Урок "Кальций и его соединения"
план-конспект урока по химии (9 класс)

Урок химии в 9 классе. Тема: «КАЛЬЦИЙ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ»

Учитель химии Солохина Любовь Викторовна, МБОУ СОШ № 10 г. Вязьмы
Цели: расширить знания учащихся о кальции, как элементе и веществе; закрепление умений и навыков по составлению уравнений химических реакций; изучение соединений кальция, их значения и применения;

развитие познавательной активности;

расширение кругозора учащихся;  воспитывать культуру умственного труда; продолжить формирование культуры «химической» речи.

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель: Мы много говорим о значении той или иной науки в жизни, но иногда затрудняемся ответить на вопрос: где могут пригодиться в жизни знания по данной теме. Сегодня мы попытаемся решить эту проблему.

II. Мотивация. Актуализация знаний

У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элемента тоже есть свой «дом». Как он называется?

В проезде ученическом
Есть дом Периодический -
Квартиры там и тут.
А в них металлы разные  -
Хорошие, прекрасные
Спокойные, ужасные
Давным-давно живут.
Наш металл - один «из жильцов» этого «дома».
Меня в составе мрамора найди,
Я твёрдость придаю кости,
В составе извести меня найдёшь,
Теперь меня ты твёрдо назовёшь (Ответ: кальций. Слайд 2).
Тема нашего урока: «Кальций, его соединения».

Урок необычный - урок интервью. Сегодня большинство из вас получат первоначальные навыки профессии корреспондента. Вы будете задавать вопросы, а учёные-специалисты будут на ваши вопросы отвечать.
Чтобы было меньше газетных «уток», будьте внимательны, ведите строгий учёт полученных сведений в своих блокнотах. Ведь вам необходимо будет написать статью в газету. А сопровождать наше интервью будет компьютерное обеспечение. (Выступления учёных-специалистов сопровождаются демонстрацией фрагментов при помощи мультимедийного проектора.) Итак, прошу специалистов занять свои места; в эфире передача «Известное об известном» и её постоянный Ведущий.

Ведущий: Уважаемые дамы и господа, сегодня тема нашего разговора «Кальций - вчера, сегодня, завтра». В нашей студии присутствуют ведущие специалисты страны, для того, чтобы обсудить все вопросы, которые вы нам прислали, связанные с химическим элементом кальцием. Итак, у нас в гостях: Историк, Биолог, Геолог, Стоматолог, Химик-практик, Строитель, Спелеолог, Врач-диетолог, Скульптор, Поэтесса. Вопрос к Историку: «Расскажите об объекте Вашего исследования».

Ученый-Историк:
- Этим объектом является кальций. (Работа у периодической системы.)
Это элемент 4 периода, 2 группы, главной подгруппы. На внешнем энергетическом уровне у него 2 спаренных «эс» электрона, валентность 2, степень окисления +2, относительная атомная масса 40 атомных единиц массы.
Содержание в земной коре 3,6% (5-ое место после кислорода, кремния, алюминия и железа). Название элемента происходит от латинского слова «калькс», которым обозначали не только известняк, мел, мрамор, где кальций есть, но и многие другие легкообрабатываемые минералы, где кальция могло и не быть. Кальций был открыт в 1808 г. Получил кальций методом электролиза учёный Г.Дэви (Слайд 3,4).

Кальций относится к щелочноземельным металлом. К этой группе относят металлы кальций, стронций, барий, радий (иногда бериллий и магний). Они названы так потому, что их оксиды (по терминологии алхимиков «земли») сообщают воде щелочную среду. Задание обучающимся: Что общего в строении элементов 2 группы главной подгруппы? Напишите электронное строение и сделайте вывод (Слайд 5). Посмотрите на химические элементы, окружающие кальций в периодической системе. Слева от него находятся щелочной металл, справа – d-элемент 4-ого периода. Задание для обучающихся: Сравните кальций с соседними по периоду и по подгруппе  химическими элементами. Как изменяются восстановительные свойства элементов  второй группы главной подгруппы? Почему? (вопросы для обучающихся). Ответ: С ростом порядкового номера сверху вниз в подгруппе восстановительные свойства элементов усиливаются. Что связано с увеличением радиусов их атомов.

Ведущий: Перед нами Геолог.

Геолог: Обратимся  к электрохимическому ряду напряжений металлов. Здесь кальций находится в самом начале его. Следовательно, кальций – активный металл. Кальций, также как другие щелочные и щелочноземельные металлы, встречается в природе в виде соединений. Основные природные соединения – известняк, мрамор, мел, в гидросфере его содержится 0,4%. Минералы кальция: кальцит, исландский шпат и аргонит СаСО3 , ангидрид СаSO4, гипс, флюорид (плавиковый шпат) – широко распространены. Круговороту способствует выветривание известковых отложений.

Старший брат-красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
 строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом?
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
КАК рисует. Посмотри,
Этот CaCO3.

Рассмотрите образцы у вас на столах. Это мрамор, мел и известняк – хорошо известные и широко применяемые минералы. Известняк – прекрасный строительный камень, сырьё для получения цемента, гашеной и негашёной извести, стекла (Слайд 6).  Мел – это школьные мелки, зубная паста, его используют для получения побелки, бумаги, резины (Слайд 7) . Мрамор – это минерал скульпторов и архитекторов, он встречается в природе гораздо реже (Слайд 8) . Довольно широко распространены такие минералы кальция, как гипс, флюорит, доломит. Кроме этого в виде солей кальций присутствует в природной воде, обуславливая её жёсткость (Слайд 9) . Соединения находятся практически во всех животных и растительных организмах. Задание обучающимся: Работая с учебником, просматривая презентацию, запишите формулы соединений с названиями.
Ведущий: Теперь слово предоставляем Учёному-биологу.
Учёный-биолог.
- Я изучала нахождение кальция в природе, в живых организмах и его значение. Кальций и живые организмы (раковины моллюсков, скелеты животных, ракушечный известняк с окаменелостями, яйца птиц, кораллы. Слайд 10).
Природный кальций – смесь стабильных изотопов. Наиболее распространен кальций – 40 (96.97%). В живых организмах кальций также играет большую роль. Так, у человека он участвует в процессе свертывания крови, образовании кровяного сгустка – тромба, регулирует работу сердца. Это материал для постройки костных скелетов. В организме человека массой 70 кг масса кальция составляет 1 кг 700г. Входит в состав зубов, костей, тканей и органов. Способствует работе нервной системы. При недостатке кальция руки теряют способность удерживать предметы, мышцы начинают судорожно сокращаться, сердечная мышца отказывается нормально работать (Слайд 11). Задание обучающимся: параграф 12, задача 1.

Ведущий: Чтобы не было этих проблем и как правильно питаться нам расскажет врач-диетолог.

Врач-диетолог: Чтобы не было проблем со здоровьем из-за нехватки кальция (Слайд 12). Здоровый человек должен получать в день 1,5г его. Необходимо напомнить, что кальций усваивается в нашем организме только в присутствии жиров: на каждые 0, 06 г кальция нужно съесть 1г жира. Наибольшее количество кальция содержится в сыре, твороге, петрушке, салате. Продукты питания, содержащие кальций, особенно необходимы детям и женщинам. У детей недостаток кальция в потребляемых им продуктах питания может вызвать нарушения скелетного развития и плохое качество зубов. У взрослых нехватка в организме кальция несет ответственность за возникновение остеопении, или остеопороза. Кроме этого, пониженное содержание кальция связывают с появлением рака толстой кишки и гипертонией.

Сколько кальция необходимо нам ежедневно? Взрослым рекомендуется 1000 мг кальция в день. Такую порцию кальция мы находим в следующем количестве продуктов питания:1 стакан молока + 50-60 г сыра + 1 йогурт. Кроме этого: ешьте почаще рыбу (2 раза в неделю – как минимум);

Еще бы мне хотелось уделить внимание важному биоэлементу – магнию. (Слайд 13).  Он играет роль стимулятора обмена веществ, содержится в печени, костях, крови, нервной ткани и мозге. Его в человеческом организме меньше, чем кальция, - всего 40 г. Но ему отведена очень большая роль: ионы магния «сшивают» молекулы белка в клубочки, обеспечивая структуру белка.  Магний входит в состав хлорофилла, а значит, участвует в процессах фотосинтеза.

Какие продукты питания содержат магний?
Содержание магния в основных продуктах питания сильно отличается. Довольно большое количество этого элемента содержится в доступных и недорогих продуктах питания – в гречневой крупе (200 мг на 100 г продукта) и в пшённой крупе (83 мг). Много магния находится в таких продуктах питания как фасоль (103 мг), горох (88 мг), шпинат (82 мг), арбуз (224 мг), молоко сухое (119 мг), халва тахинная (153 мг), орехи фундук (172 мг).
Вполне возможно обеспечить суточную потребность в магнии с помощью хлеба ржаного (46 мг) и хлеба пшеничного (33 мг), чёрной смородины (31 мг), кукурузы (36 мг), сыра (50 мг), моркови (38 мг), салата (40 мг), шоколада (67 мг).
Содержание магния в мясе и мясных продуктах следующее: свинина – 20 мг, телятина – 24 мг, кролик – 25 мг, ветчина – 35 мг, колбаса любительская – 17 мг, колбаса чайная – 15 мг, сосиски – 20 мг. Картофель содержит магний в количестве 23 мг на 100 г продукта, капуста белокочанная – 16 мг, свекла – 22 мг, томаты – 20 мг, лук зелёный и лук репчатый – 18 мг и 14 мг соответственно.
Относительно небольшое количество магния содержится в яблоках и сливах – всего лишь по 9 мг на 100 г продукта.
Почему следует знать о содержании магния в продуктах питания? При недостатке магния у человека развивается ряд патологий. Можно выделить следующие основные признаки дефицита магния: – нарушение работы сердечно-сосудистой системы; депрессивное состояние, сопровождающееся снижением концентрации внимания и памяти, быстрой утомляемостью, головокружением, головными болями; мышечные спазмы и судороги;  потеря аппетита, тошнота, рвота, смена запоров поносами.

Ведущий: Теперь слово предоставляем Стоматологу.
Стоматолог: Кальций – важная составляющая твердой ткани и эмали зубов. (Слайд 14).  В состав зубов входит фосфат кальция. Чтобы сохранить его в зубах, надо с детства есть богатые им продукты, ухаживать за зубами и не забывать посещать стоматолога. О том, почему кальций важен для красивой улыбки, и как выбрать продукты «для зубов», Кальций необходим для полноценного укрепления твердых тканей зубов в процессе их формирования и постоянном восстановления эмали после того, как зубы прорежутся. Поэтому обязательно включайте в рацион ребенка продукты, богатые кальцием и витамином D: молочные продукты, особенно творог и твердый сыр, яичный желток, масло.

Как сохранить кальций в зубах? Большинству детей и взрослых для профилактики кариеса зубов достаточно регулярно и правильно осуществлять уход за полостью рта, использовать зубные пасты и ополаскиватели, обладающие реминерализирующим действием (фторидсодержащие, кальцийсодержащие), ограничивать употребление сладостей и регулярно, не менее двух раз в год, посещать стоматолога.

Недостаток кальция в питании детей способен привести к формированию эмали с плохой устойчивостью к действию кислоты, при этом риск возникновения кариеса значительно повышается.

Поэтесса читает стих о карбонатах (ассистент показывает опыт: дует через трубку в раствор известковой воды, она мутнеет).
Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О
Приливает к образовавшемуся осадку уксусную кислоту, наблюдается вскипание, т.к. выделяется углекислый газ.
СаСО3 +2СН3СООН = Са(СН3СОО)2 +Н2О +СО2

СКАЗКА О БРАТЬЯХ КАРБОНАТАХ.

На земле живут три брата
Из семейства Карбонатов.
Старший брат - красавец МРАМОР,
Славен именем Карары,
Превосходный зодчий. Он
Строил Рим и Парфенон.
Всем известен ИЗВЕСТНЯК,
Потому и назван так.
Знаменит своим трудом,
Возводя за домом дом.
И способен, и умел
Младший мягкий братец МЕЛ.
Как рисует, посмотри,
Этот СаСО3!
Любят братья порезвиться,
В жаркой печке прокалиться,
СаО да СО2 образуются тогда.
Это углекислый газ,
Каждый с ним знаком из вас,
Выдыхаем мы его.
Ну, а это СаО -
Жарко обожжённая ИЗВЕСТЬ НЕГАШЁНАЯ.
Добавляем к ней воды,
Тщательно мешая,
Чтобы не было беды,
Руки защищаем,
Круто замешённая ИЗВЕСТЬ, но ГАШЁНАЯ!
Известковым молоком
Стены белятся легко.
Светлый дом повеселел,
Превратив извёстку в мел.
Фокус-покус для народа:
Стоит лишь подуть сквозь воду,
Как она легко-легко
Превратилась в молоко!
А теперь довольно ловко
Получаю газировку:
Молоко плюс уксус. Ай!
Льётся пена через край!
Всё в заботах, всё в работе
От зари и до зари –
Эти братья Карбонаты,
Эти СаСО3!

Задание обучающимся: Может быть, кто-нибудь из вас пишет стихи или прозу? Попробуйте сочинить стихотворение или рассказ про кальций и его соединения и прочитать нам его на следующем уроке.

Ведущий: Слово Строителю.

Строитель: Я в своей работе применяю гашеную известь. Ее смесь с песком и водой - хороший связывающий материал. Под действием углекислого газа смесь отвердевает

Са(ОН)2+ CO2 = СаСОз +Н2О.
Одновременно часть песка и смеси превращается в силикат

Ca(OH)2+SiO2 = CaSiO3+H2O.
Так же я широко применяю в строительстве карбонат кальция СаСОз - это мел, известняк, мрамор. Многие здания отделаны белым мрамором (Слайд 15).  Задание обучающимся: параграф 12, задача 3.

Спелеолог рассказывает:
     

В интересной и причудливой форме встречается карбонат кальция в пещерах. Это возможно благодаря деятельности подземных вод. В известняковых массивах они местами энергично растворяют СаСО3, поэтому и возможно образование пещер, сталактитов и сталагмитов. Сталактит, или капельник, — натечное конусообразное образование, спускающееся наподобие ледяных сосулек с потолка некоторых пещер. Потолочным образованиям соответствуют подобные же на полу пещеры сталагмиты. Иногда сталактиты и сталагмиты, вырастая, соединяются в фантастические колонны — сталагнаты (Слайд 16).  

Уравнения Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 +Н2О и

                    СаСО3 +Н2О + СО2 = Са(НСО3)2

Скульптор: Соединения кальция, такие как мрамор и гипс, очень хороший материал для нас, скульпторов. Из мрамора создавал свои прекрасные творения Микеланджело (Слайд 17). Сульфат кальция встречается в природе в виде минерала гипса CaSO4 . 2 H2O, представляющего собой кристаллогидрат (Слайд 18). Он используется для изготовления гипсовых скульптур, получения слепков. Но также используется в медицине для наложения неподвижных гипсовых повязок; в строительстве. Для этого применяют полуводный гипс 2CaSO4 .  H2O – алебастр, который при взаимодействии с водой образует двуводный гипс:

2CaSO4 .  H2O + H2O = 2CaSO4 .  2H2O

Ведущий: Какое же значение имеет кальций для химика? Слово предоставляем Химику-практику.

Химик-практик:
      Са – щелочноземельный металл, активно взаимодействует с простыми и сложными веществами. Поэтому его хранят под слоем керосина или в запаянных сосудах, как щелочные металлы. При нагревании на воздухе образуется оксид. А при взаимодействии с хлором, серой, азотом, водородом образуются хлориды, сульфиды, нитриды, гидриды. Бурно реагируя с водой, образует гидроксид. Задание обучающимся: используя общие схемы уравнений в учебнике, напишите уравнения реакций для кальция. Для любых двух уравнений напишите ОВ баланс, укажите окислитель и восстановитель (Слайд 19).

2Са +О2 =2СаО

Са + Cl2 = СаCl2

Са + S= СаS

3Са + N2 = Са3N2

Са + H2 = СаH2

Са + H2O = Са(OH)2 + H2

        Подобно алюминию кальций способен восстанавливать редкие металлы из их оксидов:

5Са + Nb2O5 = 5СаO + 2Nb

Все эти реакции имеют применение.

Д/з: параграф 12, знать формулы, названия, применение соединений кальция. Дополнить таблицу, дописав соединения магния. Подготовиться к игре «Ты – мне, я – тебе».

Подведение итогов урока. Дается общая оценка работы класса на уроке. Выставляются отметки за работу на уроке.

Рефлексия учебной деятельности на уроке. Как вы считаете, интересной ли была для вас сегодняшняя встреча? Что вам запомнилось больше всего? Ваши предложения (Обучающиеся высказывают свое мнение).