Trả lời nhanh
Thành phần chính của đá vôi là canxi cacbonat, công thức hoá học là CaCO3. Phân tử gồm 1 nguyên tử canxi (hoá trị II) liên kết với nhóm cacbonat CO3 (hoá trị II), nên theo quy tắc hoá trị hai thành phần kết hợp theo tỉ lệ 1 : 1 và không có chỉ số nào ở Ca hay CO3.
Vì sao công thức của canxi cacbonat là CaCO3?
Ta lập công thức theo quy tắc hoá trị: với hợp chất AxBy, ta có x·a = y·b (a, b là hoá trị của A, B).
- Canxi (Ca) có hoá trị II.
- Nhóm cacbonat (CO3) cũng có hoá trị II.
- Cân bằng: x·II = y·II, suy ra x : y = 1 : 1. Vậy công thức là CaCO3.
Chữ “O3” nằm trong nhóm cacbonat nên ba nguyên tử oxi luôn đi cùng nguyên tử cacbon. Đừng tách thành “CaCO” hay “CaO3“.
Khối lượng mol và thành phần phần trăm
Khối lượng mol của CaCO3: 40 + 12 + 3·16 = 100 g/mol.
| Nguyên tố | Khối lượng trong 1 mol | Phần trăm khối lượng |
|---|---|---|
| Ca | 40 g | 40% |
| C | 12 g | 12% |
| O | 48 g | 48% |
Con số 100 g/mol rất “đẹp” nên bài tập tính toán với CaCO3 thường dễ nhẩm: 100 g tương ứng 1 mol.
Canxi cacbonat có ở đâu trong tự nhiên?
- Đá vôi (thành phần chính là CaCO3, thường lẫn tạp chất).
- Đá hoa (cẩm thạch), là dạng đá vôi biến chất.
- Vỏ sò, vỏ ốc, vỏ trứng, san hô.
- Thạch nhũ và măng đá trong hang động.
- Phấn viết bảng loại tự nhiên.
Tính chất hoá học quan trọng
1. Bị nhiệt phân. Nung đá vôi ở nhiệt độ cao (khoảng 900 °C) thu được vôi sống và khí cacbon đioxit:
CaCO3 → CaO + CO2↑ (điều kiện: t°)
2. Tác dụng với axit mạnh. Có sủi bọt khí không màu, không mùi:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑
3. Tạo thành khi sục CO2 vào nước vôi trong. Hiện tượng: nước vôi trong bị vẩn đục do kết tủa trắng.
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O
4. Vôi sống tôi với nước (sản phẩm của bước 1 dùng tiếp):
CaO + H2O → Ca(OH)2 (toả nhiều nhiệt)
Ứng dụng
- Nung vôi để sản xuất vôi sống CaO, nguyên liệu xây dựng.
- Sản xuất xi măng, thuỷ tinh.
- Làm vật liệu xây dựng, đá ốp lát (đá hoa).
- Khử chua đất trồng, làm chất độn trong công nghiệp.
- Bổ sung canxi trong một số thuốc và thức ăn chăn nuôi.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm với vôi sống: CaO là vôi sống, không phải thành phần của đá vôi. CaO chỉ có sau khi nung đá vôi.
- Nhầm với vôi tôi: Ca(OH)2 là canxi hiđroxit (vôi tôi), tan ít trong nước, dung dịch gọi là nước vôi trong.
- Nhầm với thạch cao: thạch cao chứa canxi sunfat (CaSO4), khác hẳn đá vôi.
- Viết sai chỉ số, chẳng hạn Ca2CO3 hoặc Ca(CO3)2.
Mẹo nhớ: “Đá vôi – cacbonat – CO3“. Tên có chữ “cacbonat” thì trong công thức phải có nhóm CO3; tên có chữ “oxit” thì chỉ có O (CaO); tên có “hiđroxit” thì có nhóm OH.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Tính phần trăm khối lượng của canxi trong CaCO3.
Đáp án: %Ca = 40/100 · 100% = 40%.
Bài 2. Nung 200 kg đá vôi chứa 90% CaCO3 (còn lại là tạp chất không phân huỷ), hiệu suất 100%. Tính khối lượng vôi sống CaO thu được từ CaCO3.
Đáp án: m(CaCO3) = 200 · 90% = 180 kg, tức 1,8 kmol. Theo phương trình, n(CaO) = 1,8 kmol, nên m(CaO) = 1,8 · 56 = 100,8 kg.
Bài 3. Cho 10 g CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính thể tích khí CO2 thu được ở điều kiện chuẩn (25 °C, 1 bar; 1 mol khí chiếm 24,79 L).
Đáp án: n(CaCO3) = 10/100 = 0,1 mol, nên n(CO2) = 0,1 mol, V = 0,1 · 24,79 = 2,479 L.
Câu hỏi thường gặp
Công thức hoá học của canxi cacbonat là gì?
Công thức của canxi cacbonat là CaCO3, khối lượng mol là 100 g/mol.
Đá vôi và vôi sống có giống nhau không?
Không. Đá vôi có thành phần chính là CaCO3, còn vôi sống là CaO, thu được khi nung đá vôi ở nhiệt độ cao.
Làm sao nhận biết CaCO3 bằng axit?
Cho axit mạnh như HCl vào, chất rắn tan dần và có bọt khí CO2 thoát ra. Dẫn khí này vào nước vôi trong sẽ thấy dung dịch bị vẩn đục.
Canxi cacbonat có tan trong nước không?
CaCO3 gần như không tan trong nước nên thường xuất hiện ở dạng kết tủa trắng hoặc đá rắn trong tự nhiên.