Для осуществления данной цепочки химических превращений, необходимо провести ряд последовательных реакций. Давайте подробно рассмотрим каждое превращение:
Ca → CaO:
- Исходное вещество: Кальций (Ca).
- Реакция: Обжиг кальция в присутствии кислорода.
- Уравнение реакции:
[
2\text{Ca} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CaO}
]
- В результате получается оксид кальция (CaO), также известный как негашеная известь.
CaO → Ca(OH)2:
- Исходное вещество: Оксид кальция (CaO).
- Реакция: Гашение извести, то есть взаимодействие оксида кальция с водой.
- Уравнение реакции:
[
\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2
]
- Продукт реакции - гидроксид кальция (Ca(OH)₂), известный как гашеная известь.
Ca(OH)2 → CaC2:
- Исходное вещество: Гидроксид кальция (Ca(OH)₂).
- Превращение в карбид кальция (CaC₂) требует углерода и высокой температуры.
- Реакция: Нагревание смеси гидроксида кальция и угля (кокса) в электрической печи.
- Уравнение реакции:
[
\text{Ca(OH)}_2 + 3\text{C} \rightarrow \text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O}
]
- Получается карбид кальция (CaC₂).
CaC2 → CaSO4:
- Исходное вещество: Карбид кальция (CaC₂).
- Промежуточная реакция: Гидролиз карбида кальция с образованием ацетилена и гидроксида кальция.
- Уравнение реакции гидролиза:
[
\text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2 + \text{Ca(OH)}_2
]
- Далее гидроксид кальция может быть превращён в сульфат кальция.
- Реакция: Взаимодействие гидроксида кальция с серной кислотой.
- Уравнение реакции:
[
\text{Ca(OH)}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}
]
- Получается сульфат кальция (CaSO₄), также известный как гипс.
Таким образом, вы прошли через последовательность реакций, начиная с металлического кальция и заканчивая сульфатом кальция.