ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 9 класс · § 47
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 47. Важнейшие соединения магния и кальция

Как известковый цикл и гидратация гипса связывают свойства соединений кальция с материалами?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как известковый цикл и гидратация гипса связывают свойства соединений кальция с материалами?

Исследуем вместе

Известковый цикл

Переключай стадии. На схеме выделяется текущая форма вещества, а подпись у стрелки объясняет, какое условие связывает её со следующей.

Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.

01

Оксиды MgO и CaO — основные

Оба оксида реагируют с кислотами с образованием соли и воды. MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O. Это кислотно-основное превращение: степень окисления магния +2 не меняется, а кислород оксида входит в воду.

CaO энергично взаимодействует с водой, образуя Ca(OH)₂; процесс называют гашением извести. MgO взаимодействует с водой значительно менее охотно, особенно после сильного прокаливания. Сходный класс не означает одинаковую скорость гидратации.

Признак / объектЧто означаетПояснение
MgO + кислотаMg-соль и водаОсновные свойства
CaO + водаCa(OH)₂Гашение извести
MgO + водаРеакция значительно медленнееВажны состояние и поверхность

Оба оксида реагируют с кислотами с образованием соли и воды. MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O.

02

Известковая вода и известковое молоко

Ca(OH)₂ малорастворим в воде. Прозрачный насыщенный раствор называют известковой водой, а взвесь избытка твёрдого гидроксида — известковым молоком. Внешнее различие связано с наличием или отсутствием взвешенных частиц.

Растворённая часть Ca(OH)₂ даёт Ca²⁺ и OH⁻, поэтому среда щелочная. Mg(OH)₂ растворяется ещё хуже, но реагирует с кислотой. Низкая растворимость не означает отсутствия основных свойств.

СистемаЧто содержитВид
Известковая водаРастворённый Ca(OH)₂Прозрачный раствор
Известковое молокоРаствор и твёрдый Ca(OH)₂Мутная суспензия
Mg(OH)₂ с водойОчень малая растворённая частьПреимущественно твёрдое вещество

Ca(OH)₂ малорастворим в воде. Прозрачный насыщенный раствор называют известковой водой, а взвесь избытка твёрдого гидроксида — известковым молоком.

Модель молекулы углекислого газа

Молекула CO₂ линейна: две полярные связи расположены симметрично, поэтому их вклады в полярность компенсируются.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Модель молекулы воды H₂O

В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Известковый цикл сохраняет кальций

При сильном нагревании CaCO₃ разлагается на CaO и CO₂. Гидратация CaO даёт Ca(OH)₂, а его взаимодействие с CO₂ возвращает CaCO₃. Состав меняется, но атомы кальция переходят через все стадии.

Эта последовательность связывает природный известняк и известковые материалы. Условия стрелок различаются: термическое разложение, реакция с водой и поглощение CO₂. Без указания условия цепочка не является полным объяснением процесса.

CaCO₃

Известняк; нагрев →

CaO

Негашёная известь; + вода →

Ca(OH)₂

Гашёная известь; + CO₂ →

CaCO₃

Возвращение карбоната

При сильном нагревании CaCO₃ разлагается на CaO и CO₂. Гидратация CaO даёт Ca(OH)₂, а его взаимодействие с CO₂ возвращает CaCO₃.

04

Гипс меняет количество связанной воды

Природный гипс имеет состав CaSO₄·2H₂O. При умеренном нагревании получают строительный гипс, приближённо CaSO₄·0,5H₂O. При добавлении воды он вновь образует кристаллы дигидрата, которые связываются в твёрдую массу.

Таким образом, твердение гипса связано с гидратацией и ростом кристаллов, а не просто с высыханием. Избыточная вода может затем испаряться, но это другой процесс. Состав кристаллогидрата определяет требуемый баланс воды.

Гипс

CaSO₄·2H₂O

Частичное обезвоживание

CaSO₄·0,5H₂O

Добавление воды

Восстановление гидратной формы

Кристаллизация

Твердение материала

Природный гипс имеет состав CaSO₄·2H₂O. При умеренном нагревании получают строительный гипс, приближённо CaSO₄·0,5H₂O.

Соберём главное

Шесть выводов

01Оба оксида реагируют с кислотами с образованием соли и воды. MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O.
02Ca(OH)₂ малорастворим в воде. Прозрачный насыщенный раствор называют известковой водой, а взвесь избытка твёрдого гидроксида — известковым молоком.
03При сильном нагревании CaCO₃ разлагается на CaO и CO₂. Гидратация CaO даёт Ca(OH)₂, а его взаимодействие с CO₂ возвращает CaCO₃.
04Природный гипс имеет состав CaSO₄·2H₂O. При умеренном нагревании получают строительный гипс, приближённо CaSO₄·0,5H₂O.
05Растворённая часть Ca(OH)₂ даёт Ca²⁺ и OH⁻, поэтому среда щелочная. Mg(OH)₂ растворяется ещё хуже, но реагирует с кислотой.
06Таким образом, твердение гипса связано с гидратацией и ростом кристаллов, а не просто с высыханием. Избыточная вода может затем испаряться, но это другой процесс.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Класс MgO и CaO?
2. Гашение извести — это…
3. Известковая вода — это…
4. Известковое молоко содержит…
5. Низкая растворимость Mg(OH)₂ означает…
6. CaCO₃ при сильном нагревании даёт…
7. Ca(OH)₂ с CO₂ сначала даёт…
8. Формула природного гипса?
9. Строительный гипс приближённо содержит…
10. Почему гипс твердеет с водой?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 47. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 47. Важнейшие соединения магния и кальция.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…