Question

20．日常生活中常采用煮沸方法將硬水軟化，這種方法一定可靠嗎？
【查閱資料】水的硬度是由水中所溶解的可溶性鈣、鎂化合物引起的，硬水中所溶解的鈣、鎂化合物可分為兩類：鈣、鎂的碳酸氫鹽，如Ca（HCO₃）₂等；鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物，如CaCl₂等，一般所說水的硬度是由上述兩類化合物引起的．
【設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)】小明為方便研究準(zhǔn)備了碳酸氫鈣溶液和氯化鈣溶液來代表兩類不同的鈣、鎂化合物

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	分別取5mL的碳酸氫鈣溶液和氯化鈣溶液于A、B兩支試管中，同時(shí)加熱	A試管中產(chǎn)生大量氣泡，有沉淀產(chǎn)生，B試管無明顯現(xiàn)象
②	在上述實(shí)驗(yàn)后，分別滴加4滴肥皂水，振蕩	A試管中有大量的泡沫，B試管中泡沫較少

【得出結(jié)論】煮沸實(shí)際上只能降低鈣、鎂的碳酸氫鹽所引起的水的硬度．實(shí)驗(yàn)中A試管中碳酸氫鈣分解除產(chǎn)生沉淀外，還生成了另外兩種氧化物，請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
【評(píng)價(jià)與反思】（1）小芳同學(xué)提出，若向碳酸氫鈣溶液中滴加少量酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色，則說明碳酸氫鈣的水溶液呈堿性．
（2）在實(shí)驗(yàn)室中一般可通過蒸餾來降低水的硬度，硬水會(huì)給我們的生活和生產(chǎn)帶來很多危害，請(qǐng)寫出一種用硬水洗衣物既浪費(fèi)肥皂，也洗不凈衣物．
【實(shí)驗(yàn)拓展】向澄清石灰水中持續(xù)通入CO₂氣體，會(huì)得到Ca（HCO₃）₂溶液，利用pH傳感器測定在此操作過程中pH變化曲線如圖所示：請(qǐng)寫出兩條結(jié)論
（1）起初石灰水變渾濁，之后又逐漸變得澄清；（2）氫氧化鈣的堿性強(qiáng)于碳酸氫鈣．

Answer 1

分析 根據(jù)題中信息進(jìn)行分析，A試管中有大量的泡沫，B試管中泡沫較少，說明加熱后，A試管中水的硬度降低了，而B試管中水的硬度沒有降低；實(shí)驗(yàn)①中A試管中碳酸氫鈣分解除產(chǎn)生沉淀碳酸鈣外，還生成了另外兩種氧化物，由質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變，另外兩種氧化物應(yīng)是水和二氧化碳；酚酞試液在堿性溶液中變?yōu)榧t色；在實(shí)驗(yàn)室可用蒸餾的方法來降低水的硬度，硬水會(huì)給我們的生活和生產(chǎn)帶來很多危害，例如用硬水洗衣物既浪費(fèi)肥皂，也洗不凈衣物；根據(jù)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析，根據(jù)pH的變化分析解答即可．

解答 解：【得出結(jié)論】根據(jù)題中信息，A試管中有大量的泡沫，B試管中泡沫較少，說明加熱后，A試管中水的硬度降低了，而B試管中水的硬度沒有降低，因此煮沸實(shí)際上只能降低鈣、鎂的碳酸氫鹽類所引起的水的硬度，故填：鈣、鎂的碳酸氫鹽．
實(shí)驗(yàn)①中A試管中碳酸氫鈣分解除產(chǎn)生沉淀碳酸鈣外，還生成了另外兩種氧化物，由質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變，另外兩種氧化物應(yīng)是水和二氧化碳，因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，故填：Ca（HCO₃）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．
【評(píng)價(jià)與反思】向碳酸氫鈣溶液中滴加少量酚酞溶液，溶液變?yōu)榧t色，則說明碳酸氫鈣的水溶液呈堿性，故填：碳酸氫鈣的水溶液呈堿性；
在實(shí)驗(yàn)室可用蒸餾的方法來降低水的硬度，硬水會(huì)給我們的生活和生產(chǎn)帶來很多危害，例如用硬水洗衣物既浪費(fèi)肥皂，也洗不凈衣物，故填：蒸餾；用硬水洗衣物既浪費(fèi)肥皂，也洗不凈衣物．
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）硬水中Ca（HCO₃）₂是由自然界中的CaCO₃遇水和CO₂的條件下反應(yīng)生成的，因此某同學(xué)向澄清石灰水中持續(xù)通入CO₂氣體，觀察到的現(xiàn)象是起初石灰水變渾濁，之后又逐漸變得澄清，故填：起初石灰水變渾濁，之后又逐漸變得澄清．
（2）根據(jù)圖示可以看出，溶液的pH是逐漸減小到接近7的，故氫氧化鈣的堿性強(qiáng)于碳酸氫鈣，故填：氫氧化鈣的堿性強(qiáng)于碳酸氫鈣．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．