CaSO4 —> Ca(OH)2 —> CaO —> Ca

Этот вопрос, по сути, описывает цепочку превращений веществ, начинающуюся с сульфата кальция (CaSO₄) и заканчивающуюся элементарным кальцием (Ca). Давайте пошагово разберём, какие химические реакции происходят на каждом этапе и какие условия для этого требуются.

1. CaSO₄ → Ca(OH)₂

Чтобы из сульфата кальция (CaSO₄) получить гидроксид кальция (Ca(OH)₂), нужно пройти через промежуточную стадию — получение оксида кальция (CaO):

а) Разложение CaSO₄ при сильном нагревании:
Сульфат кальция достаточно термостабилен, но при очень высокой температуре (выше 1000°C) может частично разлагаться:

$\text{CaSO}_4 \xrightarrow{\Delta} \text{CaO} + \text{SO}_3 \uparrow$

Однако чаще и проще изначально использовать не разложение, а перевести CaSO₄ в CaO через прокаливание и потом CaO в Ca(OH)₂:

б) Образование Ca(OH)₂ из CaO (гашение извести):
После получения оксида кальция из CaSO₄, его гасят водой:

$\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2$

Итак, хотя в цепочке написано сначала CaSO₄ → Ca(OH)₂, по факту это две реакции:

1. CaSO₄ → CaO

2. CaO + H₂O → Ca(OH)₂

2. Ca(OH)₂ → CaO

Эта реакция — обратная предыдущей. При нагревании гидроксид кальция термически разлагается:

$\text{Ca(OH)}_2 \xrightarrow{\Delta} \text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \uparrow$

Это происходит при температуре около 580°C.

3. CaO → Ca

Из оксида кальция получить металлический кальций — это восстановление. Поскольку кальций — активный металл, его из соединений можно получить только методом восстановления сильным восстановителем или электролизом.

Основной способ: электролиз расплава CaCl₂ (а не самого CaO). Но если говорить о превращении именно из CaO, то можно использовать восстановление металлическим алюминием:

$\text{3CaO} + 2Al \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3 + 3Ca$

Это называется термохимическое восстановление, аналогично aluminothermic процессу. Реакция требует высокой температуры и проводится без доступа воздуха.

Итого по всей цепочке:

1. CaSO₄ — при нагревании → CaO

2. CaO + H₂O → Ca(OH)₂

3. Ca(OH)₂ при нагревании → CaO

4. CaO + Al (при нагревании) → Ca

Таким образом, цепочка реакций возможна, но требует высокотемпературных условий, особенно на последних стадиях.