Пропусканием через ионнообменную смолу

 

а) катионный обмен:

2RH + Ca²⁺ → R₂Ca + 2H⁺

б) анионный обмен:

2ROH + SO₄^2- → R₂SO₄ + 2OH^-

(где R - сложный органический радикал)

 

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1 " Строение атомов элементов главной подгруппы II группы и изменение свойств атомов с увеличением порядкового номера элемента"

Тренажёр №2 " Уравнения реакций магния и щелочноземельных металлов с кислородом"

Тренажёр №3 "Уравнения реакций, характеризующих химические свойства оксидов магния и щелочноземельных металлов"

Тренажёр №4 " Характеристика реакции гидроксида кальция с соляной кислотой"

Тренажёр №5 " Характеристика кальция по положению в Периодической системе Д. И. Менделеева"

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Используя дополнительные источники и учебник, заполните таблицу «Соединения кальция»

Название вещества	Химическая формула	Физические свойства	Практическое значение
Гашёная известь
Негашёная известь
Известковое молоко
Известковая вода
Гипс природный
Жжёный гипс

 

№2. Составьте уравнения реакций для осуществления следующих превращений:
Ca -> CaO -> Ca(OH)₂ -> CaCO₃ -> CaO -> CaCl₂ -> Ca₃(PO₄)₂
Уравнение последней реакции запишите не только в молекулярном, но и в ионном виде.

 

№3. Дайте характеристику КАЛЬЦИЮ по плану:
1. Положение в ПСХЭ
2. Строение атома
3. Физические свойства
4. Получение
5. Химические свойства (запишите УХР кальция с кислородом, серой, соляной кислотой, водой, водородом, хлором)
6. Применение кальция.

 

 

Реакция с кислородом.

Все металлы образуют оксиды RO, барий образует пероксид – BaO₂:

2Mg + O₂ → 2MgO

Ba + O₂ → BaO₂

Опыт "Горение кальция на воздухе"

С другими неметаллами образуются бинарные соединения:

Be + Cl₂ → BeCl₂ (галогениды)

Ba + S → BaS (сульфиды)

3Mg + N₂ → Mg₃N₂ (нитриды)

Ca + H₂ → CaH₂ (гидриды)

Ca + 2C → CaC₂ (карбиды)

3Ba + 2P → Ba₃P₂ (фосфиды)

Бериллий и магний сравнительно медленно реагируют с неметаллами.

Все металлы растворяются в кислотах:

Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂­

Mg + H₂SO₄(разб.) → MgSO₄ + H₂­

Бериллий также растворяется в водных растворах щелочей:

Be + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Be(OH)₄] + H₂­

5. Качественная реакция на катионы щелочноземельных металлов – окрашивание пламени в следующие цвета:

 

Ca²⁺ - темно-оранжевый

Sr²⁺- темно-красный

Ba²⁺ - светло-зеленый

 

Катион Ba²⁺ обычно открывают обменной реакцией с серной кислотой или ее солями:

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

Сульфат бария – белый осадок, нерастворимый в минеральных кислотах.

 

Оксиды щелочноземельных металлов

 

Получение

 

1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)

2) Термическое разложение нитратов или карбонатов

 

CaCO₃ ^t˚C→ CaO + CO₂­

2Mg(NO₃)₂ ^t˚C→ 2MgO + 4NO₂­ + O₂­

 

Химические свойства

 

Типичные основные оксиды. Реагируют с водой (кроме BeO и MgO), кислотными оксидами и кислотами

 

СаO + H₂O → Са(OH)₂

3CaO + P₂O₅ → Ca₃(PO₄)₂

BeO + 2HNO₃ → Be(NO₃)₂ + H₂O

BeO - амфотерный оксид, растворяется в щелочах:

 

BeO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Be(OH)₄]

 

Гидроксиды щелочноземельных металлов R(OH)₂

 

Получение

Реакции щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂­

CaO (негашеная известь) + H₂O → Ca(OH)₂(гашеная известь) Видео-опыт

Химические свойства

 

Гидроксиды R(OH)₂ - белые кристаллические вещества, в воде растворимы хуже, чем гидроксиды щелочных металлов (растворимость гидроксидов уменьшается с уменьшением порядкового номера; Be(OH)₂ – нерастворим в воде, растворяется в щелочах). Основность R(OH)₂ увеличивается с увеличением атомного номера:

 

Be(OH)₂ – амфотерный гидроксид

Mg(OH)₂ – слабое основание

Са(OH)₂ - щелочь

остальные гидроксиды - сильные основания (щелочи).

 

1) Реакции с кислотными оксидами:

 

Ca(OH)₂ + СO₂ → CaСO₃↓ + H₂O! Качественная реакция на углекислый газ

Ba(OH)₂ + SO₂ → BaSO₃↓ + H₂O

 

2) Реакции с кислотами:

 

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

 

3) Реакции обмена с солями:

 

Ba(OH)₂ + K₂SO₄ → BaSO₄↓+ 2KOH

 

4) Реакция гидроксида бериллия со щелочами:

 

Be(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Be(OH)₄]

Жесткость воды

 

Природная вода, содержащая ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, называется жесткой. Жесткая вода при кипячении образует накипь, в ней не развариваются пищевые продукты; моющие средства не дают пены.

Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость – хлоридов и сульфатов.

Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной.

 

Удаление жесткости воды осуществляется путем осаждения из раствора ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ (см. способы устранения жёсткости воды):

 

1) кипячением:

Сa(HCO₃)₂ ^t˚C→ CaCO_3↓+ CO₂­ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ ^t˚C→ MgCO₃↓+ CO₂­ + H₂O

 

2) добавлением известкового молока:

 

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

 

3) добавлением соды:

 

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ →CaCO₃↓+ 2NaHCO₃

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄

MgCl₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃↓ + 2NaCl