Рассмотрим каждую из предложенных реакций и оценим их вероятность с точки зрения химической практичности.
- CaCO3 + H2O =
Карбонат кальция (CaCO3) плохо растворим в воде. При добавлении воды к CaCO3 не происходит никакой химической реакции, так как CaCO3 остается в твердом виде и не взаимодействует с водой. Следовательно, эта реакция не является практически осуществимой:
[ \text{CaCO}_3 (s) + \text{H}_2\text{O} (l) \rightarrow \text{нет реакции} ]
- CaCO3 + NaOH =
Карбонат кальция также не реагирует с гидроксидом натрия (NaOH). В водных растворах это приводит к тому, что оба вещества остаются неизменными:
[ \text{CaCO}_3 (s) + \text{NaOH} (aq) \rightarrow \text{нет реакции} ]
- C + O2 =
Углерод (C) и кислород (O2) могут реагировать при нагревании, образуя углекислый газ (CO2). Это хорошо известная реакция горения углерода:
[ \text{C} (s) + \text{O}_2 (g) \xrightarrow{\Delta} \text{CO}_2 (g) ]
Эта реакция является практически осуществимой и происходит с выделением тепла.
- CaCO3 + K2O =
Оксид калия (K2O) может реагировать с кислотными оксидами или кислотами, но карбонат кальция не является ни кислотным оксидом, ни кислотой. В результате добавления K2O к CaCO3 также не происходит никакой химической реакции:
[ \text{CaCO}_3 (s) + \text{K}_2\text{O} (s) \rightarrow \text{нет реакции} ]
Таким образом, среди предложенных вариантов только третья реакция, реакция углерода с кислородом, является практически осуществимой:
[ \text{C} (s) + \text{O}_2 (g) \xrightarrow{\Delta} \text{CO}_2 (g) ]