Trả lời nhanh
CaO là công thức hoá học của canxi oxit, tên thường gọi là vôi sống. Đây là chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh, thuộc loại oxit bazơ: tác dụng với nước tạo Ca(OH)2, với axit tạo muối và nước, với oxit axit tạo muối. Trong công nghiệp, CaO được điều chế bằng cách nung đá vôi CaCO3 ở khoảng 900–1000 °C.
Canxi oxit là gì?
Canxi oxit có công thức CaO, khối lượng mol 56 g/mol. Trong phân tử, canxi có hoá trị II, oxi có hoá trị II. Tên gọi quen thuộc ngoài đời là vôi sống. Khi gặp từ khoá “cao hoá học”, các em hãy hiểu đó là CaO (viết hoa chữ C và O), không phải từ “cao” thông thường.
CaO là oxit bazơ vì nó tương ứng với bazơ Ca(OH)2 và có các tính chất đặc trưng của loại oxit này.
Tính chất vật lí của CaO
- Chất rắn, màu trắng, dạng cục hoặc bột.
- Nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (khoảng 2570 °C), bền nhiệt nên dùng làm vật liệu chịu lửa.
- Hút ẩm mạnh, có thể hút cả hơi nước và một phần CO2 trong không khí.
- Khi cho vào nước thì phản ứng và toả rất nhiều nhiệt, không đơn thuần là “tan”.
Tính chất hoá học của CaO
| Tác dụng với | Phương trình | Hiện tượng / điều kiện |
|---|---|---|
| Nước | CaO + H2O → Ca(OH)2 | Toả nhiều nhiệt, cục vôi nứt vỡ, nước nóng lên, thu được vôi tôi |
| Axit | CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O | CaO tan dần, dung dịch nóng lên |
| Axit | CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O | CaSO4 ít tan nên bám quanh cục CaO |
| Oxit axit | CaO + CO2 → CaCO3 | Xảy ra khi đun nóng hoặc để lâu trong không khí |
| Oxit axit | CaO + SO2 → CaSO3 | Đun nóng; dùng khử khí thải |
| Oxit axit | CaO + SiO2 → CaSiO3 | Nhiệt độ cao, tạo xỉ trong luyện kim |
Mẹo nhớ: CaO là oxit bazơ nên “gặp nước tạo bazơ, gặp axit tạo muối + nước, gặp oxit axit tạo muối”. CaO không phản ứng với kiềm và không phản ứng với các oxit trung tính như CO, NO.
Cách điều chế canxi oxit
Trong công nghiệp
Nung đá vôi (thành phần chính là CaCO3) trong lò vôi:
CaCO3 → CaO + CO2 (nhiệt độ khoảng 900–1000 °C)
Đây là phản ứng thu nhiệt và thuận nghịch. Để phản ứng xảy ra hoàn toàn, người ta phải giữ nhiệt độ cao và liên tục thoát khí CO2 ra khỏi lò. Nhiên liệu thường dùng là than hoặc khí đốt.
Trong phòng thí nghiệm
- Nhiệt phân Ca(OH)2: Ca(OH)2 → CaO + H2O (đun nóng mạnh).
- Đốt canxi trong oxi: 2Ca + O2 → 2CaO (đun nóng, canxi cháy sáng).
Ứng dụng của CaO
- Xây dựng: chế tạo vôi tôi, vữa, xi măng, vật liệu chịu lửa.
- Nông nghiệp: khử chua đất (trung hoà axit trong đất), sát trùng ao nuôi, khử trùng chuồng trại.
- Xử lí môi trường: khử khí thải chứa SO2, xử lí nước thải có tính axit, kết tủa kim loại nặng.
- Luyện kim: kết hợp với SiO2 tạo xỉ để loại tạp chất khi luyện gang, thép.
- Chất hút ẩm: làm khô một số khí và chất lỏng như NH3, rượu etylic; cho vào gói chống ẩm thực phẩm.
- Công nghiệp hoá chất: sản xuất canxi cacbua: CaO + 3C → CaC2 + CO (khoảng 2000 °C, lò hồ quang).
Vì sao không dùng CaO làm khô mọi khí?
CaO là oxit bazơ nên sẽ phản ứng với khí có tính axit như CO2, SO2, HCl. Vì vậy chỉ dùng để làm khô các khí trung tính hoặc bazơ như O2, N2, H2, NH3.
Lưu ý an toàn và lỗi sai thường gặp
- Vôi sống gây bỏng da, mắt vì vừa ăn mòn vừa toả nhiệt khi gặp nước. Cần đeo kính, găng tay khi làm việc.
- Nhầm “vôi sống” (CaO) với “vôi tôi” (Ca(OH)2) và “đá vôi” (CaCO3).
- Viết sai sản phẩm khi cho CaO vào dung dịch axit: sản phẩm là muối + H2O, không có khí bay ra.
- Quên rằng Ca(OH)2 ít tan: cho nhiều CaO vào nước sẽ thu được hỗn hợp đục (nước vôi đặc), phần tan là nước vôi trong.
Bài luyện tập có đáp án
Bài 1. Nung 100 kg đá vôi chứa 80% CaCO3 (tạp chất không phân huỷ), hiệu suất 100%. Tính khối lượng CaO thu được.
Đáp án: m(CaCO3) = 80 kg, tức 0,8 kmol. Theo phương trình, n(CaO) = 0,8 kmol, nên m(CaO) = 0,8 × 56 = 44,8 kg.
Bài 2. Hoà tan hoàn toàn 5,6 g CaO vào nước dư. Tính khối lượng Ca(OH)2 tạo thành.
Đáp án: n(CaO) = 5,6 : 56 = 0,1 mol, nên n(Ca(OH)2) = 0,1 mol, m = 0,1 × 74 = 7,4 g.
Bài 3. Có hai chất bột trắng là CaO và CaCO3. Nêu cách phân biệt.
Đáp án: Lấy mỗi mẫu một ít cho vào nước. Mẫu nào phản ứng, toả nhiệt, nóng lên là CaO; mẫu không tan, không toả nhiệt là CaCO3. Cũng có thể nhỏ dung dịch HCl: CaCO3 sủi bọt khí CO2, còn CaO tan mà không có khí.
Bài 4. Cần bao nhiêu mL dung dịch HCl 1M để hoà tan vừa đủ 5,6 g CaO?
Đáp án: n(CaO) = 0,1 mol; CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O nên n(HCl) = 0,2 mol, thể tích = 0,2 : 1 = 0,2 lít = 200 mL.
Câu hỏi thường gặp
CaO là chất gì, có tên gọi thông thường là gì?
CaO là canxi oxit, tên thường gọi là vôi sống. Đây là oxit bazơ, chất rắn màu trắng, hút ẩm mạnh.
Vì sao khi cho CaO vào nước lại nóng lên?
Phản ứng CaO + H2O → Ca(OH)2 là phản ứng toả nhiều nhiệt nên nước nóng lên, có thể sôi nếu lượng vôi lớn.
CaO điều chế như thế nào?
Nung đá vôi CaCO3 ở khoảng 900–1000 °C theo phương trình CaCO3 → CaO + CO2. Có thể nhiệt phân Ca(OH)2 hoặc đốt canxi trong oxi trong phòng thí nghiệm.
CaO có làm khô được khí CO2 không?
Không. CaO phản ứng với CO2 tạo CaCO3 nên chỉ dùng làm khô các khí trung tính hoặc bazơ như O2, N2, H2, NH3.