鈣的化學性質相關知識內容

時間：2020-12-06 08:20:35 維維0由分享

鈣是一種金屬元素，符號Ca，在化學元素周期表中位于第4周期、第IIA族，常溫下呈銀白色晶體。下面給大家帶來一些關于鈣的化學性質相關知識內容，希望對大家有所幫助。

一.鈣的化學性質

加熱時與大多數非金屬直接反應，如與硫、氮、碳、氫反應生成硫化鈣CaS、氮化鈣Ca3N2、碳化鈣CaC2和氫化鈣CaH2。加熱時與二氧化碳反應。

化學性質活潑，在空氣中表面上能形成一層氧化物或氮化物薄膜，可減緩進一步腐蝕。可跟氧化合生成氧化鈣，跟氮化合生成氮化鈣Ca3N2，跟氟、氯、溴、碘等化合生成相應鹵化物，跟氫氣在400℃催化劑作用下生成氫化鈣。常溫下跟水反應生成氫氧化鈣并放出氫氣，跟鹽酸稀硫酸等反應生成鹽和氫氣，跟碳在高溫下反應生成碳化鈣CaC2。加熱時幾乎能還原所有金屬氧化物，在熔融時也能還原許多金屬氯化物。

化合物：鈣的重要化合物有氫化鈣、氧化鈣、過氧化鈣、氯化鈣、氟化鈣、碳化鈣、氫氧化鈣、氰氨化鈣、碳酸鈣、次氯酸鈣、硫酸鈣等。鈣與液氨反應生成Ca(NH3)6，是一種具金屬光澤的導電固體;鈣離子可以生成螯合物[CaEDTA]2-(EDTA為乙二胺四乙酸)，鈣離子與含有N、O配原子的化合物可生成配合物，與冠醚、穴醚生成大環配合物。氟化鈣CaF2為白色晶體或粉末，密度3.18克/立方厘米，熔點1，418℃，沸點2，533.4℃，難溶于水，溶于強濃無機酸放出氟化氫。自然界的氟化鈣礦物為螢石或氟石，常呈灰、黃、綠、紫等色。工業上常用氫氧化鈣與氫氟酸中和制備氟化鈣;用水吸收生產鈣鎂磷肥時的廢氣再用石灰乳中和，亦可制得氟化鈣。過氧化鈣CaO2為黃白色晶體，屬四方晶系，密度2.9克/立方厘米，加熱至275℃爆炸分解;易潮解，微溶于水，與稀硫酸反應生成過氧化氫。向氯化鈣水溶液加入過氧化氫和氨水，或將氫氧化鈣、氯化銨溶于水，再加入過氧化氫，兩反應皆在0℃左右進行，并析出CaO2·8H2O晶體;在150～200℃脫水干燥，可得到無水過氧化鈣。

二.與鈣的有關化學方程式

Ca+2HCl=CaCl2+H2↑(置換反應)

N2+3Ca=Ca3N2(化合反應)

3C+CaO=CaC2+CO ↑(氧化還原反應)

CO2+Ca(OH)2(過量)=CaCO3↓+H2O(復分解反應)

2CO2(過量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2(化合反應)

SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O(復分解反應)

SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O(復分解反應)

2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2 ↑(復分解反應)

2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(氧化還原反應)

CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑(氧化還原反應)

2HF+CaCl2=CaF2+2HCl(復分解反應)

SiO2+CaO=CaSiO3(化合反應)

SiO2+CaCO3=高溫=CaSiO3+CO2↑(復分解反應)

Ca(HCO3)2=加熱=CaCO3+H2O+CO2 ↑(分解反應)

CaCO3=高溫=CaO+CO2↑(分解反應)

三.制備方法

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

1.電解法將干燥后的無水氯化鈣投入電解槽內，用氧炔焰噴熔電解槽內陽極(石墨)旁的原料，即開冷卻水，將陰極(圓鋼)放下，接觸料液表面，通入電流。使熔融的料液流向陰極接通電路。待原料大部分熔融后繼續再加新料，直到離槽沿2～3 cm，溫度正常為止。金屬鈣沉積在陰極上，電流為350～450 A，電壓為20～25 V，在敲擊陰極上沉積的金屬鈣以前，應將電流降低50～100A。待敲下的金屬鈣放入油中后，陰極再接觸電解質液面，再使電流升高50～100 A，為保持電解槽溫度，應陸續加料。氯氣由陽極逸出，回收利用。

CaCl2=(通電)Ca+Cl2↑(得到鈣與副產品氯氣。)

2.鈣可由電解法及鋁熱還原法制得。電解氯化鈣的熔融鹽，產品的純度僅為90%。熱還原法是用鋁在高溫下還原氧化鈣，產品純度較高(99%)。其工藝過程也比較簡單，是近幾年采用的方法。首先由CaCO3焙燒制得CaO。鋁最好是小顆粒或薄片。氧化鈣與鋁的摩爾比為3∶2。配料混合后制成料坯。手動油壓機的壓力可低于制造鎂硅料坯的壓力。

3.金屬鈣可采用在780～800℃電解熔融氯化鈣。電解槽可以為石墨坩堝，陽極采用石墨，以鐵棒或石墨棒為陰極。陰極的電流密度保持100A/cm2。隨著金屬鈣的析出，將陰極逐漸提高。金屬鈣上遮蓋了一層在空氣中凝固了的熔融氯化鈣而防止氧化。制得鈣純度為98%～99%，雜質為鐵、硅、鋁、痕量的炭和若干氯。

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