CaO + C → CaC2 + CO | CaO ra CaC2

Phản ứng CaO + C → CaC₂ + CO

1. Phương trình CaO ra CaC₂

CaO + 3C CaC₂ + CO

2. Điều kiện phản ứng xảy ra CaO ra CaC₂

Nhiệt độ cao: 2000^oC

Canxi oxit phản ứng với cacbon thu được canxi cacbua và khí CO thoát ra.

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của CaO (Canxi oxit)

Trong phản ứng trên CaO là chất oxi hoá.

3.2. Bản chất của C (Cacbon)

- Trong phản ứng trên C là chất khử.

- Các oxit của kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học bị C khử ở nhiệt độ cao.

4. Kiến thức mở rộng

Canxi cacbua hay còn gọi là đất đèn.

4.1. Sản xuất Canxi cacbua trong công nghiệp

Ở quy mô công nghiệp, Canxi cacbua được sản xuất trong các lò hồ quang ở nhiệt độ 2000^oC, nguyên liệu là vôi sống và than cốc.

CaO + 3C → CaC₂+ CO

Đất đèn được tạo ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng 2000^oC, nhiệt độ này không dễ tạo ra bằng phương pháp gia nhiệt truyền thống (bằng than hoặc củi). Vì vậy, phản ứng phải được thực hiện trong lò hồ quang với các thanh điện cực bằng than chì.

4.2. Công dụng của đất đèn

• Sản xuất đất đèn ra 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 của việc sản xuất axetylen công nghiệp và cũng là công dụng chính của đất đèn.

Ở nhiệt độ cao, Canxi cacbua phản ứng với hơi nước để tạo ra canxi cacbonat, carbon dioxide và hydro.

Chủ yếu ngày nay axetilen được sản xuất bằng cách đốt một phần khí methane hoặc như một sản phẩm phụ xuất hiện trong dòng ethylene từ sự nứt vỡ của các hydrocacbon.

5. Tính chất hóa học của C

- Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.

- Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.

5.1. Tính khử

- Tác dụng với oxi

Ở nhiệt độ cao C lại khử CO₂ theo phản ứng:

- Tác dụng với oxit kim loại:

+ C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (tº)

Fe₂O₃ + 3C → 2Fe + 3CO (tº)

+ Với CaO và Al₂O₃:

CaO + 3C → CaC₂ + CO (trong lò điện)

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (2000ºC)

- Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H₂SO₄ đặc, HNO₃, KNO₃, KClO₃, K₂Cr₂O₇, ... trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO₂).

C + 2H₂SO₄ đặc → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4HNO₃ đặc → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O (tº)

C + 4KNO₃ → 2K₂O + CO₂ + 4NO₂ (tº)

- Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H₂O → CO + H₂ (1000ºC)

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

5.2. Tính oxi hóa

- Tác dụng với hidro

- Tác dụng với kim loại

6. Ứng dụng của C

- Các mảnh kim cương hoặc bột màu đen ở vành ô tô hoặc mực máy in, tản nhiệt ở các thiết bị điện tử... Đặc biệt kim cương được dùng làm đồ trang sức quý hiếm.

- Than chì là một dạng carbon khác đã được sử dụng cho nồi nấu kim loại ở nhiệt độ cao, điện cực đèn hồ quang, tế bào khô hoặc cho đầu bút chì, các vật liệu có khả năng chịu lửa, chất bôi trơn...

- Có một trạng thái vô định hình khác của cacbon được sử dụng ở dạng chất tẩy trắng và chất hấp thụ khí, than hoạt tính làm mặt nạ phòng hơi độc…

- Than đá, than gỗ… được sử dụng làm chất đốt trong công nghiệp hay điều chế một số kim loại…

- Cacbon-14, có tính phóng xạ, là đồng vị được sử dụng trong việc xác định niên đại bằng carbon phóng xạ và dán nhãn phóng xạ.

- Các hợp chất của cacbon có nhiều công dụng như:

+ Sử dụng carbon dioxide và bình chữa cháy.

+ Đá khô là dạng rắn của cacbon.

+ Carbon monoxide rất hữu ích cho việc khử trong một số quy trình luyện kim.

+ Sản xuất dung môi trong công nghiệp, carbon disulphide và carbon tetrachloride là một số nguyên liệu đáng chú ý.

7. Bài tập vận dụng

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

Lời giải:

Đáp án: D

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

A. CaO

B. Ca(OH)₂

C. CaCO₃

D. Ca(HCO₃)₂

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 3. Đất đèn là loại hóa chất thường được sử dụng để giấm, ủ trái cây như dứa, xoài, cà chua, chuối,... kích thích để trái cây nhanh chín,.... đất đèn có công thức hóa học là

A. CaO

B. CaC₂

C. Ca(OH)₂

D. BaO

Lời giải:

Đáp án: B

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.

Lời giải:

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

Lời giải:

Đáp án: C

Xem thêm các phương trình phản ứng hóa học khác:

C3H4 + AgNO3 + NH3 → C3H3Ag + NH4NO3

CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Al4C3 + H2O → CH4 + Al(OH)3

C2H4 + HCl → C2H5Cl

C2H4 + H2 → C2H6