Question

33、生活中离不开水．若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理．

（1）小文利用阳离子交换树脂对某硬水水样进行软化，其
原理示意如右图所示．树脂的作用是除去硬水中的

Ca²⁺

．
（2）生活中通过煮沸能够降低水的硬度．小文取此水样煮
沸后，发现有水垢生成．为探究水垢的成分，他进行了以下实验：
实验过程：

实验序号	实验操作	实验现象
Ⅰ		水垢变白、变疏松， 澄清石灰水变浑浊
Ⅱ		固体部分溶解， 放出热量， 滤液的pH约为12
Ⅲ		实验现象是 水垢溶解，产生气泡，澄清石灰水变浑浊 ．

实验分析及结论：
①由实验Ⅰ可知，水垢分解的产物中一定有

二氧化碳

．
②实验Ⅲ小试管内发生反应的化学方程式为

Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O

．
③根据实验探究，推测此水垢的成分中可能含有

碳酸钙

．
（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，其反应为：
A+Ca（OH）₂═2CaCO₃↓+2H₂O，则A的化学式为

Ca（HCO₃）₂

．

Answer 1

分析：生活中离不开水，若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理；硬水处理的目的就是除去硬水中的钙、镁离子，主要是钙离子．

解答：解：
（1）利用阳离子交换树脂对某硬水进行软化，就是通过阴阳离子交换除去硬水中的钙离子，因此树脂的作用就是除去硬水中的钙离子；
（2）水垢的成分是碳酸钙，实验III实际上就是盐酸和碳酸钙的反应，同时用澄清的石灰水验证产物是二氧化碳，因此其现象为：水垢溶解，产生气泡，澄清石灰水变浑浊；
实验分析及结论：
①实验Ⅰ的现象是水垢变白、变疏松，澄清石灰水变浑浊可知，水垢分解的产物中一定有二氧化碳；
②实验Ⅲ小试管内发生反应是二氧化碳和澄清石灰水的反应，因此其化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
③根据以上实验推测，此水垢的成分中可能含有碳酸钙；
（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明水样中含有碳酸氢根离子，其反应为：
Ca（HCO₃）₂+Ca（OH）₂═2CaCO₃↓+2H₂O；
故答案为：
（1）Ca²⁺；
（2）实验III现象是：水垢溶解，产生气泡，澄清石灰水变浑浊；
实验分析及结论：
①二氧化碳； ②Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；  ③碳酸钙；
（3）Ca（HCO₃）₂．

点评：此题主要考查了硬水的软化，它是化工生产和生活中经常用到的，理解了硬水软化原理和二氧化碳的性质做该题并不难．