Разберем цепочку превращений:
1. Ca → CaO
Кальций взаимодействует с кислородом при нагревании, образуя оксид кальция.
Уравнение реакции:
\[2Ca + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CaO\]
Это реакция соединения, а также окислительно-восстановительная реакция (ОВР).
*Электронный баланс (ОВР)*:
Ca⁰ - 2e⁻ → Ca⁺² (окисление, кальций – восстановитель)
O₂⁰ + 4e⁻ → 2O⁻² (восстановление, кислород – окислитель)
2. CaO → Ca(OH)₂
Оксид кальция взаимодействует с водой, образуя гидроксид кальция.
Уравнение реакции:
\[CaO + H_2O → Ca(OH)_2\]
3. Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂
Гидроксид кальция взаимодействует с азотной кислотой, образуя нитрат кальция и воду.
Уравнение реакции:
\[Ca(OH)_2 + 2HNO_3 → Ca(NO_3)_2 + 2H_2O\]
Представим это уравнение в ионном виде:
\[Ca^{2+} + 2OH^- + 2H^+ + 2NO_3^- → Ca^{2+} + 2NO_3^- + 2H_2O\]
Сокращенное ионное уравнение:
\[2OH^- + 2H^+ → 2H_2O\]
или
\[OH^- + H^+ → H_2O\]
Итоговая цепочка уравнений реакций:
\[2Ca + O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CaO\]
\[CaO + H_2O → Ca(OH)_2\]
\[Ca(OH)_2 + 2HNO_3 → Ca(NO_3)_2 + 2H_2O\]
Объяснение для школьника:
Мы рассмотрели цепочку химических реакций, в которых кальций сначала превращается в оксид кальция при взаимодействии с кислородом. Затем оксид кальция реагирует с водой, образуя гидроксид кальция (известковую воду). И, наконец, гидроксид кальция взаимодействует с азотной кислотой, в результате чего получается нитрат кальция – соль, и вода. Мы также записали одну из реакций в ионном виде, чтобы показать, какие ионы участвуют в образовании новых веществ, и выделили окислительно-восстановительную реакцию.