CaO + C → CaC2 + CO

1. Phương trình CaO ra CaC2:

Quá trình phản ứng giữa Canxi oxit (CaO) và cacbon (C) có vai trò quan trọng trong lĩnh vực hoá học, đồng thời cho phép chúng ta sản xuất Canxi cacbua (CaC2) và khí CO theo phương trình sau:

CaO + C → CaC2 + CO

Đây là một phản ứng oxi-hoá mạnh mẽ và tạo ra số lượng nhiệt lớn, có thể được dùng trong các quy trình công nghiệp.

2. Điều kiện phản ứng xảy ra CaO ra CaC2:

Để quá trình phản ứng trên diễn ra, yêu cầu điều kiện đạt đến nhiệt độ cao, khoảng 2000 độ C. Chúng ta có thể đạt được nhiệt độ này thông qua việc đốt cacbon bằng oxy hoặc sử dụng lò cung cấp nhiệt. Ở mức nhiệt độ này, Canxi oxit phản ứng với cacbon để hình thành Canxi cacbua và khí CO thoát ra.

3. Kiến thức mở rộng:

Canxi cacbua (CaC2) là một chất quan trọng trong công nghiệp với nhiều ứng dụng khác nhau. Chất này được dùng để sản xuất rượu etylen và axetilen, làm chất khử trong luyện kim, và cũng được sử dụng trong sản xuất cao su nhân tạo. Ngoài ra, Canxi cacbua còn có thể được sử dụng để sản xuất bột đèn, một loại bột tạo ra lửa sáng khi kích thích.

3.1. Sản xuất Canxi cacbua trong công nghiệp:

Canxi cacbua có vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Chất này được sử dụng trong việc sản xuất axetilen, phân bón, thuốc trừ sâu và cả trong lĩnh vực công nghiệp luyện kim. Quá trình sản xuất Canxi cacbua trên quy mô công nghiệp thường sử dụng phương pháp chuyển hóa vôi sống và than cốc trong các lò hồ quang. Phản ứng này diễn ra ở nhiệt độ cao khoảng 2000oC với công thức: CaO + 3C → CaC2+ CO. Kết quả của phản ứng là natri cacbua và khí CO.

Trong quá trình sản xuất Canxi cacbua, đất đèn đóng vai trò quan trọng như một sản phẩm phụ. Để tạo ra đất đèn, cần thực hiện quá trình tại nhiệt độ rất cao khoảng 2000oC. Điều này không thể thực hiện bằng các phương pháp gia nhiệt truyền thống như sử dụng than hoặc củi. Thay vào đó, phản ứng phải được thực hiện trong lò hồ quang với các thanh điện cực bằng than chì.

3.2. Công dụng của đất đèn:

Sản xuất đất đèn qua quá trình axetilen

Phản ứng của đất đèn với nước là quá trình sản xuất ra axetilen và canxi hydroxit, theo công thức:

CaC2 + 2H2O→ C2H2+ Ca(OH)2

Phản ứng này là cơ sở cho việc sản xuất axetylen trong ngành công nghiệp và cũng là ứng dụng chủ yếu của đất đèn.

Ứng dụng trong sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu.

Canxi cacbua được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu. Khi Canxi cacbua được hòa tan trong nước, ta có thể tạo ra Canxi cacbonat và axit cacboxylic, đây là những hợp chất quan trọng giúp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng và hỗ trợ kháng khuẩn.

Canxi cacbua cũng có ứng dụng đáng chú ý trong công nghiệp luyện kim.

Cacbonat Canxi cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp luyện kim. Khi phối hợp với các oxit kim loại, Cacbonat Canxi có thể tạo thành các hợp chất oxit quan trọng trong quá trình sản xuất hợp kim.

Quá trình sản xuất Cacbonat Canxi từ nguyên liệu tái chế.

Ngoài việc sản xuất Canxi cacbua từ vôi sống và than cốc, người ta cũng có thể sản xuất Canxi cacbua từ nguyên liệu tái chế. Ví dụ, bột giấy thải có thể được sử dụng để sản xuất Canxi cacbua. Phương pháp này không chỉ giúp giảm lượng chất thải mà còn giúp tiết kiệm nguyên liệu.

Trong quá trình sản xuất Canxi cacbua, các sản phẩm phụ như đất đèn có thể được sử dụng ở nhiều ứng dụng khác nhau, đây là lý do tại sao việc sản xuất Canxi cacbua có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp hiện đại.

4. Bài tập vận dụng liên quan:

Câu 1. Quá trình tác dụng giữa cacbon và canxi oxit sẽ tạo thành canxi cacbua hay còn gọi là quá trình sản xuất

A. axetylen

B. canxi xianamit

C. thép

D. đất đèn

Đáp án D

Sau khi tương tác giữa cacbon và canxi oxit, sản phẩm cuối cùng được tạo ra cần được xác định để trả lời câu hỏi này. Các lựa chọn A, B và C không phải là sản phẩm của quá trình tương tác này.

Đáp án đúng là D, đất đèn, một chất được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như là phụ gia trong sản xuất phân bón, chất chống ẩm trong thuốc trừ sâu, chất chống ẩm trong chất bảo quản thực phẩm, và nhiều ứng dụng khác. Tóm lại, quá trình tương tác giữa cacbon và canxi oxit là một phương pháp quan trọng để sản xuất canxi cacbua, một chất rắn đặc biệt. Đáp án đúng của câu hỏi này là D, đất đèn, một sản phẩm được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Câu 2. Vôi sống có công thức hóa học là:

A. CaO

B. Ca(OH)2

C. CaCO3

D. Ca(HCO3)2

Đáp án A

Hướng dẫn:

Trong lĩnh vực hóa học, vôi sống là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học là CaO. Công thức hóa học này cho biết rằng mỗi phân tử vôi sống gồm có một nguyên tử canxi (Ca) và một nguyên tử oxy (O). Vôi sống là một chất rắn có màu trắng, không có mùi, và có tính ăn mòn mạnh. Nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm điều chỉnh độ pH trong nông nghiệp, sản xuất xi măng, và thậm chí trong sản xuất thực phẩm.

Trong các lựa chọn được đưa ra, câu trả lời A là câu trả lời chính xác. Công thức hóa học của vôi sống trong câu trả lời A là CaO, trong khi câu trả lời B, C và D tượng trưng cho các hợp chất khác chứa canxi (Ca) và oxy (O), nhưng không phải là vôi sống.

Vôi sống được biết đến như một trong những hợp chất quan trọng trong lĩnh vực hóa học và có nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Hiểu rõ tính chất và ứng dụng của vôi sống sẽ hỗ trợ rất nhiều trong việc áp dụng kiến thức hóa học vào thực tế.

Câu 3. Đất đèn là một loại chất hóa học thường được dùng để thúc đẩy quá trình chín của trái cây như dứa, xoài, cà chua, chuối,... Đất đèn có thành phần hóa học là CaO.

B. CaC2

C. Ca(OH)2

D. BaO

Đáp án B

Hướng dẫn:

Đất đèn là một hợp chất hóa học được tạo thành từ kết hợp của vôi và than cốc ở nhiệt độ cao (Công thức: CaC2). Tuy nhiên, việc sử dụng đất đèn cũng có thể gây hại cho sức khỏe và môi trường. Vì vậy, cần sử dụng đất đèn một cách cẩn thận và hợp lý để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về 2 muối KHCO3 và K2CO3?

A. Cả 2 muối đều dễ bị nhiệt phân.

B. Cả 2 muối đều tác dụng với axit mạnh giải phóng khí CO2.

C. Cả 2 muối đều bị thủy phân tạo mỗi trường kiềm yếu.

D. Cả 2 muối đều có thể tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 tạo kết tủa.

Đáp án A

Câu 5. Trong phòng thí nghiệm axetilen được điều chế từ đất đèn, thành phần chính của đất đèn là:

A. Al4C3

B. Ca2C

C. CaC2

D. CaO

Đáp án C

Hướng dẫn:

Trong phòng thí nghiệm, axetilen được tạo ra bằng cách sử dụng đất đèn, một loại hỗn hợp chất chứa nhiều thành phần khác nhau. Ngoài canxi cacbua là thành phần chính, đất đèn còn chứa các chất bổ sung như đồng, kẽm, sắt, magie và nhôm. Canxi cacbua trong đất đèn là nguyên liệu quan trọng để sản xuất axetilen, một chất lỏng không màu và có mùi hăng đặc trưng. Quá trình điều chế axetilen từ đất đèn được sử dụng phổ biến trong phòng thí nghiệm và trong các ngành công nghiệp liên quan đến sản xuất hóa chất.

Câu 6: Quá trình tác dụng giữa cacbon và canxi oxit sẽ tạo thành canxi cacbua hay còn gọi là quá trình sản xuất

A. axetylen

B. canxi xianamit

C. thép

D. đất đèn

Đáp án D

Hướng dẫn giải:

Thành phần chính của đất đèn chính là canxi cacbua

Câu 7: Một hỗn hợp rắn gồm: Canxi và Canxicacbua. Cho hỗn hợp này tác dụng với nước dư nguời ta thu đuợc hỗn hợp khí

A. Khí H2    B. Khí H2 và CH2

C. Khí C2H2 và H2    D. Khí H2 và CH4

Đáp án C

Cách giải:

Phản ứng hóa học giữa Canxi (Ca) và Nước (H2O) là một loại phản ứng trùng hợp, trong đó hai chất khác nhau tác động vào nhau để tạo thành một chất mới và một khí. Cụ thể, phản ứng này tạo ra hidroxit Canxi (Ca(OH)2) và khí hiđro (H2) theo phương trình:

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ↑

Trong quá trình phân tích bài tập, ta có thể sử dụng phương trình hóa học này để tính toán lượng sản phẩm và lượng chất khởi đầu cần thiết. Cụ thể, với số mol của CaC2 và H2O đã cho, ta có thể tính toán số mol của Ca(OH)2 và C2H2 được hình thành theo phản ứng:

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑

Phản ứng trên cũng là một phản ứng trùng hợp, trong đó canxi cacbua và nước tác động lên nhau để tạo thành hidroxit canxi và khí axetilen. Việc tính toán số mol của các chất trong phản ứng này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình phản ứng và cách tính toán trong bài tập.

Câu 8: Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, kim loại Ca thuộc nhóm

A. IA.    B. IIIA.    C. IVA.    D. IIA.

Đáp án D