Question

9．日常生活中常采用煮沸方法将硬水软化．这种方法一定可靠吗？
【查阅资料】水的硬度由水中所溶解的可溶性钙镁化合物引起的，硬水中所溶解的钙镁化合物可分为两类：钙、镁的碳酸氢盐，如Ca（HCO₃）₂等；钙、镁的硫酸盐或氯化物，如CaCl₂等，一般所说水的硬度是由上述两类化合物引起的．
【设计并实验】小华为方便研究准备了碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液来代表两类不同的钙镁化合物．

实验编号	实验操作	实验现象
①	分别取5mL的碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液于A、B两支试管中，同时加热	A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无浑浊现象
②	在上述实验后，分别滴加4滴肥皂水，振荡	A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少

【得出结论】
（1）煮沸实际上只能降低钙、镁的碳酸氢盐类所引起的水的硬度．
（2）实验①中A试管中碳酸氢钙分解除产生沉淀外，还生成了另外两种氧化物，请写出该反应的化学方程式Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
【评价与反思】
（3）小芳同学提出，上述实验②不做也可以得出实验的结论，理由是A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无浑浊现象说明A中的钙、镁转化成沉淀析出，而B中没有．
（4）以上两类硬水，理论上还可以用稀盐酸（填试剂名称）加以区别，若无气泡产生，则该硬水成分为钙、镁的硫酸盐或氯化物．
（5）在实验室中一般可通过蒸馏来降低水的硬度，硬水会给我们的生活和生产带来很多危害，请写出一种用硬水洗衣物既浪费肥皂，也洗不净衣物．
附加分：
【实验拓展】
1）硬水中Ca（HCO₃）₂是由自然界中的CaCO₃遇水和CO₂的条件下反应生成的．某同学向澄清石灰水中持续通入CO₂气体，观察到的现象是起初石灰水变浑浊，之后又逐渐变得澄清．
2）氢氧化钙溶解度曲线如图，除了化学方法能使澄清石灰水变浑浊之外，还有加入氢氧化钙溶质的物理方法，你还能想出使澄清的石灰水变浑浊的物理方法有：

（1）蒸发水；（2）加热；（3）向石灰水中加入氢氧化钠固体．

Answer 1

分析 【得出结论】（1）根据题中信息进行分析，A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少，说明加热后，A试管中水的硬度降低了，而B试管中水的硬度没有降低；
（2）实验①中A试管中碳酸氢钙分解除产生沉淀碳酸钙外，还生成了另外两种氧化物，由质量守恒定律反应前后元素种类不变，另外两种氧化物应是水和二氧化碳；
【评价与反思】（3）A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无浑浊现象说明A中的钙、镁转化成沉淀析出，而B中没有；
（4）两类硬水，一类是钙、镁的碳酸氢盐，可以和稀盐酸反应产生气泡，另一类是钙、镁的硫酸盐或氯化物，不能与盐酸反应产生气泡；
（5）在实验室可用蒸馏的方法来降低水的硬度，硬水会给我们的生活和生产带来很多危害，例如用硬水洗衣物既浪费肥皂，也洗不净衣物；
【实验拓展】1）根据二氧化碳的化学性质进行分析．
2）蒸发水可使澄清的石灰水变浑浊；氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，因此加热可使澄清的石灰水变浑浊；氢氧化钠固体溶于水放热，因此向石灰水中加入氢氧化钠固体也可使澄清的石灰水变浑浊．

解答 解：【得出结论】（1）根据题中信息，A试管中有大量的泡沫，B试管中泡沫较少，说明加热后，A试管中水的硬度降低了，而B试管中水的硬度没有降低，因此煮沸实际上只能降低钙、镁的碳酸氢盐类所引起的水的硬度，故填：钙、镁的碳酸氢盐．
（2）实验①中A试管中碳酸氢钙分解除产生沉淀碳酸钙外，还生成了另外两种氧化物，由质量守恒定律反应前后元素种类不变，另外两种氧化物应是水和二氧化碳，因此反应的化学方程式为：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故填：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
【评价与反思】
（3）A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无浑浊现象说明A中的钙、镁转化成沉淀析出，而B中没有，因此验②不做也可以得出实验的结论，故填：A试管中产生大量气泡，有沉淀产生，B试管无浑浊现象说明A中的钙、镁转化成沉淀析出，而B中没有．
（4）两类硬水，一类是钙、镁的碳酸氢盐，可以和稀盐酸反应产生气泡，另一类是钙、镁的硫酸盐或氯化物，不能与盐酸反应产生气泡，因此理论上还可以用稀盐酸加以区别，若无气泡产生，则该硬水成分为钙、镁的硫酸盐或氯化物，故填：稀盐酸．
（5）在实验室可用蒸馏的方法来降低水的硬度，硬水会给我们的生活和生产带来很多危害，例如用硬水洗衣物既浪费肥皂，也洗不净衣物，故填：蒸馏；用硬水洗衣物既浪费肥皂，也洗不净衣物．
【实验拓展】
1）硬水中Ca（HCO₃）₂是由自然界中的CaCO₃遇水和CO₂的条件下反应生成的，因此某同学向澄清石灰水中持续通入CO₂气体，观察到的现象是起初石灰水变浑浊，之后又逐渐变得澄清，故填：起初石灰水变浑浊，之后又逐渐变得澄清．
2）蒸发水可使澄清的石灰水变浑浊；氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，因此加热可使澄清的石灰水变浑浊；氢氧化钠固体溶于水放热，因此向石灰水中加入氢氧化钠固体也可使澄清的石灰水变浑浊，故填：蒸发水；加热；向石灰水中加入氢氧化钠固体．

点评 本题难度不大，合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．