中學化學實驗在生活中的應用

展曉雷

摘 要：化學是一門涵蓋各個領域，縱深許多行業的社會基礎性的學科。它不僅僅局限于課本和實驗室，在我們的日常生活中也隨處可見。本文探究了長時間使用的杯子與水壺中為何會出現水垢，應如何去除。靈活地將中學化學實驗與生活相結合，加深了對中學化學的進一步認識，并提高了其活學活用的能力。

關鍵詞：中學化學；水垢；應用

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼： A 文章編號：1992-7711（2018）14-050-01

一、引言

在中學化學中我們接觸了許多的化學實驗，如酸堿滴定、稀釋硫酸、測定PH值、化學電池等等。但許多的同學將化學與生活割裂開來，沒有將所學的知識靈活的用于身邊的日常生活之中，這即不符合我們的學習理念，也不利于我們本身鞏固拓展化學知識。而將化學實驗應用到我們的生活當中，不僅僅開拓了我們聯系生活的思路，也進一步鞏固了我們自己所學的知識，可以讓我們對化學更加有興趣和學習的動力。

二、化學實驗的實際應用

化學涵蓋著許許多多的領域，生活中我們不斷的在和化學碰撞交流著。喝水是所有人都必不可少的事情，但是水杯和水壺里殘留的黃黃的水垢總是影響著水的口感和人們喝水的心理感受，那么運用化學實驗的方法探究和解決水垢的問題不僅僅可以提高日常生活的感受，也可以讓我們對于化學的認識進一步加深。

（一）水垢的形成

水是我們日常生活中必不可少的物質，但水根據水中含鈣、鎂離子的含量可將水分為硬水和軟水。我國常用硬度的常用單位是毫克碳酸鈣當量/每升，（縮寫為百萬分之一，ppm）.60mg/L以下的水稱之為軟水，60-120mg/L的水是中度硬水，120-180mg/L的是硬水，180mg/L以上為高度硬水。而我國規定的飲用水的硬度為450mg/L，屬于高度硬水。硬水中的鈣、鎂離子就是我們日常生活中水垢的來源，一般其為鈣、鎂離子的碳酸鹽或硫酸鹽，并含有微量的金屬鹽。在正常氣溫及壓力下它們能夠溶解于水中，但在我們將其加熱升溫后，它們在水中的溶解度下降，使得他們從水中析出附著在水壺和茶杯上形成水垢。或是由于溶于水的碳酸氫鈣/碳酸氫鎂由于受熱分解形成碳酸鈣/碳酸鎂和二氧化碳。也就是說水垢的主要成分是碳酸鈣/硫酸鈣、碳酸鎂/硫酸鎂。

（二）水垢的危害

水垢主要是水中析出的鈣、鎂離子的碳酸鹽/硫酸鹽，少量飲用對人體無害，反而可以起到補充鈣含量的作用，但是不適合小孩飲用。且長時間飲用會使得人體內的鈣含量過高，可能會引起結石病，肌無力等病癥，且水垢中可能含有少量的重金屬會極大的危害人體健康。掉落的水垢被人們引用后可能會引起脹氣或結石。并且水杯、水壺中含有水垢，會影響水的口感，使人們飲水的體驗下降。

（三）水垢的去除

前文提到，水垢的主要成分是碳酸鈣/硫酸鈣及碳酸鎂/硫酸鎂，根據中學化學實驗我們可以知道，對于沉淀性化合物我們可以通過將其轉化為可溶性鹽而后沖洗將其去除。

離子交換法：水垢主要是由于鈣、鎂離子的不溶性鹽沉降形成的，若我們在使用前就將水中的鈣、鎂離子含量降低，便可以從源頭除去水垢。通過中學實驗我們知道，鈉離子交換樹脂可以選擇性的透過水分子和鈉離子而阻攔其他離子。運用這個特性，我們可以將使用的水先通過鈉離子交換樹脂，使之其中的鈣、鎂離子被去除，而鈉離子是我們人體所必須的元素且不會形成水垢，從而去除水垢。

煮醋除垢法：向含有水垢的水壺中加入過量的食醋，再加入適量的水使水沒過水垢，加熱升溫即可。若未除盡可重復一到二次即可。此法利用了中學化學實驗中如何去除沉淀的方法，將不溶性沉淀碳酸鈣/硫酸鈣、碳酸鎂/硫酸鎂，轉化為可溶性的醋酸鹽，并通過加熱促使反應的進行。

檸檬除垢法：切適量檸檬（越碎越好，使檸檬酸充分釋放）加入含有水垢的水壺中，再加水使水面沒過水垢而后升溫加熱。此法將不溶性沉淀碳酸鈣/硫酸鈣、碳酸鎂/硫酸鎂與檸檬酸反應，生成可溶性鹽以達到去除水垢的目的，且通過升溫使得檸檬中的檸檬酸能夠更好的溶于水中而與水垢反應。

活性炭法：取少許活性炭至于一布包內（活性炭不可漏出），將布包置于水壺中，水中由于升溫析出的水垢會吸附于活性炭上，此法利用我們所學的活性炭吸附性能從而達到去除水垢的目的。只需使用一段時間后定期更換活性炭即可。

三、結論

本文從中學化學實驗的角度出發，尋求水垢的組成及去除方式。采用中學化學實驗與生活實踐相結合的方式，將所學知識和實驗手段靈活的運用于去除水垢當中，得到以下結論：

（1）水垢的主要組成物質為碳酸鈣/硫酸鈣、碳酸鎂/硫酸鎂和少許重金屬離子鹽。

（2）水垢對人體有著一定的危害。

（3）去除水垢我們可以通過將不溶性鹽轉化為可溶性鹽使之溶解，從而去除。也可以通過加入吸附劑（活性炭）的方式去除。

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