Question

【題目】小明同學假期在家看電視臺一檔“家有妙招”欄日中介紹一種“活性炭軟化水”的妙招。心里泛起了嘀咕：活性炭真的可以除去硬水中鈣、鎂離子而使硬水軟化嗎?于是他到學校實驗室進行了如下一系列的探究。

探究一：活性炭能否軟化硬水

他按節目中介紹的方法做了一個與“妙招”制作原理相同的簡易的凈水裝置。

（實驗1）在兩個體積相等的燒杯中，一個加入自來水．一個加經過簡易凈水器凈化后的自來水，各20 ml，再分別加等體積的肥皂水，振蕩，觀察到的現象如下：_________。

（得出結論）用活性炭不能軟化硬水。

（評價與反思）在實驗中一般可通過_______來降低水的硬度，做此操作時要在燒瓶中加入幾粒碎瓷片，目的是__________，日常生活中常采用煮沸方法軟化水。

探究二：煮沸能否一定軟化硬水

（查閱資料）

（1）水的硬度是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。請計算出CaCl2中鈣元素化合價為_______。

（2）Ca(HCO3)2加熱分解產生碳酸鈣、水、二氧化碳等物質。碳酸鈣難溶于水，請寫出Ca(HCO3)2加熱分解的反應的符號表達式____________________________

（實驗2）為方便研究他準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。

實驗編號	實驗操作	實驗現象
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，同時加熱	A試管中產生大量氣泡，有沉淀產生，B試管無明顯現象
②	在上述實驗后，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

（得出結論2）煮沸實際上只能降低_______類所引起的水的硬度。

（評價與反思2）

小芳同學提出，上述實驗②不做也可以得出實驗的結論，理由是_________。

Answer 1

【答案】兩個燒杯中都出現大量浮渣、泡沫少 蒸餾 防止加熱時液體爆沸 +2 Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O 鈣、鎂的碳酸氫鹽 A試管中產生大量氣泡，有沉淀產生，B試管無渾濁現象說明A中的鈣、鎂轉化成沉淀析出，而B中沒有

【解析】

[實驗1]在兩個體積相等的燒杯中，一個加入自來水,一個加經過簡易凈水器凈化后的自來水，各20 ml，再分別加等體積的肥皂水，振蕩，觀察到兩個燒杯中都出現大量浮渣、泡沫少，證明用活性炭不能軟化硬水。

故填：兩個燒杯中都出現大量浮渣、泡沫少。

[評價與反思]在實驗中一般可通過蒸餾來降低水的硬度，做此操作時要在燒瓶中加入幾粒碎瓷片，目的是防止加熱時液體爆沸，日常生活中常采用煮沸方法軟化水。

故填：蒸餾；防止加熱時液體爆沸。

（1）設CaCl2中鈣元素化合價為x，氯元素顯-1價，根據化合物中元素化合價代數和為0，則x+（-1）×2=0，x=+2；故填：+2.

（2）Ca(HCO3)2加熱分解產生碳酸鈣、水、二氧化碳等物質，反應的符號表達式為：Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O；故填：Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O。

[得出結論2]根據題中信息，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。
[評價與反思2]（1）A試管中產生大量氣泡，有沉淀產生，B試管無渾濁現象說明A中的鈣、鎂轉化成沉淀析出，而B中沒有，因此驗②不做也可以得出實驗的結論，故填：A試管中產生大量氣泡，有沉淀產生，B試管無渾濁現象說明A中的鈣、鎂轉化成沉淀析出，而B中沒有。