氧化鈣

氧化鈣，俗稱生石灰或石灰，化学式CaO，是常見的无机化合物。

性質

氧化鈣是碱性氧化物，和水反应生成氫氧化鈣（熟石灰），该劇烈反应放出大量热，甚至能让水沸腾：

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}$

氧化钙也可以和酸反应，生成相应的钙盐，例如：

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{\to }\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

例如氧化钙和鹽酸反应，會生成氯化鈣：

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

将氧化鈣和碳一起在电炉中共热至攝氏2000度，生成碳化钙（电石）：

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}$

製備

烧制石灰的石灰窑

氧化钙通常是石灰窑中含有碳酸钙 CaCO₃ 的材料（例如石灰石或贝壳）的Template:Le而成的。这需要 Template:Convert 以上的温度。这一过程被称为煅燒，把碳酸钙分解成二氧化碳和氧化钙。這也是少數史前已為人所知的化學反應。

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

这些氧化钙并不稳定，冷却后会和空气中的二氧化碳自发反应，变回碳酸钙，除非用水消解以形成Template:Le或Template:Le。

全球氧化钙的年产量约为 2.83 亿吨。中国是迄今为止世界上最大的生产国，每年总产量约为 1.7 亿吨。美国位居第二，每年约 2000 万吨。

每生产 1吨氧化钙大约需要 1.8 吨石灰石。氧化钙对水有很高的亲和力，是比硅胶更有效的干燥剂。这与氧化钙和水的反应体积增加至少 2.5 倍有关。

用处

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• 氧化钙的主要用处是Template:Le (BOS) 。在一吨钢中，需要用 Template:Convert的氧化钙。氧化钙和酸性氧化物，例如 SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃中和，形成碱性熔渣。
• 氧化钙粉末用于生产加气混凝土块，密度约为 0.6–1.0 g/cm³。
• 氧化钙和氢氧化钙可显着提高含粘土的承载能力。它们通过与细碎的二氧化硅和氧化铝反应，生成具有胶结性能的硅酸钙和铝酸盐。
• 少量的氧化钙可用于其他工艺，如：玻璃、铝酸钙水泥和有机化合物的生产。
• 氧化钙也可以用作加热剂。当它以下面的反应水解成氢氧化钙时，会放出热能：

CaO (s) + H₂O (l) Template:Eqm Ca(OH)₂ (aq) (ΔH_r = −63.7Template:NbspkJ/mol of CaO)

当氧化钙水解时，会放热并膨胀。一升水可以和约 Template:Convert 的氧化钙反应，形成氢氧化钙和 3.54 MJ的能量。这个反应可用于提供方便的便携式热源，用于自热食品。有一些公司在销售使用这种加热方法的烹饪套件。

• 氧化钙也是一种食品添加剂，用作酸度调节剂、面粉处理剂和发酵剂。它的E编码为 E529。
• 当氧化钙被加热到 Template:Convert时，会散发出强烈的光芒。这种照明形式被称为Template:Le，并在电灯发明之前广泛用于戏剧作品中。
• 氧化钙是水泥的关键成分。
• 氧化钙是一种廉价且广泛使用的碱。大约 50% 的氧化钙在使用前会先转化成氢氧化钙。氧化钙和氢氧化钙都用于处理饮用水。
• 水检测膏是氧化钙和酚酞的混合物。如果这种糊状物与燃料储罐中的水接触，CaO 会与水反应形成氢氧化钙。氢氧化钙具有足够高的pH值，可以将酚酞变成鲜艳的粉紫色，表明存在水。
• 在硫酸盐纸浆厂的化学回收过程中，氧化钙用于从碳酸钠中再生氢氧化钠。
• 有考古证据表明，Template:Le的人类使用基于氧化钙的灰泥，用于地板和其他用途。这种Template:Le一直被使用到 19 世纪后期。
• 在烟气脱硫的过程中，可以使用氧化钙的固体喷雾剂或浆液从废气流中去除二氧化硫。
• 历史上，人们错误地认为氧化钙可以有效加速尸体的分解。事实上，氧化钙可以保存尸体。氧化钙可以消除分解过程产生的恶臭，这可能导致人们得出错误的结论的原因。

作为武器

公元前 80 年，罗马将军塞多留部署了令人窒息的苛性石灰云来击败西班牙的 Characitani，后者在人迹罕至的洞穴中避难。公元 178 年，中国使用类似的粉尘来平息农民武装起义，他们用装有风箱的石灰战车将氧化钙粉末吹向人群。

氧化钙被认为是希腊火的组成成分。氧化钙遇水会产生 Template:Convert的高温，并点燃燃料。

大卫·休谟在他的《英格兰史》中叙述了亨利三世统治初期，英国海军用生石灰使敌方舰队失明，摧毁了一支入侵的法国舰队。生石灰可能已用于中世纪的海战。

危险性

由于氧化钙与水剧烈反应，当吸入或接触潮湿的皮肤或眼睛时，会引起严重的刺激。吸入氧化钙可能导致咳嗽、打喷嚏和呼吸困难，然后可能会演变成烧伤，伴有鼻穿孔、腹痛、恶心和呕吐。虽然氧化钙不被认为是火灾隐患，但它与水的反应会释放足够的热量，足以点燃可燃物。

天然存在

氧化钙天然存在于生石灰矿中，不过它在湿气下不稳定，会迅速变成熟石灰（氫氧化鈣，化學式Ca(OH)2，俗稱Template:Link-en）。