蒸鍋水物質成分定性檢測的實驗探究

劉冷+喬金鎖+劉志新

1 問題的提出

水，被稱為人類生命的源泉，是地球上最常見的物質之一。人們每天都要飲水，人體中有70%的水。在《生活飲用水衛生標準》GB5749-2005中表述各離子含量為：鉛0.01mg/L，鉻0.05mg/L，汞0.001mg/L，鐵0.3mg/L，鋁0.2mg/L，鋅1.0mg/L，氯化物250mg/L，水體硬度（鈣鎂）450mg/L，亞硝酸鹽0.2mg/L [1]。近年來，由于工農業廢水、生活污水的不合理排放，水體污染日益加劇，已經威脅到人們的身體健康。經過氯化處理的自來水，燒水時隨著溫度的升高，水中對人體有害的鹵代烴等物質的含量也不斷增大，若煮沸時間過長水中亞硝酸鹽還會增加。當亞硝酸鹽超過一定限度時，就會影響人體健康。若長期用鋁壺燒水，則水中的鋁對人體的積累會使人受到傷害。為此，礦泉水、純凈水、弱堿性水、溶氧水等各種各樣的飲用水進入市場，使得人們不好判斷究竟飲用什么樣的水才安全[2]。有些學者采用離子色譜法、高效液相色譜法等，對飲用水物質成分進行了定量分析。雖然這些方法靈敏度高、定量準確以及不受干擾，但所用儀器昂貴，操作復雜，不適合中學生及中學化學教師普遍使用。我們以常用儀器及微型儀器對蒸鍋水中亞硝酸鹽、余氯、主要礦物質及重金屬進行了定性檢測，取得了較好的效果。旨在幫助師生（公民）了解水源為自來水的蒸鍋水（長時間煮沸的水）的成分物質，科學合理地燒水和飲水，重視和避免水中有害物質的攝入。若把該內容設計為學生探究性實驗，讓學生通過物質檢測方法的探討去體驗查閱資料、實驗操作正確與否，觀察、記錄、判斷對科學探究的意義，不僅能發展實驗設計和探究能力，提高學習興趣，而且有利于學以致用，強化化學與生活的聯系。

2 實驗部分

2.1 實驗用品

儀器與材料：六穴白色與黑色點滴板若干、玻璃棒、燒杯（1000mL，200mL，50mL）、大試管、滴管若干、離心機、離心試管若干、試管夾、石棉網、電爐、洗瓶、托盤天平、濾紙

試劑：NaOH溶液（10%、6mol/L）、鈣試劑、HNO3溶液（2mol/L）、AgNO3溶液、HCl溶液（6mol/L）、飽和KSCN溶液、鎂試劑、二苯硫腙溶液、H2O2溶液（30%）、HAc溶液（2mol/L，6mol/L）、H2SO4溶液（1：4）、KMnO4溶液（0.05%）、KI-淀粉溶液、對氨基苯磺酸溶液、α-萘胺溶液、鋁試劑、濃NH3·H2O、KI溶液（4%）、CuSO4溶液（2%）、NaHSO3固體、蒸餾水（以上試劑均為分析純）

試樣：自來水（山西省高校新區晉中學院，化學實驗樓）

2.2 試樣處理

取15mL自來水于標有原水標簽的試管中；以1000mL燒杯取1000mL自來水，放在墊有石棉網的電爐上煮沸，取煮沸后的水15mL于標有開水標簽的試管中；繼續煮沸，同樣方法分別取1000mL蒸煮至800mL、600mL、400mL、300mL、200mL、150mL、100mL、50mL的水15mL于標有相應標簽的試管中，再取蒸餾水15mL于標有蒸餾水標簽的試管中，以待檢測。

2.3 實驗原理

2.4 實驗探究

2.4.1 蒸鍋水中鈣離子的定性檢驗

取6個潔凈的白色點滴板共3×12個穴，依次放好，在每個點滴板的3個穴內分別滴加同種待測液1滴，再滴加1滴10% NaOH溶液，以玻璃棒取少量鈣試劑接觸試液并攪拌，觀察實驗現象，見表1。

2.4.2 蒸鍋水中氯離子的定性檢驗

取6個潔凈的黑色點滴板共3×12個穴，依次放好，在每3個穴內滴加同種待測液1滴，再依次滴加1滴2mol/L HNO3溶液，1滴AgNO3溶液，觀察實驗現象，見表2。

2.4.3 蒸鍋水中Fe3+的定性檢測

取6個潔凈的白色點滴板共3×12個穴，依次放好，在每3個穴內滴加同種待測液1滴，再依次滴加1滴2mol/L HCl溶液，1滴飽和KSCN溶液，觀察實驗現象，見表3。

2.4.4 蒸鍋水中Mg2+的定性檢驗

取6個潔凈的白色點滴板共3×12個穴，依次放好，在每3個穴內滴加同種待測液1滴，再滴加1滴6mol/L NaOH溶液，以玻璃棒取少量鎂試劑接觸試液并攪拌，觀察實驗現象，見表4。

2.4.5 蒸鍋水中Zn2+的定性檢驗

取11支離心試管，取各待測液2滴加到離心試管中，再依次加入5滴10%NaOH溶液，10滴二苯硫腙溶液，振蕩并水浴加熱，觀察實驗現象，見表5。

2.4.6 蒸鍋水中Al3+的定性檢驗

取11支離心試管，取各待測液5滴加到離心試管中，再依次加入4滴6mol/L NaOH溶液，4滴30% H2O2。然后水浴加熱并攪拌離心，離心液分別轉移到另11支離心試管中，后分別加入5滴6mol/L HAc酸化。分別取上面HAc酸化的試液2滴加入到另11支離心管中，依次分別加入2滴2mol/L HAc、2滴鋁試劑、2滴濃NH3·H2O，然后水浴加熱，觀察實驗現象，見表6。

總之，該實驗具有操作簡單、容易上手、成本低、安全可靠、現象明顯、污染少等特點，是學生科學探究的較好素材。

參考文獻：

[1]生活飲用水衛生標準（網上征求意見稿）GB5749-2005.

[2]蒲思川等.我國水體污染的現狀及防治對策[J].中國資源綜合利用，2008，26（5）：31～34.

[3]何鳳姣.無機化學[M].北京：科學出版社，2001.

[4][5][9]華中師范大學，東北師范大學等.分析化學[M].北京：高等教育出版社，2001.

[6][8]華中師范大學，東北師范大學等.分析化學實驗[M].北京：高等教育出版社，2001.

[7]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·實驗化學（第2版）[M].北京：人民教育出版社，2007.