钙的化学性质相关知识内容

    钙是一种金属元素，符号Ca，在化学元素周期表中位于第4周期、第IIA族，常温下呈银白色晶体。下面给大家带来一些关于钙的化学性质相关知识内容，希望对大家有所帮助。
    一.钙的化学性质
    加热时与大多数非金属直接反应，如与硫、氮、碳、氢反应生成硫化钙CaS、氮化钙Ca3N2、碳化钙CaC2和氢化钙CaH2。加热时与二氧化碳反应。
    化学性质活泼，在空气中表面上能形成一层氧化物或氮化物薄膜，可减缓进一步腐蚀。可跟氧化合生成氧化钙，跟氮化合生成氮化钙Ca3N2，跟氟、氯、溴、碘等化合生成相应卤化物，跟氢气在400℃催化剂作用下生成氢化钙。常温下跟水反应生成氢氧化钙并放出氢气，跟盐酸稀硫酸等反应生成盐和氢气，跟碳在高温下反应生成碳化钙CaC2。加热时几乎能还原所有金属氧化物，在熔融时也能还原许多金属氯化物。
    化合物：钙的重要化合物有氢化钙、氧化钙、过氧化钙、氯化钙、氟化钙、碳化钙、氢氧化钙、氰氨化钙、碳酸钙、次氯酸钙、硫酸钙等。钙与液氨反应生成Ca(NH3)6，是一种具金属光泽的导电固体;钙离子可以生成螯合物[CaEDTA]2-(EDTA为乙二胺四乙酸)，钙离子与含有N、O配原子的化合物可生成配合物，与冠醚、穴醚生成大环配合物。氟化钙CaF2为白色晶体或粉末，密度3.18克/立方厘米，熔点1，418℃，沸点2，533.4℃，难溶于水，溶于强浓无机酸放出氟化氢。自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，常呈灰、黄、绿、紫等色。工业上常用氢氧化钙与氢氟酸中和制备氟化钙;用水吸收生产钙镁磷肥时的废气再用石灰乳中和，亦可制得氟化钙。过氧化钙CaO2为黄白色晶体，属四方晶系，密度2.9克/立方厘米，加热至275℃爆炸分解;易潮解，微溶于水，与稀硫酸反应生成过氧化氢。向氯化钙水溶液加入过氧化氢和氨水，或将氢氧化钙、氯化铵溶于水，再加入过氧化氢，两反应皆在0℃左右进行，并析出CaO2·8H2O晶体;在150～200℃脱水干燥，可得到无水过氧化钙。
    二.与钙的有关化学方程式
    Ca+2HCl=CaCl2+H2↑(置换反应)
    N2+3Ca=Ca3N2(化合反应)
    3C+CaO=CaC2+CO ↑(氧化还原反应)
    CO2+Ca(OH)2(过量)=CaCO3↓+H2O(复分解反应)
    2CO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2(化合反应)
    SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O(复分解反应)
    SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O(复分解反应)
    2HNO3+CaCO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2 ↑(复分解反应)
    2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(氧化还原反应)
    CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑(氧化还原反应)
    2HF+CaCl2=CaF2+2HCl(复分解反应)
    SiO2+CaO=CaSiO3(化合反应)
    SiO2+CaCO3=高温=CaSiO3+CO2↑(复分解反应)
    Ca(HCO3)2=加热=CaCO3+H2O+CO2 ↑(分解反应)
    CaCO3=高温=CaO+CO2↑(分解反应)
    三.制备方法
    CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
    1.电解法将干燥后的无水氯化钙投入电解槽内，用氧炔焰喷熔电解槽内阳极(石墨)旁的原料，即开冷却水，将阴极(圆钢)放下，接触料液表面，通入电流。使熔融的料液流向阴极接通电路。待原料大部分熔融后继续再加新料，直到离槽沿2～3 cm，温度正常为止。 金属钙沉积在阴极上，电流为350～450 A，电压为20～25 V，在敲击阴极上沉积的金属钙以前，应将电流降低50～100A。待敲下的金属钙放入油中后，阴极再接触电解质液面，再使电流升高50～100 A，为保持电解槽温度，应陆续加料。氯气由阳极逸出，回收利用。
    CaCl2=(通电)Ca+Cl2↑(得到钙与副产品氯气。)
    2.钙可由电解法及铝热还原法制得。电解氯化钙的熔融盐，产品的纯度仅为90%。 热还原法是用铝在高温下还原氧化钙，产品纯度较高(99%)。其工艺过程也比较简单，是近几年采用的方法。 首先由CaCO3焙烧制得CaO。铝最好是小颗粒或薄片。氧化钙与铝的摩尔比为3∶2。配料混合后制成料坯。手动油压机的压力可低于制造镁硅料坯的压力。
    3.金属钙可采用在780～800℃电解熔融氯化钙。电解槽可以为石墨坩埚，阳极采用石墨，以铁棒或石墨棒为阴极。阴极的电流密度保持100A/cm2。随着金属钙的析出，将阴极逐渐提高。金属钙上遮盖了一层在空气中凝固了的熔融氯化钙而防止氧化。制得钙纯度为98%～99%，杂质为铁、硅、铝、痕量的炭和若干氯。
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