Question

33、生活中離不開水．若水的硬度過大，會影響人體健康，因此需要進行軟化處理．

（1）小文利用陽離子交換樹脂對某硬水水樣進行軟化，其
原理示意如右圖所示．樹脂的作用是除去硬水中的

Ca²⁺

．
（2）生活中通過煮沸能夠降低水的硬度．小文取此水樣煮
沸后，發(fā)現(xiàn)有水垢生成．為探究水垢的成分，他進行了以下實驗：
實驗過程：

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
Ⅰ		水垢變白、變疏松， 澄清石灰水變渾濁
Ⅱ		固體部分溶解， 放出熱量， 濾液的pH約為12
Ⅲ		實驗現(xiàn)象是 水垢溶解，產(chǎn)生氣泡，澄清石灰水變渾濁 ．

實驗分析及結(jié)論：
①由實驗Ⅰ可知，水垢分解的產(chǎn)物中一定有

二氧化碳

．
②實驗Ⅲ小試管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為

Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O

．
③根據(jù)實驗探究，推測此水垢的成分中可能含有

碳酸鈣

．
（3）小文另取該水樣，加入澄清石灰水，溶液變渾濁，其反應為：
A+Ca（OH）₂═2CaCO₃↓+2H₂O，則A的化學式為

Ca（HCO₃）₂

．

Answer 1

分析：生活中離不開水，若水的硬度過大，會影響人體健康，因此需要進行軟化處理；硬水處理的目的就是除去硬水中的鈣、鎂離子，主要是鈣離子．

解答：解：
（1）利用陽離子交換樹脂對某硬水進行軟化，就是通過陰陽離子交換除去硬水中的鈣離子，因此樹脂的作用就是除去硬水中的鈣離子；
（2）水垢的成分是碳酸鈣，實驗III實際上就是鹽酸和碳酸鈣的反應，同時用澄清的石灰水驗證產(chǎn)物是二氧化碳，因此其現(xiàn)象為：水垢溶解，產(chǎn)生氣泡，澄清石灰水變渾濁；
實驗分析及結(jié)論：
①實驗Ⅰ的現(xiàn)象是水垢變白、變疏松，澄清石灰水變渾濁可知，水垢分解的產(chǎn)物中一定有二氧化碳；
②實驗Ⅲ小試管內(nèi)發(fā)生反應是二氧化碳和澄清石灰水的反應，因此其化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
③根據(jù)以上實驗推測，此水垢的成分中可能含有碳酸鈣；
（3）小文另取該水樣，加入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明水樣中含有碳酸氫根離子，其反應為：
Ca（HCO₃）₂+Ca（OH）₂═2CaCO₃↓+2H₂O；
故答案為：
（1）Ca²⁺；
（2）實驗III現(xiàn)象是：水垢溶解，產(chǎn)生氣泡，澄清石灰水變渾濁；
實驗分析及結(jié)論：
①二氧化碳； ②Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；  ③碳酸鈣；
（3）Ca（HCO₃）₂．

點評：此題主要考查了硬水的軟化，它是化工生產(chǎn)和生活中經(jīng)常用到的，理解了硬水軟化原理和二氧化碳的性質(zhì)做該題并不難．