鈣的性質(zhì)
1.鈣的物理性質(zhì) 鈣也是一種銀白色的輕金屬,它的熔點(diǎn)是848C,硬度比鎂稍大,
2.鈣的化學(xué)性質(zhì) 鈣的化學(xué)性質(zhì)和鎂相似,但活動(dòng)性比鎂更強(qiáng),這從下面的一些事實(shí)可以說(shuō)明,
(1) 鈣比鎂更容易被氧化,鈣露置在空氣里,表面上很快就蒙上一層松脆的氧化鈣.這層氧化物很疏松,對(duì)內(nèi)部的金屬不能起保護(hù)作用,所以鈣必須保存在密閉的容器里,鈣在空氣里加熱時(shí),也能燃燒,并放出大量的熱,火焰呈磚紅色同時(shí)也有少量氮化鈣(Ca3N2)生成:
(2)鈣跟鹵素、硫、氮等非金屬元素化合都比鎂容易。鈣還能跟磷直接化合生成磷化鈣:
3Ca+2P= Ca3P2
(3)鈣跟水的反應(yīng)比鎮(zhèn)跟水的反應(yīng)要?jiǎng)×遥}在冷水里就能起猛烈反應(yīng),生成包氧化鈣并放出氫氣:
鈣在自然界里的存在,鈣的冶煉和用途 鈣在自然界里也都以化合態(tài)存在,它不僅分布很廣,而且含量很大,地殼中鈣的含量占第五位(3.25%).分布最廣的鈣的化合物是碳酸鈣(CaCO3),石灰石、白堊、大理石等是不純的碳酸鈣,方解石和冰洲石則是比較純凈的碳釀鈣.此外如石膏(CaSO4.2H2O)、螢石(CaF2)、磷灰石以及纖核磷灰石等,也都是鈣的
礦物。
鈣的化合物也存在于土壤里和動(dòng)植物有機(jī)體里,動(dòng)物骨骼的主要成分是磷酸鈣.
鈣也是植物的營(yíng)養(yǎng)元素之一,
工業(yè)上用電解熔融的氯化鈣來(lái)冶煉鈣.電解時(shí)陰極上析
出金屬鈣:
CaCl2 <==> Ca+++2C1-
鈣主要用來(lái)制造合金,含有1%鈣的鉛合金,是一種重要的軸承材料,
鈣的化合物
1.氧化鈣(CaO)氧化鈣俗名叫生石灰,或簡(jiǎn)稱石灰是一種白色固體,它由碳酸鈣強(qiáng)熱分解而得:
工業(yè)上用石灰石在容內(nèi)煅燒,大量生產(chǎn)生石灰。
氧化鈣極易限水起反應(yīng)(叫做石灰的消化或熟化),生成氫氧化鈣:
CaO+H2O= Ca(OH)2
石灰消化時(shí)放出大量的熱,因此有大量水燕氣逸出,生成的氫氧化鈣是白色粉末狀固體,石灰消化后體積增大很多,因此在運(yùn)輸石灰時(shí),要防止被雨淋濕或著水,否則會(huì)引起船只或其他運(yùn)輸工具著火燃燒或損壞。
由于石灰易跟水化合,有很強(qiáng)的吸濕性,因此可用作干燥劑.
2.氫氧化鈣[Ca(OH)2] 氫氧化鈣又叫消石灰或熟石灰它是一種白色粉末狀固體,在水中的容解度不大,但比氫氧化鎮(zhèn)大些。把氫氧化鈣放在水里,攪動(dòng)后得到一種乳白色的液體,這是氫氧化鈣的顆粒在石灰水里生成的懸濁液,叫做石灰乳。石灰乳靜置若干時(shí)后,懸浮的顆社會(huì)逐漸下沉,上部澄清的液體是氫氧化鈣的飽和溶液,叫做石灰水,
氫氧化鈣是中等強(qiáng)度的破,它在水溶液里能電離生成鈣離子和氫氧根離子:
Ca(OH)2===== Ca+++2OH-
但由于氫氧化鈣的溶解度不大,因此溶液里電商生成的OH-離子的被度不可能很大,它的堿性要比氫氧化鈉和氫氧化鉀弱得多。
氫氧化鈣具有一切可溶性堿的通性,它容易跟二氧化碳(酸性氧化物)發(fā)生反應(yīng),生成碳酸鈣沉淀,使澄清的石灰水變
得渾濁:
Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+H2O
或
Ca+++2OH-+CO2= CaCO3↓+H2O.
這個(gè)反應(yīng)通常用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w.由于空氣里含有二氧化碳,因此盛石灰水的試劑瓶用畢后,必須立即把塞子蓋緊,
生石灰和消石灰是重要的建筑材料,消石灰、砂和水的混和物稱做“三合土”,在建筑上用來(lái)粘合磚石,三合土粘合
磚石后,在空氣里它一方面漸漸失去水分,一方面吸收空氣中的二氧化碳,使消石灰變成碳酸鈣品體而結(jié)成硬塊,攙入砂
可以增加硬度并使結(jié)成的硬塊變成多孔性,以增加結(jié)合的堅(jiān)固性。
生石灰和消石灰也是農(nóng)業(yè)上常用的“石灰肥料”。石灰肥料雖不能直接供給植物以營(yíng)養(yǎng)元素,但它能降低酸性土壤的
酸性,并能改進(jìn)土壤的結(jié)構(gòu)和增高土壤的肥力,它還能促使某些微生物的繁殖,加速土壤里含氮有機(jī)物的分解,成為易被
植物吸收的養(yǎng)料,在施用石灰肥料時(shí),應(yīng)該注意不和氨態(tài)氮肥同時(shí)使用,因?yàn)閺?fù)態(tài)氮肥遇到消石灰時(shí),容易生成氨氣而
逸散到空氣里去,從而使所用的氮肥失去肥效。
生石灰和消石灰還可以用來(lái)防治農(nóng)作物的病蟲(chóng)害,配多爾多液和石灰硫黃合劑等。
3.碳化鈣 (CaC2) 碳化鈣俗稱“電石”。工業(yè)上用焦炭在電爐(3000層)荔還原生石灰而制得:
純粹的眼化鈣應(yīng)為無(wú)色透明的隨體,工業(yè)上用的“電石”因含有雜質(zhì),一般是暗灰色的粗松堅(jiān)硬物質(zhì),碳化鈣遇水立即發(fā)生反應(yīng),生成乙塊(俗名“電石氣”)和氫氧化鈣:
CAC2+2H2O=C2H2↑+CA(OH)2
碳化鈣是一種重要的工業(yè)原料。
4.鈣鹽
(1)碳酸鈣(CaCO).碳股鈣是自然界里分布最廣的一種碳酸鹽.純凈的碳酸鈣是一種白色粉求狀的物質(zhì),它的性質(zhì)和碳酸鎂十分相似.碳酸鈣不溶于水,但如果水中已溶有多量的二氧化碳,則能使之溶解,生成可溶性的碳酸氫鈣:
CaCOg3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2
天然產(chǎn)的碳酸鈣如石灰石、大理石和白堊等是重要的建.石灰石可用作煉鐵時(shí)的熔劑以及制造生石灰、二氧化碳、玻璃等,在輾米時(shí)加入少磨細(xì)的石灰石粉末可以防止米粒的破裂.
(2) 硫酸鈣(CaSO4).石膏是天然產(chǎn)的含有2個(gè)分子結(jié)晶的硫酸鈣(CaSO4.2H2O).把石膏煅燒到180C,就失去結(jié)晶水的3/4而成燒石膏[(CaSO4).2H2O].燒石膏能跟水重新變成石膏,很快硬化,體積并稍稍膨脹:
因此燒石膏可以用來(lái)塑石膏像、制石膏模型和在外科上用作固定繃帶等.
如果把石膏加熱到200C以上,它將失去全部結(jié)晶水而成無(wú)水硫酸鈣,稱做“過(guò)燒石膏”或“焦石膏”,它不能再吸水而
硬化,因此不能用來(lái)塑像或制其它模型。