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石头那么重,烧成石灰为什么很轻,它以前的重量去哪里了?

2020-08-17 16:32阅读(137)

石头那么重,烧成石灰为什么很轻,它以前的重量去哪里了?:石头那么重,烧成石灰为什么就很轻了呢?因为它被烧成灰了嘛!石灰是很常用的建筑材料。我们会经常在

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石头那么重,烧成石灰为什么就很轻了呢?因为它被烧成灰了嘛!

石灰是很常用的建筑材料。我们会经常在建筑工地上见到它。石灰是白色,没有碰到水的石灰叫做“生石灰”。生石灰倒上水就会发热变得蒸汽腾腾的,生石灰也就变成了“熟石灰”。其实生石灰和熟石灰是两种不同的物质。生石灰是氧化钙,化学式CaO;熟石灰是氢氧化钙,化学式Ca(OH)2 。

图示:石灰

石灰怎么来的呢?它是用石灰石、白云石、白垩等碳酸钙含量比较高的岩石经过900到1100℃的高温煅烧而成的。因此问题中提到的石头被烧成石灰指的就是这些岩石。

石头变成石灰后重量变轻了,那么这些石头以前的重量去哪里呢?这里面有一个化学反应,我们在初中的时候就已经学习过了。就拿石灰石来说吧,这是我们最常见的一种岩石。我们这里山上基本上全是这种石头,也叫青石。因为它的颜色是青灰色的。石灰石的主要成分是碳酸钙,化学式是CaCO3。

图示:石灰石

碳酸钙在遇到高温的时候就会产生化学反应生成氧化钙和二氧化碳。具体化学反应方程式如下。

从化学反应方程式中我们就可以看出,碳酸钙在高温的条件下分解会氧化钙CaO和二氧化碳CO2,其中氧化钙就是段稍后剩下的石灰。二氧化碳是气体,它被分解出来跑到空气中去了。所以原来的石头重量就减少了。石头减少的重量就是二氧化碳的重量。

那么石灰石经过煅烧后会减少多少重量呢?咱们可以利用这个化学反应方程式来计算一下。碳酸钙的分子量正好是100,氧化钙的分子量是56,二氧化碳是44。我们可以得出,每100克的碳酸钙经过段稍后只剩下了56克氧化钙(石灰),有44克的质量变成了二氧化碳气体跑到空气中了。

图示:烧石灰的土窑

所以,石灰石经过段稍后它的重量会减少44%。当然咱们这里的条件是石灰石是100%的碳酸钙。而实际情况中石灰石也是有大量其他杂质的。但不管怎么说,问题中提到的石头的重量减少是因为变成了气体的二氧化碳引起的。

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关于这个问题我们可以根据石灰石的主要成分分子式,和在燃烧以后生成的物质进行计算和比较,就知道这个问题的答案了。

石灰石的主要成分为CaCO3,在燃烧之后生成生石灰,CaO,从一分子的碳酸钙变成一分子的氧化钙的过程中,每摩尔失去了2×16+12=48g,相当于碳酸钙的一半重量。因此,在石灰石加热以后,质量将近减轻了一半。

因为在石灰石燃烧中除了氧化钙以外,就生成了二氧化碳,所以失去的重量是以二氧化碳的形式释放到了空气中去。所以你根本找不到失去的重量在哪里。

此外,生石灰在水中浸泡完全以后,可以和水发生反应,生成熟石灰,也就是氢氧化钙。在反应过程中,会释放大量热,可以把水烧开,自嗨锅就利用了这个反应。反应过程还是挺危险的,请勿轻易尝试。

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这个问题各人的回答大同小异,纠正一下应该是石灰石,不是什么石头都能烧成石灰的。首先我们要知道石灰石(土称呼叫油矿石。大理石与此比较密度要高一点,经打磨有反光可见人影)主要成份是碳酸钙,既然是碳酸钙就要提到煤碳。知道煤碳是黑色的经过燃烧就成了白的也就变轻了(世宗皇帝烤火时突发感概而出上联:碳黑火红灰似雪,叫杨升庵对下联,几年对不出。后来遇一老农因知杨升庵的才学而求对:谷黄米白饭如霜。即巧合而对上了,这正是踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫)同理,黑色的煤碳要经过燃烧就是煤碳的碳原子氧化消失变轻变白了。石灰石是灰黑色,也是碳酸钙成份也含碳原子,经过燃烧同样变轻变白了。主要是所含成份有差异才各自俱备不同价值的材质,另外生铁与钻石也含碳原子百分之百或八九不离十(生铁也是铁矿石煅炼出来的硬碎物精华)但生铁的碳原子要经过"千锤百炼"的锤打,去掉部分碳原子保持在百分之五十这个点上才有铁的硬度与钢的韧性。飞溅的铁花就是碳原子成份。碳原子过高则钢太钢易折,若碳原子过低则是制成铁丝或铁皮。还有树木等植物也是碳原子较多的物质容易燃烧而称为是碳化或氧化过程。

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石灰是重要的建筑材料,我国早在公元前7世纪就已开始应用石灰,大概是古代先民在采矿的时候发现了石材的变化,于是找相应石材煅烧进而掌握了石灰的烧制办法。

钙本身就是一种相当活泼的金属,在自然界基本上不存在钙的单质金属,而是以各种各样的化合物存在于地球之上,相似的还有镁等碱性金属。石灰的取材并不是随便的石头,主要是应用碳酸钙类石材,碳酸钙是钙、碳、氧组成从化合物,一般温度下性质稳定,性质也比较坚硬,但是碳酸钙却不耐高温煅烧,在1000-1100℃的时候,碳酸钙就开始高温分解,析出二氧化碳,只剩下钙的氧化物。

由于析出了二氧化碳,根据化学公式就能很方便地计算出石灰石煅烧后的质量损失,不过所有的石头都有杂质,所以化学式计算出来的结果要高于石头的质量损失,按其氧化镁含量(以 5%为限)又可分为钙质石灰和镁质石灰。不过它们的性质是相似的,就是都可以在高温煅烧下释放二氧化碳,成为钙和镁的氧化物。

(回转窑,水泥、石灰制造的重要设备)

煅烧的过程中由于气体的此处,原本岩石的机理因为气体的冲击而呈现出分层的构造,石灰质岩石也变得较为柔软,呈现出一定的层次结构,更巧妙的是钙的氧化物和水会发生巧妙的作用,释放大量的热量产生氢氧化钙,氢氧化钙是一种很难溶于水的絮状沉淀物,在水的作用下可以像液体一样流动,而氢氧化钙又可以吸收空气中的二氧化碳等物质,这就又形成了较为坚硬的钙的化合物,不管是碳酸钙还是硫酸钙,在失去水后都较为坚硬且因为随着建材的形状填补了建材的空隙,于是具备一定的粘合力,成为一种重要的建筑材料。

石灰的应用历史相当久远,大概是古代先民在采集石材时发现的。古代相较于现在机械设备不足,但是那时的人类也有智慧,采集石材并不是完全靠蛮力,而是会采用煅烧、浇水的方式使石材自然地垮塌碎裂成小块,这样就便于搬运和应用。可能是在这个过程中古代人发现了石材的变化,尤其是碳酸钙类的石材,经过观察研究,人类发现了石灰的应用途径,就拿来建造建筑物。古今中外的很多地方都不约而同地发现了石灰这种建材,我国公元前7世纪就开始应用,欧洲公元前8世纪就开始应用。

而石灰石也是现代水泥工业的重要材料,水泥的制造中需要添加石灰石、粘土、矿渣等,混匀后投入炉子煅烧,经过复杂的反应,产生了氧化钙CaO,二氧化硅SiO2,三氧化二铁Fe2O3,三氧化二铝Al2O3(硅酸盐水泥),和石灰一样,是一种无机凝胶状的材料,相较于石灰更耐腐蚀,现代建筑水泥的用量大大高过石灰。大型建筑常用钢筋砼造出框架,然后用砖等充当分割的墙体,建造建筑更高效便捷坚韧,具备更好的抗灾能力。

石灰的主要用途是建材,不过也可以应用于其它很多场景中,适用于膨化食品、香菇、木耳等土特产(防腐、防湿),以及仪表仪器、医药、服饰、电子电讯、皮革、纺织等行业的产品。

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我们都学过化学,物质不灭定律。一百公斤石灰石(碳酸钙),加热后变成了石灰(氧化钙)和气体蒸发了(二氧化碳)。石灰l和气体重量一定等于石灰石重量。

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大家好我是源源欢迎回答问题。

尤其是对于建筑工地的朋友来说,这就是非常好用的材料,本身密度也不高,价格也不贵,但是非常实用,经常会在一些假树周围看到作为一种参观,而石灰其实就是石头烧成的,这个过程会发现很多的问题,最多人问的就是为什么石头的重量经过烧之后少了这门多,其实如果是学过化学的朋友肯定都知道这个方程,石头在高温下会得到石灰还有二氧化碳,其中二氧化碳在元素的比例之中质量最大,比例也最大。

所以石头被烧成石灰很轻,其实就是因为重量变成了二氧化碳,这个时候因为二氧化碳的密度还有质量都比空气低很多,自然就会飘入空气里面,我们是看不到了,毕竟无色无味,但是事实就是这样,最后得到的石灰自然质量就改变了很多,这是在化学方程还有元素守恒定律下成立的。

而这里其实有着很多这些生活小细节问题的朋友是很好的,这些小问题如果自己去查阅资料发现最后的答案,是可以得到很多知识的,著名的科学家霍金小时候就是这样的,后面因为被苹果砸中而发现了“万有引力”,再到后面的“经典力学”,这就是一个进步,所以这类人其实很聪明的。

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烧石灰的石头

成分是碳酸钙,碳酸钙800℃烧转化成氧化钙和二氧化碳,氧化钙见水生成氢氧化钙,分子中多了水基,体积膨胀,密度降低,这样比重轻了。

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石灰石是碳酸钙,烧成的石灰为氧化钙,在烧制过程中碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳,每十八吨石灰石能够烧出十吨石灰,少了的八吨则是二氧化碳跑到空气中去了。接触过这个行业的人都懂的。

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石灰石主要成分是碳酸钙,在800度以下,以结晶方式存在。在高温下结晶会破裂,里面的氢氧化合物会分解蒸发,所以烧成石灰后重量会变轻。

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石头那么重,烧成石灰为什么很轻,它以前的重量去哪里了?

石灰石的主要成分是碳酸钙(CaCO3),在1000度高温情况下,碳酸钙分解成二氧化碳(CO2)和氧化钙(CaO),其中二氧化碳随着废气排放到大气中,剩余的氧化钙就是生石灰,实际上减少的重量,就是排放到大气中去的二氧化碳。

化学反应方程式是:

CaCO3→CO2↑+CaO

现在估算一下石灰石变成生石灰的重量变化。

碳酸钙分子量:100,氧化钙分子量:56,二氧化碳分子量是44。

因此,理论上每100公斤的石灰石经过煅烧后只剩下了56公斤氧化钙(生石灰),有44公斤的分量变成了二氧化碳气体跑到空气中了。

一般来讲,石灰中含碳酸钙的含量约85%左右,有15%左右是不发生分解的其他矿物。

因此,经过简单的计算,100公斤石灰石经过煅烧,产生47.6公斤生石灰、15公斤炉渣、37.4公斤二氧化碳排放到大气当中。减少的重量就是37.4公斤二氧化碳的重量。