金屬鈣是英國(guó)化學(xué)家戴維和瑞典化學(xué)家柏齊利烏斯在1809年制得的。鈣是銀白色的金屬,比鋰、鈉、鉀都要硬、重;在815℃熔化。 金屬鈣的化學(xué)性質(zhì)很活潑。在空氣中,鈣會(huì)很快被氧化,蒙上一層氧化膜。加熱時(shí),鈣會(huì)燃燒,射出磚紅色的美麗的光芒。鈣和冷水的作用較慢,在熱水中會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),放出氫氣(鋰、鈉、鉀即使是在冷水中,也會(huì)發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng))。鈣也很容易與鹵素、硫、氮等化合。
中文名
鈣
外文名
Calcium
化學(xué)式
Ca
分子量
40.08
CAS登錄號(hào)
7440-70-2
EINECS登錄號(hào)
231-179-5
熔 點(diǎn)
850 ℃
沸 點(diǎn)
1440 ℃
水溶性
與水反應(yīng),微溶
密 度
1.54 g/cm3
外 觀
銀白色至灰白色粉末
應(yīng) 用
用于冶煉、制造、制藥等
目錄
1. 1 用途
2. ? 純金屬鈣
3. ? 常見(jiàn)謠言
1. ? 含鈣化合物
2. 2 鈣和硬水
3. ? 硬水及其缺點(diǎn)
1. ? 軟化硬水
用途
純金屬鈣
制取方法
生石膏和金屬鉀反應(yīng)
CaSO4+2K==Ca+K2SO4
電解熔融氯化鈣
CaCl2==通電==Ca+Cl2↑
融化的鈣鹽與比鈣活潑的金屬發(fā)生置換反應(yīng)(無(wú)水)
Ca(NO3)2+2K=2KNO3+Ca
CaCO3+2K=K2CO3+Ca
用鋁還原生石灰
3CaO+2Al=高溫=Al2O3+3Ca
用途
金屬鈣(含鈣的中間合金)在鋼鐵工業(yè)中的主要用途是加工成金屬鈣粒,然后制成鈣鐵線或者純鈣線,最終用于鋼鐵的爐外精煉,其作用是脫硫、脫氧,增加鋼水的流動(dòng)性,促進(jìn)鋼水中夾雜物的快速上浮,一般用于優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn);用作脫水劑,制造無(wú)水酒精 [1] ;在石油工業(yè)上,用作脫硫劑,在冶金工業(yè)上,用它去氧或去硫。
金屬鈣有強(qiáng)還原性,可以還原水生成氫氣。
但氫氧化鈣微溶,在純水中,不溶的氫氧化鈣覆蓋在金屬鈣表面,使金屬鈣鈍化,反應(yīng)很快停止。
硫酸鈣微溶,因此若把金屬鈣浸入硫酸中,也會(huì)鈍化并使反應(yīng)很快停止。
金屬鈣也能還原二氧化碳至碳
因?yàn)榻饘兮}可以還原水和二氧化碳,所以不能用氫氣和一氧化碳還原生石灰制取金屬鈣。
常見(jiàn)謠言
氧化鈣和木炭反應(yīng)可以制取鈣
謠言:CaO+C==high temperature==Ca+CO
2CaO+C==high temperature==Ca+CO2
真相:CaO+3C==high temperature==CaC2+CO↑(這是工業(yè)制取電石的方法)
含鈣化合物
大理石(主要成分CaCO3)
大理石是很名貴的建筑材料;因盛產(chǎn)于我國(guó)云南省大理縣而得名,別的地方也出產(chǎn),但也叫“大理石”。大理石是石灰石中的一種。石灰石的化學(xué)成分是碳酸鈣。石灰石大都是青灰色,堅(jiān)硬、很脆。在大自然中,常常一大片地區(qū)的地層都是由石灰?guī)r組成的。石灰石被用來(lái)修水庫(kù)、鋪路、筑橋。如河南林縣著名的“紅旗渠”,就是用當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的石灰石砌成的。
石灰石(主要成分CaCO3)和生石灰(CaO)
石灰石在石灰窯中,和焦炭混合在一起灼燒后,制成生石灰。
(主要化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)條件:“高溫”)
生石灰的化學(xué)成分是氧化鈣。生石灰是白色類似石頭的塊狀固體,它很有趣,一遇水會(huì)發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng),變成白色的粉末——熟石灰,同時(shí)放出大量的熱[化學(xué)方程式
]。在建筑工地上,你??煽匆?jiàn)人們往生石灰中加水。這時(shí),如果往里放個(gè)雞蛋,足以把它煮熟。熟石灰的化學(xué)成分是氫氧化鈣,能溶于水。石灰水,就是氫氧化鈣溶液、石灰水刷在墻上,起初,并不怎么白、過(guò)了一會(huì)兒,卻會(huì)越來(lái)越白。這是一場(chǎng)有趣的循環(huán):熟石灰和空氣中的二氧化碳作用,又重新變成了碳酸鈣
然而,人們?cè)谑腋G中,卻是用石灰石(碳酸鈣)來(lái)燒成生石灰。燃燒時(shí),石灰石放出了二氧化碳,變成氧化鈣。
石膏(主要成分CaSO4)
硫酸鈣也是鈣的重要化合物,俗名石膏,微溶于水。在工業(yè)上,人們用石膏做成各種模型,來(lái)澆鑄金、銀、鋁、鎂、銅以及這些非鐵金屬的合金。石膏還大量用來(lái)制造各種石膏像。不過(guò),天然的石膏礦并不是雪白色的致密固體,外貌倒是象石蠟,它是含水結(jié)晶體生石膏(CaSO4·2H2O) 。生石膏加熱后,才變成熟石膏
鈣和硬水
硬水及其缺點(diǎn)
天然水,如河水、湖水、江水中,常含有一些可溶性的鈣化合物,如碳酸氫鈣。這種水,被稱為硬水。硬水給人們帶來(lái)不少麻煩,用它燒開(kāi)水,原先溶解在水中的碳酸氫鈣受熱會(huì)轉(zhuǎn)化成不溶性的碳酸鈣,沉淀出來(lái),變成鍋垢。工廠里的鍋爐如果鍋垢太厚了,不僅浪費(fèi)燃料,甚至?xí)蚴軣岵痪鶆蚨鸨?;用它洗衣服,碳酸氫鈣會(huì)和肥皂起化學(xué)作用,成硬脂酸鈣沉淀出來(lái),浪費(fèi)了肥皂。
軟化硬水
為了克服硬水的這些缺點(diǎn),人們常要把硬水軟化,如加入蘇打(碳酸鈉),便可以使碳酸氫鈣變成碳酸鈣沉淀出來(lái),濾掉。也有的用煮沸的方法使硬水軟化。蒸餾是實(shí)驗(yàn)室中常用的方式。
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