金屬鈣

金屬鈣

金屬鈣是英國化學家戴維和瑞典化學家柏齊利烏斯在1809年製得的。鈣是銀白色的金屬,比鋰、鈉、鉀都要硬、重;在815℃熔化。 金屬鈣的化學性質很活潑。在空氣中,鈣會很快被氧化,蒙上一層氧化膜。加熱時,鈣會燃燒,射出磚紅色的美麗的光芒。鈣和冷水的作用較慢,在熱水中會發生劇烈的化學反應,放出氫氣(鋰、鈉、鉀即使是在冷水中,也會發生激烈的化學反應)。鈣也很容易與鹵素、硫、氮等化合。

基本介紹

  • 中文名:鈣 
  • 英文名:Calcium 
  • 化學式:Ca 
  • 分子量:40.08 
  • CAS登錄號:7440-70-2 
  • EINECS登錄號:231-179-5 
  • 熔點:850℃ 
  • 沸點:1440℃ 
  • 水溶性:與水反應,微溶 
  • 密度:1.54g/cm3 
  • 外觀:銀白色至灰白色粉末 
  • 套用:用於冶煉、製造、製藥等 
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用途

純金屬鈣

製取方法
生石膏和金屬鉀反應
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生置換反應(無水)
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)在鋼鐵工業中的主要用途是加工成金屬鈣粒,然後製成鈣鐵線或者純鈣線,最終用於鋼鐵的爐外精煉,其作用是脫硫脫氧,增加鋼水的流動性,促進鋼水中夾雜物的快速上浮,一般用於優質鋼的生產;用作脫水劑,製造無水酒精;在石油工業上,用作脫硫劑,在冶金工業上,用它去氧或去硫。
金屬鈣有強還原性,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,反應很快停止。
硫酸鈣微溶,因此若把金屬鈣浸入硫酸中,也會鈍化並使反應很快停止。
金屬鈣也能還原二氧化碳至碳
因為金屬鈣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製取金屬鈣。

常見謠言

氧化鈣和木炭反應可以製取鈣
謠言:CaO+C==high templeature==Ca+CO
2CaO+C==high templeature==Ca+CO2
真相:CaO+3C==high templeature==CaC2+CO(這是工業製取電石的方法)

含鈣化合物

大理石(主要成分CaCO3
大理石是很名貴的建築材料;因盛產於我國雲南省大理縣而得名,別的地方也出產,但也叫“大理石”。大理石是石灰石中的一種。石灰石的化學成分是碳酸鈣。石灰石大都是青灰色,堅硬、很脆。在大自然中,常常一大片地區的地層都是由石灰岩組成的。石灰石被用來修水庫、鋪路、築橋。如河南林縣著名的“紅旗渠”,就是用當地盛產的石灰石砌成的。
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後,製成生石灰。
(主要化學反應
,反應條件:“高溫”)
生石灰的化學成分是氧化鈣。生石灰是白色類似石頭的塊狀固體,它很有趣,一遇水會發生激烈的化學反應,變成白色的粉末——熟石灰,同時放出大量的熱[化學方程式
]。在建築工地上,你常可看見人們往生石灰中加水。這時,如果往裡放個雞蛋,足以把它煮熟。熟石灰的化學成分是氫氧化鈣,能溶於水。石灰水,就是氫氧化鈣溶液、石灰水刷在牆上,起初,並不怎么白、過了一會兒,卻會越來越白。這是一場有趣的循環: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,人們在石灰窯中,卻是用石灰石(碳酸鈣)來燒成生石灰。燃燒時,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,微溶於水。在工業上,人們用石膏做成各種模型,來澆鑄金、銀、鋁、鎂、銅以及這些非鐵金屬的合金。石膏還大量用來製造各種石膏像。不過,天然的石膏礦並不是雪白色的緻密固體,外貌倒是象石蠟,它是含水結晶體生石膏(CaSO4·2H2O)。生石膏加熱後,才變成熟石膏
)。

鈣和硬水

硬水及其缺點

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。硬水給人們帶來不少麻煩,用它燒開水,原先溶解在水中的碳酸氫鈣受熱會轉化成不溶性的碳酸鈣,沉澱出來,變成鍋垢。工廠里的鍋爐如果鍋垢太厚了,不僅浪費燃料,甚至會因受熱不均勻而引起爆炸;用它洗衣服,碳酸氫鈣會和肥皂起化學作用,成硬脂酸鈣沉澱出來,浪費了肥皂。

軟化硬水

為了克服硬水的這些缺點,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澱出來,濾掉。也有的用煮沸的方法使硬水軟化。蒸餾是實驗室中常用的方式。

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