中学化学实验在生活中的应用

展晓雷

摘 要：化学是一门涵盖各个领域，纵深许多行业的社会基础性的学科。它不仅仅局限于课本和实验室，在我们的日常生活中也随处可见。本文探究了长时间使用的杯子与水壶中为何会出现水垢，应如何去除。灵活地将中学化学实验与生活相结合，加深了对中学化学的进一步认识，并提高了其活学活用的能力。

关键词：中学化学；水垢；应用

中图分类号：G633.8 文献标识码： A 文章编号：1992-7711（2018）14-050-01

一、引言

在中学化学中我们接触了许多的化学实验，如酸碱滴定、稀释硫酸、测定PH值、化学电池等等。但许多的同学将化学与生活割裂开来，没有将所学的知识灵活的用于身边的日常生活之中，这即不符合我们的学习理念，也不利于我们本身巩固拓展化学知识。而将化学实验应用到我们的生活当中，不仅仅开拓了我们联系生活的思路，也进一步巩固了我们自己所学的知识，可以让我们对化学更加有兴趣和学习的动力。

二、化学实验的实际应用

化学涵盖着许许多多的领域，生活中我们不断的在和化学碰撞交流着。喝水是所有人都必不可少的事情，但是水杯和水壶里残留的黄黄的水垢总是影响着水的口感和人们喝水的心理感受，那么运用化学实验的方法探究和解决水垢的问题不仅仅可以提高日常生活的感受，也可以让我们对于化学的认识进一步加深。

（一）水垢的形成

水是我们日常生活中必不可少的物质，但水根据水中含钙、镁离子的含量可将水分为硬水和软水。我国常用硬度的常用单位是毫克碳酸钙当量/每升，（缩写为百万分之一，ppm）.60mg/L以下的水称之为软水，60-120mg/L的水是中度硬水，120-180mg/L的是硬水，180mg/L以上为高度硬水。而我国规定的饮用水的硬度为450mg/L，属于高度硬水。硬水中的钙、镁离子就是我们日常生活中水垢的来源，一般其为钙、镁离子的碳酸盐或硫酸盐，并含有微量的金属盐。在正常气温及压力下它们能够溶解于水中，但在我们将其加热升温后，它们在水中的溶解度下降，使得他们从水中析出附着在水壶和茶杯上形成水垢。或是由于溶于水的碳酸氢钙/碳酸氢镁由于受热分解形成碳酸钙/碳酸镁和二氧化碳。也就是说水垢的主要成分是碳酸钙/硫酸钙、碳酸镁/硫酸镁。

（二）水垢的危害

水垢主要是水中析出的钙、镁离子的碳酸盐/硫酸盐，少量饮用对人体无害，反而可以起到补充钙含量的作用，但是不适合小孩饮用。且长时间饮用会使得人体内的钙含量过高，可能会引起结石病，肌无力等病症，且水垢中可能含有少量的重金属会极大的危害人体健康。掉落的水垢被人们引用后可能会引起胀气或结石。并且水杯、水壶中含有水垢，会影响水的口感，使人们饮水的体验下降。

（三）水垢的去除

前文提到，水垢的主要成分是碳酸钙/硫酸钙及碳酸镁/硫酸镁，根据中学化学实验我们可以知道，对于沉淀性化合物我们可以通过将其转化为可溶性盐而后冲洗将其去除。

离子交换法：水垢主要是由于钙、镁离子的不溶性盐沉降形成的，若我们在使用前就将水中的钙、镁离子含量降低，便可以从源头除去水垢。通过中学实验我们知道，钠离子交换树脂可以选择性的透过水分子和钠离子而阻拦其他离子。运用这个特性，我们可以将使用的水先通过钠离子交换树脂，使之其中的钙、镁离子被去除，而钠离子是我们人体所必须的元素且不会形成水垢，从而去除水垢。

煮醋除垢法：向含有水垢的水壶中加入过量的食醋，再加入适量的水使水没过水垢，加热升温即可。若未除尽可重复一到二次即可。此法利用了中学化学实验中如何去除沉淀的方法，将不溶性沉淀碳酸钙/硫酸钙、碳酸镁/硫酸镁，转化为可溶性的醋酸盐，并通过加热促使反应的进行。

柠檬除垢法：切适量柠檬（越碎越好，使柠檬酸充分释放）加入含有水垢的水壶中，再加水使水面没过水垢而后升温加热。此法将不溶性沉淀碳酸钙/硫酸钙、碳酸镁/硫酸镁与柠檬酸反应，生成可溶性盐以达到去除水垢的目的，且通过升温使得柠檬中的柠檬酸能够更好的溶于水中而与水垢反应。

活性炭法：取少许活性炭至于一布包内（活性炭不可漏出），将布包置于水壶中，水中由于升温析出的水垢會吸附于活性炭上，此法利用我们所学的活性炭吸附性能从而达到去除水垢的目的。只需使用一段时间后定期更换活性炭即可。

三、结论

本文从中学化学实验的角度出发，寻求水垢的组成及去除方式。采用中学化学实验与生活实践相结合的方式，将所学知识和实验手段灵活的运用于去除水垢当中，得到以下结论：

（1）水垢的主要组成物质为碳酸钙/硫酸钙、碳酸镁/硫酸镁和少许重金属离子盐。

（2）水垢对人体有着一定的危害。

（3）去除水垢我们可以通过将不溶性盐转化为可溶性盐使之溶解，从而去除。也可以通过加入吸附剂（活性炭）的方式去除。

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