学习通碳酸钙的化学式是 CaCO₃，相对分子质量 100。它由钙离子与碳酸根离子按一比一构成，按质量算，钙占四成、碳占一成二、氧占四成八。石灰石、大理石、白垩、贝壳的主要成分都是它，遇稀盐酸会放出二氧化碳。工业上造纸、炼钢、做牙膏摩擦剂也离不开它。
CaCO₃ 里的 100 是怎么算出来的？
用相对原子质量相加：钙 40，碳 12，氧 16 乘 3 等于 48，40 加 12 加 48 正好 100。这个数在初中化学里出现频率很高，因为它是少数几个不用计算器就能口算到底的相对分子质量。
碳酸钙是离子化合物，由 Ca²⁺ 和 CO₃²⁻ 按一比一结合。正负电荷必须抵消，钙离子带两个正电荷，碳酸根带两个负电荷，所以一个配一个，写成 CaCO₃，不能写成 Ca₂(CO₃)₂ 再约简，也不能颠倒成 CO₃Ca。
常见笔误有三种：把 Ca 写成 Co，那是钴不是钙；把下标 3 写成 2，变成 CaCO₂；把括号乱加，写成 Ca(CO₃)。化学式写错，后面的方程式配平全错，中考按步给分，第一步就丢分。
同样是 CaCO₃，为什么有方解石和文石？
这叫同质多象：成分完全相同，晶体的内部排列不同，于是外形、密度、硬度都不一样。方解石属三方晶系，是常温常压下最稳定的形态；文石属斜方晶系，又称霰石，密度略大，结构更致密。
文石在常温常压下是亚稳的，放久了会慢慢转变成方解石，地质时间尺度上更是如此。但生物体偏爱文石：珍珠层、部分贝壳、珊瑚的骨骼都以文石为主，靠有机大分子调控结晶，才能长出既硬又有韧性的结构。
石灰岩、白垩、大理石、石灰华也都是碳酸钙，区别在成因和杂质，不在化学式。这一点最容易考：问「大理石的主要成分」，答案是 CaCO₃，不是「钙」。
| 名称或形态 | 化学式 | 晶系或成因 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 方解石 | CaCO₃ | 三方晶系，最稳定的形态 | 光学棱镜、建筑石料、造岩矿物标本 |
| 文石（霰石） | CaCO₃ | 斜方晶系，生物贝壳中常见 | 珍珠层研究、部分装饰石材 |
| 石灰岩 | CaCO₃ | 海相沉积，常含白云石与黏土 | 水泥原料、炼钢熔剂、碎石骨料 |
| 白垩 | CaCO₃ | 颗石藻遗骸堆积，质地疏松 | 粉笔、涂料、造纸填料 |
| 大理石 | CaCO₃ | 石灰岩变质重结晶，颗粒变粗 | 饰面板材、雕塑 |
| 石灰华 | CaCO₃ | 含碳酸氢钙的泉水蒸发沉积 | 景观石材，见于黄龙、九寨沟 |
表里最容易被忽略的是最后一行。石灰华不是石灰岩的别名，它是泉水在出口处因压力降低、二氧化碳逸出而沉淀出来的，一层一层包住苔藓和树叶，所以常有蜂窝状孔洞。黄龙的钙华池、土耳其的棉花堡，成因都是这一条。
碳酸钙溶于水吗？
难溶。常温下它的溶解度只有每升十几毫克，所以石灰石泡在纯水里几乎不动，河流带不走它，山才不会轻易化掉。这也是它能在自然界长期堆积成厚层石灰岩的原因。
但溶有二氧化碳的水能把它变成可溶的碳酸氢钙：CaCO₃ ＋ CO₂ ＋ H₂O → Ca(HCO₃)₂。雨水渗入地下，一路溶掉石灰岩，年深日久就掏出溶洞、地下河、天坑，这就是喀斯特地貌的化学底子，桂林、荔波、石林都属此类。
反向的过程同样重要。含碳酸氢钙的水滴到洞顶，压力一变、二氧化碳逸出，碳酸钙重新沉淀，从上往下长成钟乳石，从下往上长成石笋，两者接上就是石柱。一滴水要几百年才能留下一毫米，所以溶洞里的景观一旦破坏就无法恢复。
家里那层水垢是同一个反应。地下水含碳酸氢钙，加热后分解成不溶的碳酸钙沉在壶底：Ca(HCO₃)₂ →（加热）CaCO₃↓ ＋ CO₂↑ ＋ H₂O。锅炉和换热器除垢用稀盐酸或醋酸，醋酸更安全，生成的醋酸钙可溶，不伤设备。
实验室制二氧化碳为什么不用稀硫酸？
先看正确的反应：CaCO₃ ＋ 2HCl → CaCl₂ ＋ H₂O ＋ CO₂↑。石灰石或大理石与稀盐酸反应，持续放出气泡，是实验室制取二氧化碳的经典方法。
换成稀硫酸就不行。硫酸与碳酸钙生成硫酸钙，硫酸钙微溶，一生成就糊在石灰石表面，把没反应的碳酸钙和酸隔开，气泡很快停住。这不是反应不活泼，是产物自己封住了反应界面，属于高频考点。
还有几处选材讲究：不用浓盐酸，因为氯化氢易挥发，混进二氧化碳里影响纯度；不用碳酸钠粉末，反应太快、难以控制气流；不用碳酸钙粉末，同样太快且易随气流带出。收集用向上排空气法，因为二氧化碳比空气重。
验满把燃着的木条放在瓶口，木条熄灭即满；检验则通入澄清石灰水，变浑浊说明是二氧化碳：Ca(OH)₂ ＋ CO₂ → CaCO₃↓ ＋ H₂O。注意验满与检验是两件事，用的试剂和方法都不同。
高温煅烧能得到什么？
CaCO₃ →（高温）CaO ＋ CO₂↑。工业上把石灰石和焦炭一起送进石灰窑，在九百度以上煅烧，出来的就是生石灰。这是建材工业最古老的一条反应线，水泥、石灰、砂浆都从它起步。
生石灰加水变成熟石灰：CaO ＋ H₂O → Ca(OH)₂，放出大量热，能把水烧开。熟石灰调成石灰浆刷墙，吸收空气里的二氧化碳又变回碳酸钙，墙面因此慢慢变硬，这个循环正好把前面几条反应串了起来。
碳酸钙的用途远不止建材。造纸工业用它做涂布填料，让纸张更白更平滑；塑料和橡胶用它做填充剂，降低成本、提高刚性；牙膏里用它做摩擦剂；炼钢时用它做熔剂，除去杂质。这些用途看中的都是它便宜、稳定、无毒。
常见问题
碳酸钙是沉淀吗？
在水溶液里是白色沉淀，写离子方程式时标向下箭头。但要注意，它难溶不等于绝对不溶，通入过量二氧化碳会转成可溶的碳酸氢钙，沉淀随之消失，这是溶洞形成的关键一步。
鸡蛋壳和贝壳是碳酸钙吗？
是。鸡蛋壳约九成以上是碳酸钙，以方解石形式存在，另含少量蛋白质基质；贝壳的成分也是碳酸钙，方解石与文石的比例因种类而异。把鸡蛋壳泡在醋里冒泡，就是碳酸钙与醋酸反应放出二氧化碳。
碳酸钙和熟石灰是同一种物质吗？
不是。碳酸钙是 CaCO₃，存在于石灰石、大理石、白垩中；熟石灰是氢氧化钙 Ca(OH)₂，由生石灰加水制得。三者常被串在一起考：石灰石煅烧得生石灰，生石灰加水得熟石灰，熟石灰吸收二氧化碳又变回碳酸钙。