大理石的主要成分是碳酸钙(CaCO₃),它与酸反应会生成相应的盐、水和二氧化碳。以下是相关信息的综合说明:
一、与稀盐酸反应
化学方程式
$$\text{CaCO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$$
该反应是典型的酸与盐反应,生成氯化钙(可溶于水)、水和二氧化碳气体。
离子方程式
$$\text{CaCO}_3 + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{Ca}^{2+} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$$
离子方程式去除了可溶性物质(HCl)和气体(CO₂),更简洁地表示反应本质。
反应现象
大理石逐渐溶解,伴随大量无色无味气体(CO₂)产生,气体遇水形成白雾。
二、其他相关反应
与硫酸反应
$$\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 \downarrow + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$$
生成微溶的硫酸钙(CaSO₄)沉淀,反应后大理石表面覆盖白色物质。
与稀硝酸反应
$$\text{CaCO}_3 + 2\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ca(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow$$
硝酸具有强腐蚀性,反应同样产生气泡,但需注意安全。
三、应用说明
该反应在实验室常用于制取二氧化碳气体,反应速率受温度、浓度及酸浓度影响。大理石因美观且成本较低,常被用作建筑装饰材料。