.

У поверхневих водах ртуть мігрує у двох основних фазових станах - в розчині вод (розчинені форми) і в складі суспензії (зважені форми). У свою чергу, в розчині вод вона може знаходитися у вигляді двовалентного іону, гідроксиду ртуті, комплексних сполук (з хлором, органічною речовиною та ін.) Серед сполук Нg (II), ми вже знаємо про це, за своїм екологічним і токсикологическому значенням особлива роль належить ртутьорганічних сполук. Найважливішими акумуляторами ртуті, особливо в умовах забруднення, є зваж і донні відкладення водних об'єктів. Найбільш високими концентраціями ртуті характеризуються техногенні мули, активно накопичуються в річках та водоймах, куди надходять стічні води промисловості. Рівні вмісту ртуті в них досягають 100-300 мг / кг і більше (при тлі до 0,1 мг / кг). Відомі випадки, коли кількість ртуті, що надійшла зі стічними водами і накопичене в таких мулах, становило десятки і сотні тонн. Нормальне функціонування таких річок і водойм, їх практичне використання можливе тільки при видаленні забруднених відкладень. Використання забруднених ртуттю вод для зрошення сільськогосподарських угідь призводило Кее накопиченню в сільгосппродукції до рівнів, що перевищують ГДК.

Типові фонові рівні валовий ртуті (розчинені форми) у природних прісних водах складають 0,03-0,07 мкг / л; у донних відкладеннях річок і прісноводних озер - 0,05-0,1 мг / кг, у прісноводних рослинах -0, 04-0,06 мг / кг сухої маси. Зазвичай там, де немає вказівок на забруднення ртуттю, її рівні в питних водах рідко перевищують 0,1 мкг / л. Ртуть, перш за все метилртуть, відноситься до речовин, які накопичуються в харчового ланцюга, простим зразком якої може бути, наприклад, наступний ряд: личинка - піскар - окунь-щука - кішка. Це означає, що в кожному наступному організмі вміст метилртуті зазвичай багато разів вище, ніж у попередньому. Харчові продукти, вирощені і отримані при дотриманні необхідних умов, зазвичай характеризуються допустимим вмістом ртуті [17].

. Глава III. ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.Менделеева» МЕТОДИЧНІ РОЗРОБКИ ЗА ТЕМОЮ «ЕЛЕМЕНТИ II групи періодичної системи Д. І. Менделєєва»


Експеримент почався зі знайомства з учнівським колективом. При цьому для отримання уявлення про успішність класу по хімії була вивчена статистика четвертних оцінок з хімії та проведено констатуючий контрольний зріз знань з цієї дисципліни. (Результати констатуючого контрольного зрізу знань з хімії в 9 «Б» класі гімназії № 14 наведені нижче в кінці глави у вигляді діаграми). Потім був проведений ряд уроків з розробленим план-конспектами.


3.1 Урок за темою «Метали Головною Підгрупи II Групи»


Комплексна дидактична мета: ознайомити з властивостями металів головної підгрупи II групи, їх отриманням, знаходженням в природі і застосуванням.

У результаті вивчення модуля учні повинні вміти: давати характеристику будови атомів металів на основі положення елементів у Періодичній системі; записувати рівняння хімічних реакцій, характерних для даних металів: застосувати знання, отримані на уроках професійного циклу; працювати з додатковою літературою, таблицями, опорними схемами; вирішувати розрахункові та експериментальні задачі.

Даний модуль включає вісім навчальних елементів (УЕ) (тут наведено 6).

УЕ-0

Мета: пропрацювавши матеріал підручників, опорних схем, конспектів, а також додатковий матеріал до модуля, використовуючи знання, отримані на практиці та при вивченні спеціальних предметів, ви повинні дізнатися про будову атомів металів головної підгрупи II групи, властивості та застосування утворених ними простих речовин і найважливіших сполук, навчитися застосовувати ці знання при вивченні металів інших груп, а також теми «Сталі. Марки сталей ».

Освоєння даного модуля розширить ваші знання про метали та їх з'єднаннях, буде сприяти підвищенню вашого інтелектуального рівня і професійної майстерності.

Керівництво по організації навчального процесу. Задумайтеся про значення даної теми у вашій практичній і професійної діяльності.

УЕ-1 (10 хв)

Цілі визначити вихідний рівень знань учнів про загальні властивості металів та їх сполук.

Керівництво по організації навчального процесу. Виконайте тестове завдання з теми «Лужні метали». Виберіть один або кілька правильних відповідей. Працюйте самостійно.

Вхідний контроль

1. Для лужних металів характерні фізичні властивості

а) висока температура плавлення

б) м'якість

в) твердість

г) теплопровідність

2. тонуть у воді і плавляться в ній лужні метали

и К в) Li и Fr а) Na і К в) Li і Fr

и Cs г) К и Li б) Rb і Cs г) К і Li

3. До синтезованим елементам належить

) Cs б) Rb в) Fr г) К a) Cs б) Rb в) Fr г) До

4. Найбільш слабким електролітом є

) LiOH б) CsOH в) FrOH г) NaOH a) LiOH б) CsOH в) FrOH г) NaOH

Чому?

5. Молярна маса (г / моль) фосфату натрію дорівнює

а) 158 6) 146 в) 164 г) 170

6. У фотоелементах використовують

) Li б) Na в) Rb г) Cs Почему? a) Li б) Na в) Rb г) Cs Чому?

7. Силіциду називають з'єднання металів з

а) вуглецем в) сірої

б) азотом г) кремнієм

8. МАСА (Г) 0,3 моль СУЛЬФАТУ КАЛІЮ ОДНО

а) 40,5 б) 152,2 в) 52,2 г) 450

9. ОДНОЧАСНО можуть знаходиться в розчині ІОНИ

Ва 2+ , SO 4 2 - , NO 3 - а) K +, Ва 2 +, SO 4 2 -, NO 3 - Са 2+ , Cl - , NO 3 - б) Li +, Са 2 +, Cl -, NO 3 -

2+ , Ва 2+ , ОН - , S 2 - в) Zn 2 +, Ва 2 +, ОН -, S 2 - ) Na + , Са 2+ ,С O 3 2 - , OH - r) Na +, Са 2 +, З O 3 2 -, OH -

10. Ланцюжок перетворень

натрий ® пероксид натрия хлорид натрію ® натрій ® пероксид натрію

¯

гідроксид натрію ® нерозчинна основа

ВІДПОВІДАЮТЬ СХЕМИ РЕАКЦІЙ:

a) Na + Cl 2 ®; Na + H 2 O ®

б) Na + Br 2 ®; Na + H 2 ®

+ О 2 ® ; NaOH + FeCl 3 ® в) Na + О 2 ®; NaOH + FeCl 3 ®

г) Na + S ®; NaOH + BaCl 2 ®

Складіть відповідні рівняння реакцій.

Керівництво по організації навчального процесу. Виконавши роботу, обміняйтеся зошитами і визначте рівень знань вашого товариша.


Ключ до тесту (видає викладач).

1. б. р.

2. б.

3. в.

4. а. У літію самий малий радіус атома

5. в.

6. м. У нього велика здатність до віддачі електронів.

7. р.

8. в.

9. б.

10. а, в.

УЕ-2 (5-7 хв)

группы. Мета: закріпити знання про будову і властивості атомів металів головної підгрупи II групи.

Керівництво по організації навчального процесу. Запишіть у зошитах дату і тему уроку.

1. Прочитайте уважно матеріал ... (тут і далі вказані сторінки в підручниках та додаткової літератури) та складіть схеми будови атомів берилію, магнію, кальцію.

2. Усно дайте відповідь на питання.

? Як змінюється радіус атомів із зростанням порядкового номера елемента?

? Як змінюється хімічна активність металів головної підгрупи II групи в залежності від радіуса атома?

? Який з цих трьох металів найбільш активний?

3. группы. Складіть графік зміни радіусів атомів металів головної підгрупи II групи.

Працювати індивідуально. Самостійно оцініть свої знання.

УЕ-3 (10-15 хв)

Мета - вивчити фізичні і хімічні властивості берилію, магнію та лужноземельних металів.

Керівництво по організації навчального процесу. Прочитайте уважно матеріал ... Працюйте в парах. Усі висновки і рівняння реакцій записуйте в зошитах. Проконтролюйте один одного. Один з пари буде звітувати про виконану роботу.

1. Усно дайте відповідь на питання.

? У чому риси подібності та відмінності простих речовин магнію та кальцію?

? Чому кальцій - легкий і міцний метал - не застосовують у літакобудуванні?

? Порівняйте властивості кальцію з властивостями лужних металів. Зробіть висновок.

2. ® MgO ® MgCl 2 ® MgS О 4 . Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення: Mg ® MgO ® MgCl 2 ® MgS О 4.

3. + HCl ® ; Са + НС l ® . Дотримуючись правил безпеки, виконайте експериментально реакції, відповідні наступними схемами: Mg + HCl ®; Са + НС l ®.

Складіть рівняння реакцій, поясніть різну хімічну активність металів.

УЕ-4 (10 хв)

Мета: познайомитися з сполуками магнію, кальцію, берилію, їх властивостями і областями застосування.

Керівництво по організації навчального процесу. Перегляньте презентацію «Лужноземельні метали», розгляньте колекцію «Найважливіші природні сполуки кальцію і магнію» (в парах). Прочитайте уважно ... Випишіть у зошит формули основних з'єднань кальцію, магнію, берилію і вкажіть області їх застосування (працюйте індивідуально).

УЕ-5 (15-20 хв)

Учні були розділені на три групи.

Для групи 1

Мета: вивчити застосування берилію та його зшиваючи у промисловості.

Керівництво по організації навчального процесу. Використовуйте додатковий матеріал до модуля і ...

Випишіть найважливіші галузі застосування берилію і сплавів на його основі.

Приготуйте повідомлення та творчі звіти про використання берилію як легуючої добавки. Покажіть зв'язок цього навчального матеріалу з навчальним матеріалом по технології металів, електротехніці, електроматеріаловеденію, фізики. Творчі звіти здайте викладачеві.

Для групи 2

Мета: вивчити значення магнію для життєдіяльності людини, застосування магнію та його сплавів, їх використання в зварювальному та формувальному виробництвах.

Керівництво по організації навчального процесу. Використовуйте додатковий матеріал до модуля і ...

Дайте відповідь на запитання: «Яке значення має магній для людського організму?»

Проведіть міні-дослідження про застосування магнію в зварювальному та формувальному справі. Зверніть увагу на склад магнієвого терміту і його застосування.

+ Fe 3 O 4 ® . Допишіть рівняння реакції згоряння магнієвого терміта, розставте коефіцієнти, вкажіть тип реакції: Mg + Fe 3 O 4 ®.

Після закінчення роботи проведіть взаємоперевірку.

Для групи 3

Мета: вивчити застосування кальцію та його сполук, їх значення для живих організмів, використання у майбутній професійній діяльності.

Керівництво по організації навчального процесу. Використовуйте додатковий матеріал до модуля і ...

Випишіть основні цифри, що характеризують вміст кальцію в організмі людини (виконуйте індивідуально).

Виконайте вправу ... (Працюйте індивідуально).

Дотримуючись правил безпеки, здійсніть експериментально перетворення: Са ® Са (ОН) 2 ® СаСО 3.

Напишіть рівняння реакцій. Працюйте в парах.

Використовуючи додаткову літературу і знання, отримані на уроках з інших предметів, заповніть таблицю. Працюйте в парах.


Область застосування

Формула речовини

Використовувані властивості




При заповненні таблиці знайдіть відповіді на наступні запитання.

? Завдяки яким властивостям кальцій використовується в зварювальному справі?

? Навіщо кальцій додають у розплави металів?

? Чому кальцій використовують для отримання рідкісних металів?

Додатковий матеріал

У промисловості магній використовується у вигляді сплавів з алюмінієм, марганцем, цинком та іншими елементами. Всі магнієві сплави добре обробляються різанням, мають порівняно високу міцність. Сплав магнію з алюмінієм високопластічен, в гарячому стані добре зварюється і має більш високу корозійну стійкість в порівнянні з іншими магнієвими сплавами. Для покращення механічних властивостей магнієвих сплавів їх нагрівають до 400 ° С і охолоджують на повітрі. Від корозії їх захищають оксидуванням, просоченням маслами, лаками.

Сплави берилію знаходять застосування в літакобудуванні, електротехніці. З берилію виготовляють віконечка рентгенівських трубок, використовуючи його проникність для рентгенівських променів. У суміші з препаратами радію берилій служить джерелом нейтронів.

Магнієвий терміт для зварювання складають з порошку магнію і залізної окалини. Продукти згоряння магнієвого терміта утворюються у вигляді пористої спеченої маси оксиду магнію, яка вбирає в себе розплавлене залізо. Магнієвий терміт застосовують в основному для зварювання сталевих телеграфних і телефонних проводів повітряних ліній зв'язку, але він може використовуватися і для зварювання стиків сталевих труб невеликих діаметрів.

Мармур - діелектрик. Він гігроскопічний і тому використовується в якості електроізоляційного матеріалу. Його шліфують і просочують органічними речовинами - парафіном і лаками. Мармур - негорючий матеріал. З нього виготовляють розподільні дошки і підстави для рубильників та щитків з запобіжниками в установках, розрахованих на напругу до 500 В.

Після закінчення роботи кожна група звітує про виконання завдань [18, 19].


3.2 Урок за темою «Берилій, магній і лужноземельні метали»


Завдання уроку:

Навчальні.

Розглянути хімічні властивості елементів головної підгрупи II групи. Згадати двоїстий (амфотерний) характер оксиду та гідроксиду берилію. Ознайомити учнів зі способами одержання й з історією відкриття цих елементів. Повторити окислювально-відновні реакції (ОВР) і алгоритм розстановки коефіцієнтів у рівняннях таких реакцій методом електронного балансу. Продовжити планомірну підготовку учнів до єдиного державного іспиту (виконання завдань тестового типу, ОВР).

Розвиваючі:

Розвивати мислення учнів, у тому числі вміння аналізувати, кмітливість, ерудицію, пізнавальний інтерес з допомогою хімічного експерименту.

Виховні.

Виховувати в учнів такі особистісні якості, як цілеспрямованість, спостережливість, вміння працювати в колективі, відповідальність.

Методичні прийоми пояснення нового матеріалу. Розповідь, бесіда, демонстрація дослідів, самостійна робота учнів.

Обладнання та реактиви. На столі вчителя: магнітофон з касетою, тигельні щипці, спиртівка, сірники, дві чашки Петрі, кристалізатор; фенолфталеїн, вода, зразки металів головної підгрупи II групи: магній і кальцій.

На столах учнів: тестові завдання, довідковий матеріал, опорний конспект «Одержання металів», сірники, невеликі чашечки з тампонами з вати, змоченою солями кальцію, стронцію та барію.

ХІД УРОКУ

Оргмомента. Введення в урок. Актуалізація опорних знань

Здравствуйте, хлопці! На сьогоднішньому уроці ми продовжимо нашу захоплюючу подорож у країну «Метал» і відвідаємо добре відомий місто «Щелочноземельск». Жителями цього міста є елементи IIа групи періодичної системи, починаючи з кальцію. А в передмісті живуть інші елементи цієї підгрупи. Давайте перерахуємо всі ці елементи.

Учень. Це берилій Ве, магній Mg, кальцій Са, стронцій Sr, барій Ва і радій Ra.

Учитель. Але чи готові ви до сьогоднішнього подорожі? Давайте перевіримо, міцні ваші знання. Для цього я пропоную вам тест, що складається з п'яти завдань. До кожного завдання дається чотири варіанти відповіді. Уважно прочитайте і завдання, і пропоновані варіанти відповідей і обведіть вірну відповідь у гурток. Відповідайте тільки після того, як ви їх зрозуміли і проаналізували. На цей вид роботи відводиться всього 5 хв.

Тест

1. До лужно-земельних металів не відносять:

а) кальцій, б) берилій;

в) стронцій; г) барій.

2. Стабільних природних ізотопів не має:

а) стронцій, б) барій;

в) радій; г) берилій.

3. З елементів головної підгрупи II групи зберігати на повітрі можна:

а) барій, б) кальцій;

в) стронцій; г) магній.

4. У простих речовинах, утворених елементами головної підгрупи II групи, зв'язок між атомами:

а) іонна; б) ковалентний;

в) металева; г) воднева.

5. Сплав під назвою берилієва бронза зовні схожий на золото. З нього виготовляють пружини і клапани спеціального призначення. Судячи з назви, крім берилію до складу сплаву входить:

а) залізо; б) цинк;

в) срібло; г) мідь.

П о в е т и. 1 - б; 2 - в; 3 - г; 4 - в; 5 - м.

Учитель. Молодці! Ви відмінно впоралися із запропонованими завданнями. Бачу, що ви готові до придбання нових знань. Тоді негайно ми рушимо в дорогу! І перша наша станція?

«Інформаційна».

Вивішується плакат з назвою станції

Станція «Інформаційна»

УЧИТЕЛЬ. На минулому нашому занятті ми познайомилися з магнієм і кальцієм, а сьогодні поговоримо про берилію і радіі.

УЧЕНЬ (виступає з невеликим повідомленням про берилій). Берилій був відкритий в 1798 р. Л. Вокленом. Назва елемента походить від німецького слова «Brille», що позначає окуляри. У XVIII ст. скельця окулярів готували з монокристалічних зразків мінералу берилу. Берилій отруйний. Вдихання парів його оксиду викликає беріллоз - загальне отруєння організму, що закінчується летальним результатом.

УЧИТЕЛЬ. А що ви знаєте про радіі?

УЧЕНЬ. Радій - це рідкісний радіоактивний елемент, який не має стабільних ізотопів.

УЧИТЕЛЬ. Дійсно, радій - дуже рідкісний радіоактивний метал (вміст в земній корі 1 • 10 10%). Наприклад, 40 т африканського карналіту містять 1 г радію. Самий стійкий ізотоп - 226 Ra - з періодом напіврозпаду близько 1600 років в результаті ядерної реакції перетворюється на радон:

Другим продуктом розпаду є a-частинки, тобто повністю іонізований (втратив усі свої електрони) атом гелію.

У Володимира Володимировича Маяковського є такі рядки про радіі:


Поезія - та ж видобуток радію.

В грам видобуток, у рік праці.

Ізводиш єдиного слова заради

тисячі тонн словесної руди.


УЧИТЕЛЬ. Наступна зупинка - станція «Хімічна». (Звучить пісня і вивішується плакат з назвою станції.) Спочатку давайте пригадаємо хімічні властивості раніше вивчених елементів II групи.

Далі вчитель демонструє досліди.

1. Досвід «Взаємодія кальцію з водою».

Учні пишуть рівняння хімічної реакції:

Ca + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + H 2 .

УЧИТЕЛЬ. У чашці Петрі знаходиться кальцій, а в кристалізаторі - вода. Додаємо у воду фенолфталеїн. Беремо щипцями шматочок кальцію, опускаємо його у воду. Починається виділення водню. За рахунок утворення гідроксиду кальцію і зміни фарбування фенолфталеїну вода в кристалізаторі стала малиновою.

2. Досвід «Взаємодія магнію з киснем».

Учні знову пишуть рівняння хімічної реакції:

2Mg + O 2 = 2MgO.

УЧИТЕЛЬ. У чашці Петрі знаходиться магній. Беремо щипцями шматочок магнію і підпалюємо його. Він швидко і дуже яскраво згоряє. Утворюється оксид магнію.

Але берилій, магній і лужноземельні метали можуть взаємодіяти і з іншими неметалами. Утворюються відповідні бінарні сполуки - гідриди, галогеніди, сульфіди, карбіди, нітриди і т.д. До якого типу належать ці реакції (по числу і складом вихідних і отриманих речовин)?

Завдання для класу.

Скласти рівняння хімічних реакцій і назвати отримані сполуки:

1) барій + водень ® ....;

2) берилій + хлор ® ....;

3) кальцій + сірка ® ....;

4) кальцій + вуглець ® ....;

5) магній + азот ® ... ..

Учень, який раніше за всіх справляється з цим завданням, виходить до дошки, записує рівняння реакцій і розставляє коефіцієнти методом електронного балансу з вивченого у 8-му класі алгоритмом, одночасно коментуючи свої дії.

УЧЕНЬ. Підкреслюємо символи елементів, ступеня окиснення яких змінюються; складаємо електронні рівняння, визначаючи число відданих і прийнятих електронів; зрівнює кількість відданих і прийнятих електронів, підібравши найменше спільне кратне і додаткові множники, і, нарешті, розставляємо коефіцієнти.

Таким чином, клас ще раз повторить і закріпить алгоритм розстановки коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій методом електронного балансу, оскільки ОВР є одним з основних елементів змісту ЄДІ.

3. Досвід «Взаємодія з кислотами».

УЧИТЕЛЬ. Всі метали цієї підгрупи взаємодіють з розчинами сильних кислот.

Учні записують рівняння хімічних реакцій:

Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2,

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2.

УЧИТЕЛЬ. А тепер давайте згадаємо, чому лужно-земельні метали так називаються.

УЧЕНЬ. Словом «земля» алхіміки позначали погано розчинні сполуки. Оскільки при змочуванні водою оксидів кальцію, стронцію і барію утворювалася лужне середовище, то ці оксиди стали називати лужними землями, а метали - лужно-земельними.

УЧИТЕЛЬ. У чому особливість берилію?

УЧЕНЬ. Берилій є елементом, оксид і гідроксид якого виявляють амфотерні властивості: вони утворюють солі при взаємодії як з кислотами, так і з лугами.

УЧИТЕЛЬ. Доведіть це відповідними рівняннями реакцій.

УЧЕНЬ (виходить до дошки і записує рівняння). Взаємодія оксиду берилію з хлороводородной кислотою:

BeO + 2HCl = BeCl 2 + H 2 O,

взаємодія оксиду берилію з гідроксидом натрію:

BeO + 2NaOH = Na 2 BeO 2 + H 2 O.

УЧИТЕЛЬ. А тепер ми проведемо такий експеримент. Перед вами знаходяться зразки cолей трьох металів. Усі вони на вигляд однакові. А як же визначити, де сіль кальцію, де барію, а де стронцію? Для цього звернемося до довідкового матеріалу.

На даному етапі необхідно провести якісне виявлення іонів лужноземельних металів: облити тампони, що лежать в чашках, етиловим спиртом і підпалити. Звернути увагу на колір полум'я спирту.

Станція «Споживча»

Далі вчитель звертає увагу на опорний конспект, який лежить на столах учнів, активно обговорює його з класом. Необхідний для запам'ятовування матеріал учні позначають у себе в зошитах.


Опорний конспект

Одержання металів II групи,

головної підгрупи

1. Кальцій і стронцій отримують електролізом розплавів їх хлоридів:

2. Для отримання барію використовують алюмотермія:

3. Берилій отримують відновленням магнієм з фториду:

4. Магній одержують у промисловості з морської води. Іони магнію, що містяться в морській воді, осаджують у вигляді гідроксиду, який потім переводять в хлорид, електролізом розплаву хлориду магнію отримують метал:


Закріплення вивченого матеріалу

УЧИТЕЛЬ. Ну ось і підійшло до кінця наше подорож в місто «Щелочноземельск». Але не турбуйтеся, адже попереду нас з вами чекає захоплююча екскурсія по інших містах «Метал», таким, як «Желєзногорськ» і «Алюміневск». Але перш ніж поїхати в наше містечко Рассказово, необхідно відповісти на запитання від мешканців «Щелочноземельска».

Для закріплення вивченого матеріалу використовуються картки, в яких два питання: перший спрямований на відтворення теоретичного матеріалу, а другий - це завдання або вправа з хімії (застосування знань у знайомій ситуації). На цей вид роботи відводиться 15 хв.

Перевірочна робота за темою «Берилій, магній і лужноземельні метали»

К а р т о ч до а 1

1. Що спільного і в чому відмінність в будові атомів елементів головної підгрупи II групи періодичної системи? Чи можна їх назвати елементами з постійною ступенем окислення?

2. Які речовини з перерахованих нижче можуть реагувати з металевим магнієм при звичайних умовах:

а) розбавлена ​​сірчана кислота;

б) концентрована азотна кислота;

в) гідроксид натрію;

г) хлорид алюмінію (розчин);

д) хлорид міді (II) (розчин)?

Напишіть рівняння відповідних реакцій.

К а р т о ч до а 2

1. Виходячи з положення барію і кальцію в періодичній системі Д. І. Менделєєва, припустіть:

а) який з цих двох металів має більш високу температуру плавлення?

б) який з цих двох металів більш твердий?

в) Який з цих двох металів є більш сильним відновником?

Поясніть свої припущення.

2. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

ВАЛТ 3 ® ВаО ® Ва (ОН) 2 ® ВаSО 3 ® ВаSО 4.

Рівняння останньої реакції запишіть також в іонній формі.

К а р т о ч до а 3

1. Які елементи називають лужноземельними металами? Чи можна їх ототожнювати з усіма елементами головної підгрупи II групи періодичної системи?

2. Перелічіть відомі вам хімічні властивості елементів аналізованої підгрупи. Напишіть рівняння реакцій магнію з киснем, кальцію з вуглецем, барію з водою, стронцію з воднем.

К а р т о ч до а 4

1. Розкажіть про біологічної ролі елементів магнію та кальцію в живій природі. За рахунок яких продуктів харчування заповнюється запас кальцію в організмі людини?

2. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:

Ca ® Ca (OH) 2 Ca ® CaCO 3 Ca ® CaO Ca ® Ca (OH) 2 Ca ® CaCl 2 Ca ® Ca.

Рівняння останньої реакції запишіть також в іонній формі.

К а р т о ч до а 5

1. Які процеси називають кальціетерміей і магніетерміей? Які метали отримують такими способами? До якого типу металургійних процесів відносять кальціетермію і магніетермію?

2. Лучно-земельний метал масою 5 г окислила киснем повітря. Отриманий оксид прореагував з водою, в результаті утворився гідроксид металу масою 9,25 р. Який лужноземельний метал був узятий?

К а р т о ч до а 6

1. Коротко охарактеризуйте найважливіші солі лужних і лужноземельних металів і магнію, їх знаходження і роль в природі, застосування, властивості.

2. Оксид та гідроксид берилію мають амфотерний характер. Доведіть це рівняннями відповідних реакцій.

Підсумки уроку

УЧИТЕЛЬ. Хлопці! Чи сподобався вам наш сьогоднішній урок? Що нового (цікавого, захоплюючого, пізнавального) ви сьогодні для себе дізналися? Які знання, отримані сьогодні на уроці, знадобляться вам у вашій подальшому житті?

Учитель дякує учнів за співпрацю та за активну роботу на уроці.

Домашнє завдання

УЧИТЕЛЬ. Залишилось тільки записати домашнє завдання.

1) § 12 за підручником О. С. Габрієляна «Хімія. 9 клас »(М.: Дрофа, 2006), вправа 5 після параграфа.

2) Творче завдання. Написати твір (про хімічну речовину або процесі), присвячене хімії лужноземельних металів, або зробити плакати на цю тему.

Це для всіх учнів.

Для учнів, які бажають спробувати свої сили у вирішенні завдань високої складності: «582,4 г фосфіду кальцію розчинили в хлороводородной кислоті. Отримали фосфід водню і хлорид кальцію. Фосфід водню спалили і отримали оксид фосфору (V), який розчинили у 800 мл 25%-го розчину гідроксиду натрію, що має щільність 1,28 г / см 3. Складіть рівняння протікають реакцій і визначте, яка сіль утворилась в результаті цих перетворень. Яка масова частка солі утворилася в отриманому розчині? »[18, 20-23, 25].


3 .3 Завдання і тести по темі: «Лужноземельні метали»


3.3.1 Тест на тему: «Лужноземельні метали та їх сполуки»

Яка електронна конфігурація атома кальцію?

s 2 2 s 2 2 р 6 3 s 2 А) 1 s 2 лютого s 2 лютого р 6 березня s 2 Б) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

2 2 s 2 2 p 2 Г) 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 2 p 6 3 d 2 4 s 2 В) 1 s 2 лютого s 2 лютого p 2 Г) 1 s 2 лютого s 2 лютого p 3 Червень s 2 лютого p 3 червня d 2 квітня s 2

2. З якими з наведених нижче речовин реагує кальцій?

2 Б) Na 2 O А) Cl 2 Б) Na 2 O

В) Н 2 О Г) NaCl

3. З якими речовинами реагує гідроксид кальцію?

Б) SO 2 А) NaOH Б) SO 2

2 O Г) HCl В) Na 2 O Г) HCl

4. 3 PO 4 и Ca ( NO 3 ) 2 ? Якого складу осад утворюється при взаємодії розчинів солей Na 3 PO 4 і Ca (NO 3) 2?

А) NaNO 3 Б) Ca (OH) 2

2 HPO 4 В) Са 3 (РО 4) 2 Г) Na 2 HPO 4

5. соответствуют названия: Формулі речовини CaO відповідають назви:

а) гашене вапно, б) вапняк;

в) негашене вапно, р) палена вапно.

6. Найсильніше підставу з наведених нижче підстав - це:

б ) Mg(OH) 2 ; в ) Ca(OH) 2 ; г ) Ba(OH) 2 . а) Be (OH) 2, б) Mg (OH) 2, в) Ca (OH) 2; г) Ba (OH) 2.

7. З наведених нижче металів найбільш енергійно реагує з водою:

; б) Mg ; в) Ca ; г) Ba ; а) Be, б) Mg; в) Ca; г) Ba;

– Mg – Ca – Sr – Ba увеличиваются: 8.В ряду хімічних елементів Be - Mg - Ca - Sr - Ba збільшуються:

а) радіус атома; б) число електронів на зовнішньому шарі;

в) відновні властивості; г) кількість електронних рівнів.

9. Хімічно чистий оксид кальцію утворюється:

а) при спалюванні кальцію на повітрі; б) окисленням кальцію водою;

в) розкладанням гашеного вапна; г) окисленням кальцію воднем.

10. Для отримання металевого кальцію придатні методи:

а) електроліз розчину його хлориду; б) електроліз розплаву його хлориду;

в) відновлення з його оксиду; г) електроліз розчину його гідроксиду?

11. Розставте коефіцієнти, користуючись методом електронного балансу, в

+ H 2 SO 4 конц. MgSO 4 + H 2 S + H 2 O наступною схемою реакції: Mg + H 2 SO 4 конц. MgSO 4 + H 2 S + H 2 O

Порахуйте їх суму в правій частині рівняння. Вкажіть вірну відповідь.

а) 6; б) 7;

в) 9; р) 10.

12.Щелочноземельние метали отримують:

а) Металотермія; б) пирометаллургии;

в) електрометалургії; г) гідрометалургії.

13. Мінерал, що містить природний оксид алюмінію - це:

а) корунд, б) нефелін;

в) карналіт; г) глинозем.

14. Відновні властивості найяскравіше виражені в елемента:

; б) Mg ; в) Ca ; г) Ba ; а) Be, б) Mg; в) Ca; г) Ba;

15.Общее в будові атомів лужноземельних металів - це:

а) однаковий заряд ядра атома; б) однаковий радіус атома;

в) два електрони на зовнішньому г) однакова ступінь окислення?

електронному рівні;

4 соответствуют названия: 16.Формуле речовини CaSO 4 відповідають назви:

а) природний гіпс, б) мертвий гіпс;

в) безводний гіпс; г) палений гіпс.

17.Какова електронна конфігурація атома цинку?

d 10 4 s 1 ; б ) …3 d 9 4 s 1 ; а) ... 3 d 10 Квітня s 1; б) ... 3 d 4 Вересня s 1;

d 10 4 s 2 ; г ) …3 d 10 4 s 0 . в) ... 3 d 10 Квітня s 2; г) ... 3 d 4 жовтня s 0.

18. Вкажіть ступінь окиснення атома цинку в сполуках:

а) +1; б) +2;

в) +3; г) +6.

19. Цинк - метал:

а) жовтого кольору;

б) блакитно-сріблястого кольору;

в) чорного кольору;

г) сірувато-білого кольору.

20. Відзначте схеми здійсненних реакцій:

а) Zn + HCl ...;

б) Zn + NaOH ...;

в) Zn + MgSO 4 (р-р) ...;

г) Zn + Cl 2 ....

21. Сума коефіцієнтів в рівнянні реакції

ZnS + О 2 ...

дорівнює:

а) 8; б) 10;

в) 9; г) 11.

22. Користуючись електрохімічним рядом напруг металів, вкажіть метали, що витісняються цинком з розчинів їх солей.

а) Fe; б) Mg;

в) Sn; г) Ag.

23. При взаємодії цинку з концентрованою сірчаною кислотою виділяється:

а) SO 2, б) S;

в) H 2 S, р) H 2.

24. Оксид цинку має:

а) основними властивостями;

б) кислотними властивостями;

в) амфотерними властивостями [24-28].


3.3.2 Завдання

Завдання з рішеннями [29]

Завдання 1. При прожарюванні 50 кг чистого карбонату кальцію маса твердої речовини зменшилася на 4,4 кг. Скільки відсотків карбонату кальцію розклалося

3 = CaO + CO 2Рішення. CaCO 3 = CaO + CO 2

( CO 2 ) = 4400 г, ν ( CO 2 ) = m /М = 4400/4 = 100 моль m (CO 2) = 4400 г, ν (CO 2) = m / М = 4400 / 4 = 100 міль

3 ) = ν ( CO 2 ) = 100 моль ν (CaCO 3) = ν (CO 2) = 100 міль

( CaCO 3 ) = ν · М = 100 · 100 = 10000г = 10 кг. m (CaCO 3) = ν · М = 100 · 100 = 10000г = 10 кг.

3 равна: Частка розклалася CaCO 3 дорівнює:

( CaCO 3 ) / m общ ( CaCO 3 ) = 10/50 = 0,2 = 20%. m (CaCO 3) / m заг (CaCO 3) = 10/50 = 0,2 = 20%.

Відповідь. 20%

Завдання 2. 8г металу зі ступенем окислення +2 прореагувало з водою, і виділилося 4,48 л водню (н.у.). Визначте відносну атомну масу металу і назвіть його.


+ 2 H 2 O = X ( OH ) 2 + H 2X + 2 H 2 O = X (OH) 2 + H 2

H 2 ) = V / V m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль , ν (H 2) = V / V m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль,

X ) = ν ( H 2 ) = 0,2 моль , ν (X) = ν (H 2) = 0,2 моль,

) = m / ν = 8 / 0,2 = 40 г/моль. А (X) = m / ν = 8 / 0,2 = 40 г / моль.


Невідомий метал - кальцій Ca

Відповідь. (Х) = 40. А r (Х) = 40. Кальцій.

Завдання 3. З 20 т вапняку, що містить 0,04 масових часток, або 4%, домішки, отримали 12 т гідроксиду кальцію. Скільки масових часток, або процентів, це складає в порівнянні з теоретичним виходом?


( CaCO 3 ) = 20 · 0,96 = 19,2 т = 19 200 кг, Рішення. M (CaCO 3) = 20 · 0,96 = 19,2 т = 19 200 кг,

3 ) = m /М = 19200 / 100 = 192 кмоль, ν (CaCO 3) = m / М = 19 200 / 100 = 192 кмоль,

Ca ( OH ) 2 ) = ν ( CaCO 3 ) = 192 кмоль , ν (Ca (OH) 2) = ν (CaCO 3) = 192 кмоль,

теор m теор Ca ( OH ) 2 ) = ν · М = 192 · 74 = 14208 кг = 14,208 т (Ca (OH) 2) = ν · М = 192 · 74 = 14208 кг = 14,208 т

Ca ( OH ) 2 ) равен : Вихід (Ca (OH) 2) дорівнює:

Ca ( OH ) 2 ) = m практ / m теор η (Ca (OH) 2) = m практ / m теор = 12 / 14, 208 = 0,845 = 84,5%


Відповідь. 84,5%

Завдання 4. Зразок жорсткої води містить 100 мг / л гідрокарбонату кальцію і 30 мг / л сульфату кальцію. Скільки карбонату натрію потрібно для пом'якшення 1 м 3 такої води.


Рішення. Ca (HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 ↓ + 2 NaHCO 3

3 CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 . ↓ + Na 2 SO 4.

( Ca ( HCO 3 ) 2 ) = 100 мг / л · 1000 л = 1000 000 мг = 100 г , m (Ca (HCO 3) 2) = 100 мг / л · 1000 л = 1000 000 мг = 100 г,

( Ca ( HCO 3 ) 2 ) = m / М = 100 / 162 = 0, 617 моль , ν (Ca (HCO 3) 2) = m / М = 100 / 162 = 0, 617 міль,

1 ( Na 2 CO 3 ) = ν ( Ca ( HCO 3 ) 2 ) = 0, 617 моль , ν 1 (Na 2 CO 3) = ν (Ca (HCO 3) 2) = 0, 617 міль,

( CaSO 4 ) = 30 мг/л · 1000 л = 30000 мг = 30 г, m (CaSO 4) = 30 мг / л · 1000 л = 30000 мг = 30 г,

( CaSO 4 ) = m /М 30/136 = 0, 221 моль, ν (CaSO 4) = m / М 30/136 = 0, 221 міль,

2 ( Na 2 CO 3 ) = ν ( CaSO 4 ) = 0, 221 моль . ν 2 (Na 2 CO 3) = ν (CaSO 4) = 0, 221 міль.

( Na 2 CO 3 ) = ν 1 ( Na 2 CO 3 ) + ν 2 ( Na 2 CO 3 ) = 0, 617 + 0, 221 = 0, 838 моль , m ( Na 2 CO 3 ) = ν · М = 0,838 ·106 = 88, 8 г ν (Na 2 CO 3) = ν 1 (Na 2 CO 3) + ν 2 (Na 2 CO 3) = 0, 617 + 0, 221 = 0, 838 міль, m (Na 2 CO 3) = ν · М = 0,838 · 106 = 88, 8 г

( Na 2 CO 3 ) = 88,8 г. Відповідь. M (Na 2 CO 3) = 88,8 м.


Завдання для самостійної роботи

1. З якими із запропонованих речовин буде реагувати оксид барію: ортофосфорна кислота, оксид сірки (IV), оксид берилію, оксид магнію, соляна кислота, оксид фосфору (V), хлорид заліза (II)? Складіть рівняння можливих реакцій.

Запишіть рівняння реакцій, які відповідають наступним перетворенням



2.Смесь карбонатів кальцію і магнію масою 26,8 г обробили кислотою. При цьому виділилось 6,72 л газу (н. у.). Визначте масові частки компонентів у суміші.


Відповідь. (СаСО 3) = 37,3%; (MgСО 3) = 62,7%.


3.При прожарюванні 10 г суміші негашеного вапна, кальцинованої соди і питної соди виділилося 336 мл газу (н. у.), А при дії на таку ж масу суміші хлороводородной кислотою виділилося 1,792 л газу (н. у.). Визначте склад суміші у відсотках.


Відповідь. (СаО) = 21,8%; (Na 23) = 53%; (NaHCО 3) = 25,2% [30, 31].


Ланцюжка перетворень

. 1. Карбонат кальция I. 1. Карбонат кальцію гидроксид кальция ® карбонат кальция ® нитрат кальция. оксид кальцію ® гідроксид кальцію ® карбонат кальцію ® нітрат кальцію.

сульфат магния ® нитрат магния ® оксид магния ® ацетат магния. 2. Магній ® сульфат магнію ® нітрат магнію ® оксид магнію ® ацетат магнію.

сульфат кальция ® сульфид кальция ® сульфат кальция ® гидроксид кальция ® оксид кальция ® гидрокарбонат кальция. 3. Хлорид кальцію ® сульфат кальцію ® сульфід кальцію ® сульфат кальцію ® гідроксид кальцію ® оксид кальцію ® гідрокарбонат кальцію.

оксид магния ® гидроксид магния ® хлорид магния ® гидроксокарбонат магния ® сульфат магния ® гидроксид магния. 4. Магній ® оксид магнію ® гідроксид магнію ® хлорид магнію ® гідроксокарбонат магнію ® сульфат магнію ® гідроксид магнію.

оксид магния ®® гидроксид магния ®® нитрат магния. 5. Сульфід магнію ® оксид магнію ® ... ® гідроксид магнію ® ... ® нітрат магнію.

гидроксид кальция ® карбонат кальция ® оксид кальция ® карбид кальция ® гидроксид кальция ® гидрокарбонат кальция. 6. Кальцій ® гідроксид кальцію ® карбонат кальцію ® оксид кальцію ® карбід кальцію ® гідроксид кальцію ® гідрокарбонат кальцію.

. II. Використовуючи схему «Кальцій і його сполуки», напишіть рівняння реакцій 1 - 14


Контрольні роботи з теми: «Лужноземельні метали»

Варіант I

1. Чому хімічні елементи: кальцій, стронцій, барій, радій, що знаходяться в II групі головної підгрупи ПСХЕ Д. І. Менделєєва, називають лужноземельними металами? Відповідь поясніть записом рівнянь хімічних реакцій.

Чому палаючий магній не можна гасити водою?

3. Напишіть рівняння хімічних реакцій, що характеризують хімічні властивості оксиду кальцію. Чому будівельники називають його «кипілка»?

4. Як у побуті частково пом'якшують жорстку воду: а) не застосовуючи хімічних реактивів, б) використовуючи домашні засоби?

Варіант II

1. , Cl 2 , Н 2 , Н 2 О, NaOH , H 2 S О 4 , CuSO 4 , КС1, реагирует кальций? З якими з перерахованих речовин, формули яких: О 2, S, Cl 2, Н 2, Н 2 О, NaOH, H 2 S О 4, CuSO 4, КС1, реагує кальцій? Запишіть рівняння хімічних реакцій.

Що спільного і чим відрізняються лужноземельні і лужні метали? Як змінюється хімічна активність металів головної підгрупи другої групи зі зростанням порядкових номерів їх утворюють хімічних елементів (вкажіть стрілкою)?

Вапняну воду розділили на дві порції. Через одну пропускали оксид вуглецю (IV) до тих пір, поки спочатку з'явився осад не розчинився, потім обидві порції злили. Припустімо, що можна спостерігати при цьому. Запишіть рівняння всіх відбуваються реакцій і відзначте їх ознаки. Назвіть отримані речовини.

Назвіть дві-три солі лужноземельних металів, добре і погано розчинних у воді. Які з них можуть обумовлювати жорсткість води?

Варіант III

Чи можна отримувати лужноземельні метали електролізом водних розчинів їх солей? Відповідь підтвердіть записом рівнянь відбуваються хімічних реакцій.

Назвіть два-три способи усунення карбонатної жорсткості води. Відповідь поясніть рівняннями хімічних реакцій.

Які досліди треба провести, щоб підтвердити відновні властивості магнію?

Як буде змінюватися світіння лампочки в приладі для випробування електропровідності розчинів, якщо його електроди опустити в вапняну воду, через яку пропускати оксид вуглецю (IV)? Чому?

ДОДАТКОВІ ЗАВДАННЯ

Три хімічних елемента «А», «Б», «В» утворюють різні сполуки. Речовина «АВ» - розчиняється у воді, забарвлюючи лакмус у синій колір. З'єднання, до складу якого входять всі три хімічних елементи, не розчиняється у воді, але утворює розчинну речовину якщо на нього діяти водою і з'єднання «Б» з «В». Які хімічні елементи умовно позначені літерами? Про які з'єднаннях і реакціях йде мова? Складіть рівняння хімічних реакцій.

Гідрид барію горить на повітрі, а при реакції з водою утворює водень. Запишіть рівняння цих реакцій і вкажіть, що окислюється і що відновлюється в кожній з них.

Якщо оксид кальцію на довгий час залишити на повітрі, його маса зміниться. Як? Чому?

, если: а) понизить температуру, б) повысить давление, в) увеличить концентрацию оксида углерода (IV)? В якому напрямку зміститься рівновага хімічної реакції СаСО 3 + Н 2 О + СО 2 = Са (НСО 3) + Q, якщо: а) знизити температуру, б) підвищити тиск, в) збільшити концентрацію оксиду вуглецю (IV)?

Гори Кримського півострова в основному складаються з вапняку. Поясніть причину великої кількості печер в цих горах.

Поясніть, чому з металевого магнію не роблять побутові вироби, а порівняно легкий і міцний метал кальцій не використовується в авіаційній промисловості [29-32].


ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. ВИСНОВКИ


В експерименті брали участь учні 9 класів МОУ СЗШ-ліцей № 14 м. Нальчик (вибіркова сукупність становила 45 школярів).

Після проведення розроблених занять були проведені контрольні роботи і тести, які наведені в останньому розділі. Результати експерименту в школі наведені в діаграмах, відображають зміни якості знань і успішності в контрольному (9а) та експериментальному (9 (б)) класах.


Діаграма 1. Рівень успішності і якість знань учнів у контрольному та експериментальному класах


Таким чином, обрана тематика сприяла підвищенню якості знань, наукового та екологічного світогляду, а головне викликала інтерес учнів до більш глибокого вивчення хімії.


ВИСНОВКИ


На основі проведеної роботи можна зробити наступні висновки:

1. У програмах і навчальних посібниках з хімії недостатньо відображений екологічно важлива інформація, що заважає плідній вивчення цих розділів хімії

2. Виконаний огляд підтверджує наявність широкого спектру проблем екологічного характеру, пов'язаних з елементами II групи. Ці відомості можуть бути використані при плануванні та реалізації навчально-виховної роботи

3. результати експерименту підтверджують ефективність екологізації як засіб удосконалення навчально-виховної роботи та підвищення якості знань учнів.

ЛІТЕРАТУРА


Рудзітіс Г.Є., Фельдман Р.Г. Підручник для 8 класу середньої школи. М.: Просвещение, 1992.

Рудзітіс Г.Є., Фельдман Р.Г. Підручник для 9 класу середньої школи. М.: Просвещение, 1992.

Рудзітіс Г.Є., Фельдман Р.Г. Підручник для 11 класу середньої школи. М.: Просвещение, 1992.

Ахметов Н.С. Підручник для 8 класу загальноосвітніх установ. М.: Просвещение, 1998 р.

Іванова Р.Г. Хімія, 8-9 - М.: Просвещение, 2003.

Кузнєцова Н.Є., Титова І.М., Гара М.М. Хімія. - М.: Вентана - Граф, 1997.

Гузей Л.С., Сорокін В.В., Суровцева Р.П. Хімія. - М.: Дрофа, 1995.

Мінченков Є. Є., Зазнобіна Л.С., Смирнова Т.В. Хімія - 8. . - М.: Школа - Прес, 1998.

Журін А.А. Робоча зошит для 8 класу. Ч.2. - М.: Відкритий світ, 1996.

О. С. Габрієлян, Н.П. Воскобойнікова, А.В. Ящукова. Настільна книга вчителя. Хімія. 8 клас. М.: Дрофа, 2003 р.

.1 september . ru Матеріали сайту www .1 september. Ru

Хімія: Великий довідник для школярів і вступників у вузи / Є. А. Алфьорова, Н.С. Ахметов, Н.В. Богомолова та ін М.: Дрофа, 1999. с. 430-438.

Алпатов А.М. Розвиток і перетворення навколишнього середовища. Л.: Наука, 1983

Богдановський Г.А. Хімічна екологія. М.: МГУ, 1994.

Міллер Т. Життя у навколишньому середовищі. У 3 кн. М: Пангея, 1996, т. 3.

Фелленберг Г. Забруднення природного середовища. М.: Світ, 1997.

Небел Б. Наука про навколишнє середовище. У 2 т. М.: Світ, 1993.

Сайт «Я йду на урок хімії» www.1september.ru

Ахметов М.А. Система навчальних завдань: творчий рівень. / Хімія в школі, 2004, № 1, с. 21 - 28.

Бусева А.І., Єфімов І. П.. Визначення, поняття, терміни в хімії. М.: Просвещение, 1981, 192 с.

H.В. Єгорова. Наш підхід до екологічної освіти учнів / / Хімія в школі. - 2002. - № 5. - С. 40 - 43.

Табуева Е.М. Екологічна освіта як чинник формування культурного потенціалу особистості / / Хімія в школі. - 2004. - № 5. - С.18-19.

Боброва О.В. Організація самостійної роботи учнів при вивченні нового матеріалу / / Хімія в школі. - 1996. - № 5. - С. 23.

Сорокін В.В., Злотников Е. Г. Перевір свої знання: Тести з хімії: Кн. для учнів. - М.: Просвіта: Учеб. лит., 1997.

М.М. Черняєв, М.А. Ахметов. Тестові завдання та індивідуалізація навчання / Хімія в школі, 2001, № 9.

Суровцева Р.П., Гузей Л.С., останної Н.І., Татур А.О. Тести з хімії. 8-9 класи. Навчально-методичний посібник. М.: Дрофа, 1997.

Афоніна І.Г. Тестові завдання в курсі хімії. / / Хімія в школі. - 2002. - № 7. - С. 43 - 45.

Хімія: Збірник тестових завдань для підготовки до підсумкової атестації (варіанти і відповіді, рішення розрахункових задач). 9 клас (базовий рівень) / Н.В. Шіршіна. - Волгоград.: Учителю, 2004. - С.81.

Р. П. Суровцева, С. В. Сафронов. Завдання для самостійної роботи з хімії. М.: Просвещение, 1993 р.

Гольбрайх З.Є. Збірник завдань і вправ з хімії. Учеб. посібник для хім.-техн. вузів. М.: Вищ. шк., 1984, стор 224.

Глоріоза П.А., Рисс В.Л. Перевірочні роботи з хімії. 7, 8, 9, 10 класи. М.: Просвещение, 1980, 1981, 1985.

Гаврусейко Н.П. Перевірочні роботи з неорганічної хімії. 8-9 класи. М.: Просвещение, 1990.


Посилання (links):
  • http://www.1september.ru/
  • Додати в блог або на сайт

    Цей текст може містити помилки.

    Педагогіка | Диплом
    295.2кб. | скачати


    Схожі роботи:
    Дослідження можливості наповнення теми Елементи II групи періодичної системи Менделєєва ДІ прикладним
    Елементи s-блоку періодичної системи
    Встановлення і використання міжпредметних зв`язків при вивченні елементів III і V групи періодичної
    Дослідження процесу ректифікації в насадок колоні періодичної дії
    Розкладання в ряд Фурє несинусоїдальної періодичної функції напруги та дослідження її впливу
    Методика викладання теми Елементи логіки в курсі математики 5 6 класів
    Методика викладання теми Елементи логіки в курсі математики 5-6 класів
    Екологічні аспекти викладання теми Р-елементи на уроках хімії та екології
    Порівняльне дослідження масової і якісної преси на прикладі періодичної преси р
    © Усі права захищені
    написати до нас