116497 (Методические особенности изучения темы "Бериллий и его соединения" посредством интегрированных уроков), страница 2

В геохимических процессах бериллий ведет себя как типично литофильный элемент. По классификации Перельмана бериллий относится к слабо мигрирующим элементам.

Содержание бериллия в горных породах

Наименование породы	Содержание бериллия x10-4
Ультраосновные породы Габбро-нориты Габбро Средние породы Кислые породы Щелочные породы	Менее 0,2 Менее 0,2 0,3 0,8 - 0,9 1 - 32 (ср 5) 5 - 20 (ср 7)

При рассмотрение распространения бериллия в магматических горных породах, следует отметить, что бериллий не накапливается не в ультраосновных, не в основных магмах, присутствую в них во много раз меньших количествах, чем его среднее кларк в земной коре. Таким образом геохимическая история бериллия в земной коре всецело связана с историей образования кислых и щелочных магм, заключающих в себе более 95% атомов бериллия. При этом особенности поведения бериллия в процессах кристаллизации кислых и щелочных магм определяются в первую очередь геохимической спецификой этих существенно отличных друг от друга процессов. Ничтожное содержание бериллия в гранитном расплаве исключает возможность образование индивидуализированных бериллиевых минералов. В то же время отсутствие в расплаве высоковалентных катионов, которые могли бы компенсировать вхождение бериллия в кристаллическую решетку силикатов, затрудняет и ограничивает захват бериллия породообразующими минералами гранитов. Таким образом, ограниченное рассеяние бериллия в продуктах главной фазы кристаллизации гранитной магмы приводит к его накоплению в продуктах конечной стадии кристаллизации. Особенно резкое, скачкообразное обогащение поздних магматических продуктов бериллием, по-видимому, происходит в процессе кристаллизации кварца гранитов, практически не принимающего бериллия в свою решетку. С этим процессом связано появление на поздних стадиях формирования гранитов расплавов, эманации и растворов, в различной стадии обогащенной бериллием. Дальнейшая судьба этих образований, определяющаяся общими закономерностями становления конкретного магматического очага и геохимической спецификацией, крайне разнообразна. Следы их деятельности мы видим в широко распространенных процессах мусковитизации и грейзенизации гранитов, когда в процессе изменения гранитов концентрации бериллия возрастает в два раза по сравнению с количеством в биотитовых и прочих гранитов, не затронутых процессом мусковитизации. Наиболее ярко эти процессы протекают в процессе образования постматических месторождений бериллия, приводящих к образованию месторождений содержащих многие тысячи тонн этого элемента. Наивысшее возможное содержание бериллия, присутствующего в качестве изоморфной примеси в минералах гранитов может достигать 15x10^-4-20x10^-4%. Несколько повышенное рассеяние бериллия наблюдается в гранитах с повышенным содержание редких земель. Останавливаясь на особенностях поведения бериллия в щелочных магмах необходимо подчеркнуть следующие факторы, влияющие на судьбу бериллия в этих процессах:

1. высокий кларк редких земель

2. длительное участие высоковалентных катионов в процессах минералообразования повышенная щелочность среды

3. Указанные факторы облегчают изоморфный захват бериллия в процессе кристаллизации породообразующих элементов, препятствуя концентрации бериллия. Несмотря, на значительно более высокое содержание бериллия по сравнению со средним кларком литосферы, наиболее типичной особенностью его поведения в щелочных породах является рассеяние. Появление концентрации бериллия в щелочных породах можно ожидать в процессе перераспределения бериллия в процессе широкомасштабной альбитизации пород, содержащих повышенное количество бериллия. Геохимическая история бериллия в пегматитовом процессе может служить ярким примером послемагматической концентрацией рассеянного элемента. Накапливаясь по мере развития пегматитового процесса после формирования зон графического и среднезернистого пегматита, и выделения крупных мономинеральных блоков микроклин-пертитов, бериллий концентрируется в остаточных обогащенных летучими порциях пегматитового расплава-раствора. Наконец в определенный момент, обычно отвечающий окончанию формирования крупных мономинеральных блоков, в условиях сильного пресыщения кремнием, накопления натрия и летучих компонентов начинается формирование главного бериллиевого минерала гранитных пегматитов - берилла, продолжающегося в стадии пневматолито-гидротермальных замещений. В период формирования пегматитов особенности концентрации и миграции бериллия тесно связаны с поведением летучих составных частей пегматитового расплава-раствора. Подобная связь четко проявляется в образование наиболее высоких концентраций бериллиевых минералов в апикальных участках пегматитовых тел. В обстановке относительно высокой концентрации щелочей, характерной для рассматриваемого периода формирования пегматитов, а также в присутствии галоидов и углекислоты, играющих роль активных экстракторов-минерализаторов, перенос бериллия осуществляется в форме подвижных комплексных соединений типа хлорбериллатов, фторбериллатов и карбонат бериллатов щелочных металлов мигрирующих в процессе формирование пегматита в надкритических, а позднее в водных растворах в центральные части пегматитовых тел и в верхнии горизонты пегматитовой инъекции. Таким образом, при переносе бериллия в форме мобильных комплексных галоидных или карбонатных соединений с щелочными металлами выпадения бериллия в твердую фазу в виде бериллиевых минералов можно представить как сложный процесс распада подвижных соединений бериллия и связывание его в форме трудно растворимых силикатах бериллия и алюминия. Решающее значение, по-видимому, имеет изменение режима кислотно-щелочности растворов в сторону увеличения рН, а также появления жидкой фазы, легко вызывающую гидролиз таких непрочных соединений, как хлорбериллаты и др. Роль осадителя бериллия также играет фосфор, образующий с бериллием ряд устойчивых в обычных гидротермальных условиях минералов. В скарнах высокая концентрация фтора, при сравнительно низкой концентрации щелочей приводит к переносу бериллия в виде фторидов и фторбериллатов. При этом важное значение в уменьшение миграционной способности бериллия имеет увеличение значения pH минералообразующего раствора, происходящее под влиянием связывания атомов фтора кальцием вмещающих пород. Геохимическая история бериллия в мезо- и эпитермальном процессе изучена слабо, однако наличие концентрации бериллия, связанных со сравнительно низкотемпературными карбонатными жилами, а также присутствие бериллиевых минералов в жилах альпийского типа говорит о достаточно широком диапазоне его миграции в гидротермальных условиях. В жильных образованиях, формирование которых происходило в обстановке высокой концентрации карбонат иона, перенос бериллия осуществлялся в карбонатной форме. Особенности миграции бериллия в области гипергенеза изучены еще не достаточно. При этом следует отметить тот факт, что большинство бериллиевых минералов, имеющих значительное распространение, весьма устойчиво по отношению к агентам химического выветривания. Все эти минералы в процессе выветривания содержащих их пород подвергаются в основном механическому разрушению, рассеиваясь в процессе эрозии с обломочным материалом. Незначительный удельный вес минералов бериллия препятствует образованию россыпных месторождений бериллия. В бокситах отмечается незначительное увеличение концентрации бериллия, как этого можно было бы ожидать, учитывая сходство бериллия и алюминия.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «СОЕДИНЕНИЯ БЕРИЛЛИЯ»

Задачи:

1. Повторить на примере соединений кальция свойства основных оксидов и гидроксидов, реакции ионного обмена. Изучить качественные реакции на ионы кальция.

2. Раскрыть роль соединений кальция и магния в практической жизни.

3. Развивать экспериментальные навыки работы с веществами, умение наблюдать, анализировать, делать выводы, выделять нужную информацию.

4. Формировать коммуникативные навыки, воспитывать аккуратность.

Планируемый результат: учащиеся знают важнейшие соединения кальция, магния и области их применения, могут объяснить свойства соединений, знают качественные реакции на ионы кальция.

Форма урока: комбинированный ИКТ - урок

Использование ЦОР:

1)Комплект ЦОР Фирма «1С» Химия 9 класс, Габриелян О.С., 1-2 четверть,

2) НФПК Химия 8-11. Виртуальная лаборатория.

План урока.

Этап урока	Содержание деятельности	Применение ЦОР
Организационный момент. 2мин	Приветствие, обсуждение целей и задач урока, видов и форм работы.
Опрос 8 мин	*Общая характеристика металлов 2 группы *Химические свойства кальция – запись молекулярных уравнений реакций на доске * окислительно-восстановительные реакции – выполнение задания за компьютером 2-4 человека в зависимости от количества рабочих компьютеров.	«Уравнение реакции магния с кислородом», «Уравнение реакции магния с водой» (1)
Изучение нового материала. 27 мин	* Знакомство с внешним видом оксидов и гидроксидов металлов 2 группы, химические и тривиальные названия, применение, получение. Прогнозирование химических свойств.	фото «Оксид кальция», «Гидроксид кальция» (1)
	Доказательство химических свойств оксида и гидроксида кальция экспериментально. Лабораторный эксперимент в парах по карточкам – заданиям (Приложение 1).
	Обсуждение результатов эксперимента, вывод о характере оксида и гидроксида кальция. Демонстрация видео – опытов по ходу обсуждения Качественная реакция на гидроксид кальция	«Взаимодействия оксида кальция с водой», «Взаимодействие гидроксида кальции с углекислым газом» (1)
	Соли бериллия, магния и щелочноземельных металлов и их применение. Демонстрация видео Заполнение пропусков в тексте (Приложение 2)	(2) Коллекция - Свойства неорганических веществ -Щелочные и щелочноземельные металлы - CaCO3 и т.д.
	Качественная реакция на ион кальция, ионные уравнения Демонстрационный опыт «Взаимодействие нитрата и хлорида кальция с карбонатом натрия»
Итог урока 3 мин	Что нового вы узнали на уроке? Чему научились? Чем урок был для вас интересен? В чем вы сегодня убедились? Д.З. п. 14, упр.4. творческое задание- презентация о биологической роли кальция и магния	Домашняя презентация

ГЛАВА 4. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ «БЕРИЛЛИЙ»

Уровень «I »

1. Среди перечисленных веществ отметьте нерастворимое основание:

1. гидроксид бария;

2. гидроксид железа (II);

3. гидроксид натрия;

4. гидрокарбонат аммония

1. Гидроксид цинка может реагировать со всеми веществами пары:

1. сульфат кальция и оксид серы (VI);

2. гидроксид натрия (р-р) и соляная кислота;

3. вода и хлорид натрия;

4. сульфат бария и гидроксид железа (III).

1. В молекулярном уравнении реакции гидроксида цинка с соляной кислотой сумма всех коэффициентов равна:

1) 72) 53) 64) 4

1. Сумма коэффициентов в молекулярном уравнении реакций между гидроксидом алюминия и соляной кислотой равна:

1) 72) 8 3) 64) 4

1. Формулы только основных оксидов указаны в ряду:

   1. K₂O, SO₂, CaO;

   2. K₂O, Na₂O, CaO;

   3. CO, SO₃, P₂O₅;

   4. CO, SO₂, K₂O.

2. Реакция FeCl₃ + 3NaOH Fe(OH)₃ + 3NaCl относится к реакциям:

   1. соединения;

   2. разложения;

   3. замещения;

   4. обмена.

3. При обычных условиях основания можно получить при взаимодействии с водой:

   1. BaO, CuO, FeO;

   2. Na₂O, CaO, Li₂O;

   3. MgO, ZnO, Al₂O₃;

   4. K₂O, Li₂O, Mn₂O₇.

4. Количеству вещества 1,5 моль равна масса гидроксида меди (II):

1) 98 г; 2) 196 г; 3) 147 г; 4) 980 г.

1. Реакции гидроксида железа (II) с серной кислотой отвечает сокращенное ионное уравнение:

   1. FeO + 2H⁺ Fe²⁺ + H₂O;

   2. Fe(OH)₃ + 3H⁺ Fe³⁺ + 3H₂O;

   3. Fe(OH)₂ + 2H⁺ Fe²⁺ + 2H₂O;

   4. Fe²⁺ + 2OH^- Fe(OH)₂.

2. Основные свойства проявляет оксид:

   1. марганца (VII);

   2. кальция;

   3. калия;

   4. серы (IV)

   5. фосфора

Уровень II

1. В схеме превращений

веществами А, Б, В являются соответственно:

1. Cl₂, H₂O, Na₂O;

2. HCl, NaOH, NaOH(избыток);

3. HCl, H₂O, NaOH;

4. Cl₂, NaOH, Na₂O.

1. Характер реакции среды водного раствора аммиака:

1. слабокислый;

2. сильнокислый;

3. нейтральный;

4. щелочной.

1. Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства при взаимодействии:

1. только с щелочью;

2. с кислотой и щелочью;

3. только с кислотой;

4. с солью и кислотой

1. Раствор гидроксида натрия реагирует с каждым из веществ, указанных в паре:

1. оксид железа (II) и соляная кислота;

2. хлорид железа (III) и углекислый газ;

3. серная кислота и оксид кальция;

4. оксид цинка и хлорид калия.

1. Конечным продуктом в цепочке превращений на основе цинка является:

1. гидроксид цинка;

2. оксид цинка;

3. цинк;

4. цинкат калия

1. В сокращенном ионном уравнении реакции серной кислоты с гидроксидом натрия сумма коэффициентов равна:

1) 7;2) 5;3) 3; 4) 4.

1. Раствор гидроксида натрия взаимодействует с каждым веществом, указанным в ряду:

1. оксид кремния, сульфат натрия, хлоргидроксид алюминия;

2. оксид железа (II), медь, серная кислота, гидроксид алюминия;

3. оксид кремния, алюминий, соляная кислота, гидроксид цинка;

4. оксид железа (II), медь, аммиак, гидроксид цинка.

1. В водном растворе ступенчато диссоциируют:

1) KOH; 2) Cu(OH)₂; 3) Ca(OH)₂; 4) Al(OH)₃.

1. Общая сумма всех коэффициентов в полном и сокращенном ионном уравнениях реакции между нитратом серебра и гидроксидом натрия равна ____________________ (ответ напишите цифрами– 10)

2. Гидроксид бария можно получить из

1. BaO и H₂CO₃;

2. BaSO₄ и NaOH;

3. BaO и NaOH

4. BaO и Н₂О

1. Установите соответствие:

   Реагенты	Протекает реакция
   1. Са(ОН)2 (t) … 2. NaHCO3 + NaOH(p) … 3. Al2O3 + Na2O (t) … 4. Al + H2O … 5. (CuOH)NO3 + HNO3 … 6. PbCl2 + HI …	А. Соединения (3) Б. Замещения (4) В. Разложения (1) Г. Нейтрализации Д. Ионного обмена (2, 5, 6)

2. Щелочь, а затем кислоту используют при осуществлении следующих превращений:

   1. CaO CaCO₃ CO₂;

   2. FeCl₂ Fe(OH)₂ FeSO₄;

   3. K KOH K₂SO₄;

   4. CuSO₄ Cu(OH)₂ CuO.

3. Сокращенным ионным уравнением Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂ может быть выражено взаимодействие между:

5. 1. Fe + NaOH;

   2. FeO + KOH;

   3. FeCl₂ + NaOH;

   4. FeSO₄ + Cu(OH)₂.

6. Сокращенным ионным уравнением NH₄⁺ + OH^- NH₃ + H₂O можно выразить результат взаимодействия веществ:

   1. хлорида аммония и гидроксида натрия;

   2. хлорида аммония и нитрата серебра;

   3. аммиака и соляной кислоты;

   4. сульфата аммония и гидроксида меди (II).

Обсуждение результатов эксперимента