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      水垢從哪里來?

      2018-04-18 01:17:20河北省曲陽縣下河中學(xué)黃會(huì)敏
      關(guān)鍵詞:硬水壺底氫氧化鎂

      河北省曲陽縣下河中學(xué) 黃會(huì)敏

      星期天小青幫媽媽燒水時(shí)發(fā)現(xiàn),水煮沸后略顯渾濁。冷卻,靜置,水面上有一層白色的固體漂浮物,水底也有很多白色的固體沉淀。經(jīng)過觀察,小青又發(fā)現(xiàn),家里燒水用的水壺壺底和壺壁上也覆蓋有一層白色的水垢。這一現(xiàn)象引發(fā)了小青的思考:本來是清澈透明的井水,煮沸后為什么會(huì)出現(xiàn)固體呢?這些固體物質(zhì)又是從哪里來的呢?小青決定對(duì)家里的井水進(jìn)行探究。

      小青知道用肥皂水可以鑒別硬水和軟水,于是她用小塑料杯分別取了等量的井水和飲用純凈水,然后滴加等量的肥皂水,振蕩。通過觀察,她發(fā)現(xiàn)純凈水表面有一定量的泡沫,而井水中沒有泡沫卻有大量浮渣(如下圖)。據(jù)此,小青推測(cè)家里的井水是硬水。

      小青查閱了資料,了解到硬水中含有較多的可溶性鈣、鎂化合物(包括碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等物質(zhì))。在加熱的條件下,碳酸氫鈣和碳酸氫鎂能夠分解,生成碳酸鈣和碳酸鎂,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別H2O+CO2↑。碳酸鈣是白色固體,不溶于水;碳酸鎂微溶于水,繼續(xù)加熱,能夠與水反應(yīng)生成氫氧化鎂,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:MgCO3+H2O△=Mg(OH)2↓+CO2↑,氫氧化鎂為白色沉淀。

      當(dāng)我們給硬水加熱時(shí),水中的一部分鈣、鎂化合物,如碳酸氫鈣、碳酸氫鎂等就會(huì)分解,生成碳酸鈣、氫氧化鎂等固體。這些不溶于水的固體小顆粒懸浮在水中,使水變渾濁。停止加熱并靜置,這些固體小顆粒就會(huì)沉降下來。經(jīng)常用硬水燒水的水壺中,這些固體小顆粒附著在壺底和壺壁上,時(shí)間長了就會(huì)形成一層厚厚的水垢。

      水垢不易導(dǎo)熱,壺底聚積了大量的水垢后,既影響水質(zhì),又浪費(fèi)燃料,所以水垢太厚時(shí)應(yīng)該及時(shí)除去。哪些方法可以有效地去除水垢呢?小青決定繼續(xù)探究。

      由于水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂,而它們都能與酸反應(yīng),生成可溶性的鈣、鎂化合物。因此,小青將沸水中的固體沉淀物瀝出水分,分成兩份倒進(jìn)小杯子里,然后向其中一個(gè)小杯子中滴加少量食醋,觀察現(xiàn)象并記錄;并將另一個(gè)小杯子帶到學(xué)校的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,滴加稀鹽酸,觀察現(xiàn)象并記錄。(見下表)

      鹽酸能夠快速地除去水垢,但由于它的酸性較強(qiáng),水壺等金屬制品很容易被腐蝕,操作不慎也容易對(duì)人體造成傷害。而食醋中的有效成分為醋酸,醋酸的酸性較弱,且在食醋中的含量較低,一般在3%~7%,不會(huì)對(duì)人體造成傷害。所以,在家庭廚房里,除水垢常用的方法是將食醋和清水混合放入水壺中煮一煮,然后將水垢擦拭干凈,并用清水清洗即可。

      滴加的物質(zhì)食醋鹽酸現(xiàn)象有細(xì)密的小氣泡持續(xù)冒出,固體物質(zhì)逐漸減少劇烈反應(yīng),發(fā)出滋滋的聲音,有大量氣泡冒出,固體物質(zhì)很快消失

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