河北省隆化縣第四中學(xué) 黃 珊

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科，一方面提供給學(xué)生未來(lái)發(fā)展所需的最基礎(chǔ)的化學(xué)知識(shí)和技能，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法分析和解決簡(jiǎn)單問(wèn)題的能力；另一方面使學(xué)生從化學(xué)角度逐步認(rèn)識(shí)自然與環(huán)境的關(guān)系，分析有關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象。從學(xué)生的認(rèn)知層面上分析，他們正處于感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的階段。在不斷積累新知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的特點(diǎn)是從定性到定量，從宏觀到微觀。隨著知識(shí)之間的聯(lián)系不斷增加，學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力會(huì)不斷提高。一次，學(xué)生興致勃勃地朝我跑來(lái)，問(wèn)道：“老師，燒水壺使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)很多白色固體，而且不容易除掉，它們的成分到底是什么呢？”于是，我們一起圍繞燒水壺中的水垢進(jìn)行了相關(guān)探究。

【提出問(wèn)題1】燒水壺中水垢的主要化學(xué)成分是什么？

【查閱資料】水垢，俗稱“水銹”“水堿”，白色或黃白色固體，主要成分為碳酸鈣等。水垢的導(dǎo)熱能力很低，結(jié)于燒水壺內(nèi)部受熱面上，會(huì)影響傳熱效果和燒水效率。

【提出問(wèn)題2】生活中如何除去燒水壺中的水垢？

【猜想與假設(shè)】由于水垢的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣不易溶于水，但能被稀鹽酸或稀醋酸等溶解，故可用稀鹽酸清洗。

【實(shí)驗(yàn)用品】燒杯若干、純凈水、鑷子、玻璃片、橡膠手套、一次性口罩、稀鹽酸、稀硫酸、碳酸飲料、澄清石灰水、玻璃棒等。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】用鑷子取少量燒水壺中新形成的水垢碎片于1 號(hào)燒杯中（注意不要損壞燒水壺），加入少量稀鹽酸，在潔凈的玻璃片上涂少量澄清石灰水，蓋在燒杯口上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【現(xiàn)象分析與結(jié)論】白色水垢表面出現(xiàn)氣泡并逐漸溶解，玻璃片上的澄清石灰水變渾濁。這說(shuō)明白色水垢的化學(xué)成分中確實(shí)含有碳酸鹽，水垢溶于稀鹽酸。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為故猜想成立。

【提出問(wèn)題3】用稀硫酸能除去水垢嗎？

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取少量水垢碎片于2 號(hào)燒杯中，加入少量稀硫酸，在潔凈的玻璃片上涂少量澄清石灰水，蓋在燒杯口上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【現(xiàn)象分析與結(jié)論】白色水垢表面剛開(kāi)始出現(xiàn)少量氣泡，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，稍后反應(yīng)停止，玻璃片上的澄清石灰水沒(méi)變渾濁。這是因?yàn)樯傻牧蛩徕}微溶于水，覆蓋在水垢表面，使反應(yīng)自行停止。因此，不能用稀硫酸除去水垢。

【實(shí)驗(yàn)反思】1.水垢的形成：水中含有鈣、鎂以及碳酸根、碳酸氫根等離子。當(dāng)水達(dá)到一定溫度后，其中的鈣、鎂離子與碳酸根離子結(jié)合，生成碳酸鈣、碳酸鎂等沉淀。

2.本次實(shí)驗(yàn)后的廢液由老師處理，不可隨意倒入下水道，否則會(huì)污染水源，腐蝕鐵制下水管。

【實(shí)驗(yàn)拓展】生活中除水垢的小妙招：將碳酸飲料倒入有水垢的燒水壺中，發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間后，水垢逐漸溶解甚至消失；用家用食醋除水垢，簡(jiǎn)單方便無(wú)污染。