水垢中的化學(xué)

1、邗江實(shí)驗(yàn)學(xué)校邗江實(shí)驗(yàn)學(xué)校 化學(xué)組化學(xué)組 張守艷張守艷2 0 1 3 年 中 考 化 學(xué) 專 題 復(fù) 習(xí)年 中 考 化 學(xué) 專 題 復(fù) 習(xí)情境導(dǎo)入：情境導(dǎo)入：請(qǐng)同學(xué)們觀看一段視頻請(qǐng)同學(xué)們觀看一段視頻水垢實(shí)物展示實(shí)物展示 剛才大家看到的是水垢，你知道水垢是怎么形成剛才大家看到的是水垢，你知道水垢是怎么形成的嗎？請(qǐng)大家討論。的嗎？請(qǐng)大家討論。在自然界的水（河水、井水、自來水等）被加熱的在自然界的水（河水、井水、自來水等）被加熱的過程中，原來溶解在水中的鈣鎂鹽類過程中，原來溶解在水中的鈣鎂鹽類【主要是碳酸主要是碳酸氫鈣氫鈣(Ca(HCO3)2）和碳酸氫鎂（）和碳酸氫鎂（Mg(HCO3)2)】發(fā)生發(fā)生分

2、解，變成難溶解的沉淀分解，變成難溶解的沉淀【主要是碳酸鈣主要是碳酸鈣(CaCO3)和和氫氧化鎂（氫氧化鎂（Mg(OH)2)】 這樣就形成了水垢。這樣就形成了水垢。交流討論交流討論1：Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2=CaCO=CaCO3 3 +H+H2 2O + COO + CO2 2Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2= Mg(OH)= Mg(OH)2 2 +2CO+2CO2 2實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：經(jīng)過剛才的討論，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和經(jīng)過剛才的討論，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，有沒有其它成分呢？請(qǐng)結(jié)合下面的氫氧化鎂，有沒有其它成分呢？請(qǐng)結(jié)合下面的“部

3、分鈣部分鈣鎂化合物溶解性表鎂化合物溶解性表”進(jìn)行猜想：進(jìn)行猜想：部分鈣、鎂化合物溶解性表（20）OHCO32HCO3Ca2微溶不溶可溶Mg2不溶微溶可溶陰離子陰離子陽(yáng)離子陽(yáng)離子 水垢的主要成分中一定含有碳酸鈣和氫氧化鎂，可能含有 和 （填化學(xué)式）。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究1 1：確定水垢中是否含：確定水垢中是否含CaCa（OHOH）2 2在少量研碎的在少量研碎的水水垢垢中加入適量的中加入適量的蒸餾水充分?jǐn)嚢?，蒸餾水充分?jǐn)嚢?，過濾，在濾液過濾，在濾液中中 。加入加入NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 通二氧化碳通二氧化碳 測(cè)測(cè)pHpH 加酚酞試液加酚

4、酞試液 紅色石蕊試紙紅色石蕊試紙 石灰水變渾濁石灰水變渾濁 產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀 pHpH7 紅色石蕊試紙變藍(lán)紅色石蕊試紙變藍(lán) 濾液變紅濾液變紅 實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：從上面的討論中，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，從上面的討論中，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，還可能含有氫氧化鈣和碳酸鎂。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這兩種物質(zhì)的存還可能含有氫氧化鈣和碳酸鎂。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明這兩種物質(zhì)的存在。（假定碳酸鎂的存在對(duì)氫氧化鈣的檢驗(yàn)沒有影響）在。（假定碳酸鎂的存在對(duì)氫氧化鈣的檢驗(yàn)沒有影響）水垢中有氫氧化鈣水垢中有氫氧化鈣水垢中無氫氧化鈣水垢中無氫氧化鈣實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究2 2：確定水垢中是否含：

5、確定水垢中是否含MgCOMgCO3 3實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 在少量研碎的在少量研碎的水水垢垢中加入適量的中加入適量的蒸餾水充分?jǐn)嚢?，蒸餾水充分?jǐn)嚢?，過濾，在濾液過濾，在濾液中中 。加稀鹽酸加稀鹽酸 有氣泡生成有氣泡生成 MgCOMgCO3 3+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 稱量稱量D、E裝置總質(zhì)量為裝置總質(zhì)量為200.0 g，按上圖組裝后，將，按上圖組裝后，將2.5 g水垢試樣水垢試樣放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液，待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡放入錐形瓶中，加入足量稀鹽酸溶液

6、，待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，打開止水夾時(shí)，打開止水夾K，從導(dǎo)管，從導(dǎo)管a處緩緩鼓入空氣，一段時(shí)間后稱量裝處緩緩鼓入空氣，一段時(shí)間后稱量裝置置D、E的總質(zhì)量為的總質(zhì)量為201.25 g（堿石灰主要成分為（堿石灰主要成分為CaO和和NaOH，不考慮裝置內(nèi)空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）。不考慮裝置內(nèi)空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）。實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：利用下面的實(shí)驗(yàn)裝置，從定量的角度探究碳酸鎂是否存在。其利用下面的實(shí)驗(yàn)裝置，從定量的角度探究碳酸鎂是否存在。其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：【實(shí)驗(yàn)討論】【實(shí)驗(yàn)討論】（1 1）加入樣品前還應(yīng)）加入樣品前還應(yīng) ，裝置，裝置C C的作用的作用是是 反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾反應(yīng)結(jié)束后打

7、開止水夾K K，緩緩鼓入空氣，緩緩鼓入空氣的目的是的目的是 ，裝置，裝置A A的的作用是作用是 。A A、B B裝置之間裝置之間 設(shè)設(shè)置干燥裝置（填置干燥裝置（填“要要”、“不要不要”），其理由是），其理由是（2 2）裝置）裝置B B中生成氣體的化學(xué)方程式為中生成氣體的化學(xué)方程式為 。裝置裝置D D中的化學(xué)方程式為中的化學(xué)方程式為 。（3 3）裝置）裝置B B中生成中生成COCO2 2的質(zhì)量為的質(zhì)量為 g g。通過計(jì)算說明。通過計(jì)算說明水垢中水垢中 含含MgCOMgCO3 3（填字母）。（要有計(jì)算過程）（填字母）。（要有計(jì)算過程） A A一定一定 B B一定不一定不 C C可能可能 D D無法

8、確定無法確定 檢查裝置氣密性檢查裝置氣密性干燥干燥COCO2 2氣體氣體使反應(yīng)生成的使反應(yīng)生成的COCO2 2氣體被氣體被D D、E E裝置完全吸收裝置完全吸收除去空氣中的除去空氣中的COCO2 2氣體氣體不要不要未干燥的空氣不影響裝置未干燥的空氣不影響裝置B B中的反應(yīng)，且中的反應(yīng)，且COCO2 2氣體進(jìn)入氣體進(jìn)入D D裝置前有氣體干裝置前有氣體干燥裝置燥裝置C CCaCOCaCO3 3 + 2HCl = CaCl + 2HCl = CaCl2 2 + H + H2 2O + COO + CO2 2COCO2 2 + 2NaOH= Na + 2NaOH= Na2 2COCO3 3 + H +

9、 H2 2O O 1.251.25A A實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：交流討論交流討論2：經(jīng)過上面的探究，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化經(jīng)過上面的探究，我們知道水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂。還可能有氫氧化鈣和碳酸鎂。請(qǐng)大家思考討論怎樣除水垢？鎂。還可能有氫氧化鈣和碳酸鎂。請(qǐng)大家思考討論怎樣除水垢？用鹽酸、用食醋用鹽酸、用食醋 燒開水的鋁壺內(nèi)壁常會(huì)結(jié)一層水垢（水垢的主要成分燒開水的鋁壺內(nèi)壁常會(huì)結(jié)一層水垢（水垢的主要成分是碳酸鈣），用結(jié)有水垢的鋁壺?zé)_水浪費(fèi)能源是碳酸鈣），用結(jié)有水垢的鋁壺?zé)_水浪費(fèi)能源（1 1）水垢用水洗不掉的原因是）水垢用水洗不掉的原因是 ；滴入適；滴入適量稀鹽酸可以洗去，其

10、反應(yīng)的化學(xué)方程式為（寫一個(gè)）量稀鹽酸可以洗去，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為（寫一個(gè)） 。 但鹽酸不能過量，否則會(huì)損壞鋁壺，反應(yīng)的化學(xué)方程但鹽酸不能過量，否則會(huì)損壞鋁壺，反應(yīng)的化學(xué)方程式為式為 ，它的基本反應(yīng)類型它的基本反應(yīng)類型 。（2 2）硫酸也可以與水垢反應(yīng)，但一般不使用硫酸的原）硫酸也可以與水垢反應(yīng)，但一般不使用硫酸的原因是因是 。（3 3）家中有一種調(diào)味品也可以除去水垢，其反應(yīng)的化）家中有一種調(diào)味品也可以除去水垢，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為學(xué)方程式為 。 水垢難溶于水水垢難溶于水2Al+6HCl2AlCl2Al+6HCl2AlCl3 3+3H+3H2 2置換反應(yīng)置換反應(yīng)硫酸與水垢反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣，

11、除水垢不徹底硫酸與水垢反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣，除水垢不徹底2CH2CH3 3COOH+CaCOCOOH+CaCO3 3（CHCH3 3COOCOO）2 2Ca+COCa+CO2 2+H+H2 2O O交流討論交流討論2：CaCOCaCO3 3 + 2HCl = CaCl + 2HCl = CaCl2 2 + H + H2 2O + COO + CO2 2在上面的題目中已經(jīng)提到，用結(jié)有水垢的鋁壺?zé)_水在上面的題目中已經(jīng)提到，用結(jié)有水垢的鋁壺?zé)_水浪費(fèi)能源，你知道除此之外水垢還有哪些危害嗎？浪費(fèi)能源，你知道除此之外水垢還有哪些危害嗎？交流討論交流討論3：1.1.造成腸胃消化和吸收功能紊亂、便秘，胃炎

12、、結(jié)石造成腸胃消化和吸收功能紊亂、便秘，胃炎、結(jié)石、牙垢、牙周炎；水垢中的軍團(tuán)病菌，可致死。、牙垢、牙周炎；水垢中的軍團(tuán)病菌，可致死。 3.3.水箱內(nèi)沉積水垢后，造成水溫過高，輸出功率下降，嚴(yán)水箱內(nèi)沉積水垢后，造成水溫過高，輸出功率下降，嚴(yán)重的導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抱死、損壞等后果重的導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)抱死、損壞等后果 。2.2. 水垢含有重金屬元素水垢含有重金屬元素鎘、鉛、砷、汞鎘、鉛、砷、汞等，危害人體等，危害人體健康。健康。 水垢有這么多危害，那么我們?cè)鯓臃乐顾傅男纬?？水垢有這么多危害，那么我們?cè)鯓臃乐顾傅男纬?？交流討論交流討?：（1 1）日常生活中區(qū)分硬水與軟水的實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象）日常生活中區(qū)分硬水與

13、軟水的實(shí)驗(yàn)步驟與現(xiàn)象: : 。（2 2）硬水軟化的方法是）硬水軟化的方法是 。在水中加入肥皂水?dāng)嚢瑁缗菽^少，形成較多白色垢狀物則為硬水，否在水中加入肥皂水?dāng)嚢?，如泡沫較少，形成較多白色垢狀物則為硬水，否則為軟水則為軟水 生活中煮沸；實(shí)驗(yàn)室蒸餾；工業(yè)上離子交換生活中煮沸；實(shí)驗(yàn)室蒸餾；工業(yè)上離子交換課堂小結(jié)課堂小結(jié) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你鞏固哪些知識(shí)？學(xué)到了哪通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你鞏固哪些知識(shí)？學(xué)到了哪些方法？提高了哪些能力？些方法？提高了哪些能力？知道了水垢是怎樣形成的、水垢危害和生活中除水垢方知道了水垢是怎樣形成的、水垢危害和生活中除水垢方法、防止水垢生成的方法；法、防止水垢生成的方法；鞏固了堿溶液的檢驗(yàn)方法和碳酸鹽的檢驗(yàn)方法。硬水和