Кальций

Разобранные примеры

1. Пример 1

   Напишите уравнения реакций для схемы превращений: $\mathrm{Ca\xrightarrow{1}CaO\xrightarrow{2}Ca(OH)_2\xrightarrow{3}CaCO_3\xrightarrow{4}Ca(HCO_3)_2}$.

   Решение

   1. Кальций реагирует с кислородом, образуя основный оксид: $\mathrm{2Ca+O_2\to 2CaO}$.

   2. Негашёная известь ($\mathrm{CaO}$) бурно реагирует с водой с выделением теплоты, образуя гашёную известь: $\mathrm{CaO+H_2O\to Ca(OH)_2}$.

   3. При пропускании углекислого газа через известковую воду выпадает осадок карбоната кальция и раствор мутнеет: $\mathrm{Ca(OH)_2+CO_2\to CaCO_3\downarrow+H_2O}$.

   4. При дальнейшем пропускании углекислого газа осадок растворяется, превращаясь в растворимый гидрокарбонат: $\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O\to Ca(HCO_3)_2}$.

2. Пример 2

   В промышленности при полном электролизе расплава хлорида кальция получили 20 кг кальция. Сколько литров (н. у.) газа выделилось на аноде? $A_r(\mathrm{Ca})=40$.

   Решение

   1. Запишем уравнение электролиза: $\mathrm{CaCl_2\xrightarrow{электролиз}Ca+Cl_2\uparrow}$.

   2. Найдём количество вещества 20 кг (20000 г) кальция: $\nu = \frac{20000}{40} = 500$ моль.

   3. По уравнению, при образовании 1 моль $\mathrm{Ca}$ выделяется 1 моль газа $\mathrm{Cl_2}$ (22,4 л). Следовательно, количество выделившегося хлора также составляет 500 моль.

   4. Вычислим объём: $V = 500 \cdot 22{,}4 = 11200$ л.

   Ответ: 11200 л хлора.

Проверьте себя

Сначала решите сами, потом откройте ответ.

1. 1

   Какое вещество используется для устранения карбонатной (временной) жёсткости воды?

   1. A$\mathrm{HCl}$
   2. B$\mathrm{NaCl}$
   3. C$\mathrm{Ca(OH)_2}$
   4. D$\mathrm{CaCl_2}$
   5. E$\mathrm{CaSO_4}$
   Показать ответСкрыть ответ

   Правильный ответ: C $\mathrm{Ca(OH)_2}$

   Карбонатная (временная) жёсткость обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния. Для её устранения воду кипятят, добавляют известковую воду $\mathrm{Ca(OH)_2}$ или соду $\mathrm{Na_2CO_3}$. Остальные вещества жёсткость не устраняют, а $\mathrm{CaCl_2}$ и $\mathrm{CaSO_4}$ сами создают постоянную жёсткость воды.

2. 2

   С каким веществом кальций не реагирует при обычных условиях?

   1. A$\mathrm{F_2}$
   2. B$\mathrm{O_2}$
   3. C$\mathrm{H_2O}$
   4. D$\mathrm{H_2}$
   5. E$\mathrm{Cl_2}$
   Показать ответСкрыть ответ

   Правильный ответ: D $\mathrm{H_2}$

   При комнатной температуре кальций реагирует с кислородом, галогенами ($\mathrm{F_2}$, $\mathrm{Cl_2}$) и водой. Но реакция кальция с водородом $\mathrm{H_2}$ (с образованием гидрида кальция $\mathrm{CaH_2}$) происходит только при сильном нагревании.

3. 3

   Сколько граммов негашёной извести образовалось, если при термическом разложении карбоната кальция выделилось 5,6 л (н. у.) газа? $M(\mathrm{CaO})=56$ г/моль.

   1. A14
   2. B56
   3. C28
   4. D11,2
   5. E5,6
   Показать ответСкрыть ответ

   Правильный ответ: A 14

   Уравнение разложения: $\mathrm{CaCO_3\xrightarrow{t}CaO+CO_2\uparrow}$. По уравнению, при выделении 22,4 л $\mathrm{CO_2}$ образуется 56 г $\mathrm{CaO}$ (негашёной извести). Составим пропорцию: $22{,}4\ \text{л} \to 56\ \text{г}$, $5{,}6\ \text{л} \to x\ \text{г}$. Отсюда $x = \frac{5{,}6 \cdot 56}{22{,}4} = 14$ г.

Типичные ошибки

• Считать, что некарбонатную (постоянную) жёсткость воды можно устранить кипячением. Кипячением устраняется только временная (карбонатная) жёсткость.
• Думать, что кальций пассивируется в воде. На самом деле кальций бурно реагирует с водой при обычных условиях, образуя щёлочь и выделяя газообразный водород.