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  • 问答题
    有一杯主要含有MgCl2和CaCl2的硬水．某兴趣小组设计出软化水的部分实验方案，请你一起来完成．可供选用的物质有：Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、肥皂水．
    实验步骤 现象 结论或化学方程式
    ①取少量水样于试管中，向其中滴加Ca（OH）2溶液，直到不再产生沉淀 有白色沉淀产生 化学方程式__________
    ②继续向上述试管中滴加________________直到不再产生沉淀 有白色沉淀产生 除去水中的CaCl2
    ③过滤，滤液澄清，往滤液中加入少量______，振荡   证明硬水已软化

    本题信息：化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “有一杯主要含有MgCl2和CaCl2的硬水．某兴趣小组设计出软化水的部分实验方案，请你一起来完成．可供选用的物质有：Ca（OH）2溶液、NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、...” 主要考查您对

硬水和软水

化学反应方程式的书写

文字表达式

物质的除杂

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定义：
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。

水的硬度：
水的硬度常用一种规定的标准来衡量，这个标准是：把1L水里含10mgCaO（或相当于10mgCaO）称为1度。
硬水和软水的检验：
（1）用肥皂水来检验硬水和软水，把肥皂水滴在水里搅拌，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少或不产生泡沫的是硬水

（2）用加热煮沸的方法检验硬水和软水。水加热煮沸时，有较多沉淀的是硬水，不产生沉淀或者产生沉淀较少的是软水。

硬水的软化：
就是设法除去硬水中的钙、镁化合物。

硬水软化的方法：生活中常用煮沸法，工业上常用离子交换法和药剂软化法，实验室常用蒸馏法，蒸馏法是净化程度较高的水，蒸馏时应注意以下几点：

①蒸馏瓶中的液体不能超过其容积的2/3.
②加热时，应在烧瓶中放几粒沸石（或碎瓷片）。
③装置气密性良好
④水银温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近。

使用硬水造成的危害：
饮用水中含有微量的钙、镁成分，对人体健康是有益的。但是，水中含太多的钙、镁成分，对生活和生产都有危害。
①用硬水洗涤，不仅浪费肥皂，而且会在织物上积有肥皂跟钙、镁反应后生成的沉淀，不容易洗干净，还会使纤维变脆、易断。
②硬水有苦涩味，长期饮用硬水会使人的胃肠功能紊乱，出现不同程度的腹胀、腹泻和腹痛。
③锅炉用水硬度太大，会产生水垢，这会大大降低锅炉的导热能力，造成燃料的浪费。另外，当水垢爆裂脱落时，会造成炉壁局部受热不均，易引起锅炉爆炸。

离子交换法：
离子交换法是工业生产软化水的重要方法之一。离子交换法的原理:离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团(一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子)，当含钙、镁离子较高的硬水经过离子交换树脂时，离子交换树脂即可以释放出钠离子，其功能基团与钙、镁离子结合。这样水中的钙、镁离子含量下降，水的硬度降低，硬水即可被软化为软水。离子交换法的流程为：工作(即交换)、反洗、再生、清洗四个过程。
化学方程式的书写原则遵循两个原则：
一是必须以客观事实为基础，绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应；

二是遵循质量守恒定律，即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。

书写化学方程式的具体步骤:
(1)写：根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左，生成物在右，中间用横线连接，如: H2+O2——H2O，H2O——H2+O2。
(2)配：根据反应前后原子的种类和数目不变的原则，在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数，使各种元素的原子个数在反应前后相等，然后将横线变成等号。配平后，化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，如:2H2+O2=2H2O，2H2O= 2H2+O2。
(3)注：注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H2+O22H2O，2H2O2H2↑+O2↑。

化学计量数:
化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中，各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比，计数量为1时，一般不写出。

书学化学方程式的常见错误:
常见错误 违背规律
写错物质的化学式 客观事实
臆造生成物或事实上不存在的化学反应
写错或漏泄反应条件
化学方程式没有配平 质量守恒
漏标多标“↑”、“↓”符号 ——

书写化学方程式时条件和气体、沉淀符号的使用:
（1）.“△”的使用
①“△”是表示加热的符号，它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生，书写化学方程式时就用“△”，如:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度，一般用“高温”表示;如:CaCO3CaO+ CO2↑
 
（2）“↑”的使用
 ①“↑”表示生成物是气态，只能出现在等号的右边。
②当反应物为固体、液体，且生成的气体能从反应体系中逸出来，气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑。
③当反应物是溶液时，生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来，则不用“↑”，如:H2SO4+ BaCl2==FeCl2+2HCl
④只有生成物在该反应的温度下为气态，才能使用“↑”。
⑤若反应物中有气态物质，则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O2CO2

（3）“↓”使用
①“↓”表示难溶性固体生成物，只能出现在等号的右边
②当反应在溶液中进行，有沉淀生成时，用 “↓”，如:AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3
③当反应不在溶液中进行，尽管生成物有不溶性固体，也不用标“↓”，如:2Cu+O22CuO
④反应在溶液中进行，若反应物中有难溶性物质，生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO4==FeSO4+Cu.

化学方程式中“↑”和“↓”的应用：
①“↑”或“↓”是生成物状态符号，无论反应物是气体还是固体，都不能标“↑”或“↓”;
②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀，则使用“↓”；若不在溶液中进行，无论生成物中是否有固体或难溶物，都不使用“↓”;
③常温下，若反应物中无气体，生成物中有气体.

提取信息书写化学方程式的方法:
      书写信息型化学方程式是中考热点，题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域，充分体现了化学学科的重要性，并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤，可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式，并注明反应条件及生成物状态；第二步就是化学方程式的配平。
概念：用文字表示化学反应的式子

文字表达式的书写步骤：
（1）写：根据反应事实写出反应物和生成物
（2）注：注明反应条件：[点燃，加热，光照，通电等]
混合物的分离和提纯(除杂)
1. 分离与提纯的基本原理
(1)分离：就是用物理或化学的方法将混合物巾的各组分分开，并将物质恢复到原状态。
(2)提纯和除杂：用物理或化学的方法把混合物中的杂质除去而得到纯物质。在提纯过程中，如果杂质发生了化学变化，不必恢复成原物质。二者的方法在很多情况下是相似的，但分离比提纯的步骤要多，因为各组分均要保留，绎过化学反应使混合物中各组分经转化而分离后还要复原为原来的组分物质提纯和除杂过程中经常用到分离操作，二者有时又密不可分。

2．分离和提纯应遵循的原则
(1)不能“玉石俱焚”：即试剂一般要求与杂质反应，不与要保留的物质反应。但在特殊情况下，所加试剂可和保留物质应应，但最终要转化成需要保留的物质如除去FeCl3，溶液中的NaCl，可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。
(2)“不增““不减”：即不增加新的杂质，不减少要保留的物质如除去FeCl3中的少量Fe2(SO4)3应选用BaCl2而不应选用Ba(NO3)2，否则发生反应3Ba(NO3)2+Fe2(SO4)3==3BaSO4↓+2Fe(NO3)3溶液中又增加了Fe(NO3)3.
(3)易分离：反应后，物质的状态不同，便于分离。
(4)不污染环境：即耍求所选用的除杂方法不能产生可污染环境的物质。
(5)不能“旧貌变新颜”：即除杂结束前，要恢复保留物质的原有状态。


常见除杂的方法：
CO2(O2)：将气体通过灼热的铜网
CO2(H2或CO)：将气体通过灼热的氧化铜
O2或CO2或H2(含H2O)：将气体通过浓硫酸或氧化钙或氯化钙等干燥剂
O2或H2或CO(含CO2或SO2)：将气体通入氢氧化钠溶液中
Cu(含Fe或Mg或Zn)：加入足量的稀盐酸或稀硫酸，过滤
Fe(含Cu)：用磁铁将铁粉吸引出来
Cu(含CuO)，Fe(含Fe2O3)：高温下与H2或CO反应
CuO(含Cu或C)：在空气中灼烧
CaO(含CaCO3)：高温煅烧(CaCO3分解成CaO和CO2)
CaCO3(含CaO)：加足量水溶解，过滤，取滤渣
Ca(OH)2(含CaO)加足量水
FeSO4溶液(含H2SO4或CuSO4)，FeCl2溶液(含盐酸或CuCl2)：加过量铁粉，过滤，取滤液
NaCl溶液(含Na2CO3)：加适量稀盐酸
Na2SO4溶液(含CuSO4)：加适量 NaOH 溶液

酸、碱、盐溶液的除杂技巧：
1．被提纯物与杂质所含阳离子相同时，选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子，再与被提纯物中的阴离子组合出除杂试剂。如除去Na2SO4溶液中的NaOH：可选用稀H2SO4溶液为除杂试剂(2NaOH+ H2SO4==Na2SO4+2H2O)、除去KCl溶液中的 K2SO4：可选用BaCl2溶液为除杂试制(K2SO4+BaCl2 ==2KCl+BaSO4↓，过滤除去)

2．被提纯物与杂质所含阴离子相同时，选取与杂质中阳离子不共存的阴离子，再与被提纯物中的阳离子组合出除杂试剂，如除去NaCl溶液中的BaCl2：可选用 Na2SO4溶液为除杂试剂(BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓ +2NaCl，过滤除去).再如除去KNO3溶液中的AgNO3：可选用KCl溶液为除杂试剂(AgNO3+KCl=AgCl↓ +KNO3，过滤除去)。

3．被提纯物质与杂质所含阴离子、阳离子都不相同时，应选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合出除杂试剂。如：除去NaCl溶液中的CuSO4：可选用Ba(OH)2溶液为除杂试剂[CuSO4+Ba(OH)2= BaSO4↓+Cu(OH)2↓，过滤除去]。

分离和提纯的方法：
   物质的分离和提纯有两种主要的方法，即物理方法和化学方法。实际上在实验过程中往往需通过综合法来进行。
（1）物理方法主要包括过滤，蒸馏，结晶
方法 适用范围 举例 注意事项
过滤 分离不溶性固体和液体 粗盐提纯 ①过滤时要“一贴、二低，三靠”；
②必要时要洗涤沉淀物
结晶 利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度随温度变化不同的性质来分离提纯物质 分离氯化钠和硝酸钾混合物 ①一般先配较高温度下的浓溶液，然后降温结晶：
②结晶后过滤，分离出晶体
蒸馏 沸点不同的液体混合物 石油的分馏 ①温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处；
②加沸石(或碎瓷片)；
③冷凝管水流方向

（2）化学方法
除杂方法 除杂原理 应用实例
化气法 与杂质反应生成气体而除去 除Na2SO4中的NaCO3，可加适量稀盐酸
NaCO3+H2SO4==Na2SO4+CO2↑+H2O
沉淀法 将杂质转化为沉淀过滤除去 除去NaCl中的Na2SO4.可加适量的BaCl2
Na2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NaCl
置换法 将杂质通过置换反应而除去 c除去FeSO4中的CuSO4可加过量的铁粉
CuSO4+Fe==Cu+FeSO4
溶解法 将杂质溶丁某种试剂而除去 除C粉中的CuO粉末，可加适量稀盐酸，再过滤
CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
加热法 杂质受热易分解，通过加热将杂质除去 除CaO中的CaCO3可加热
CaCO3CaO+CO2↑
转化法 将杂质通过化学反应转化为主要成分 除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO
CO+CuOCu+CO2

（3）综合法
在进行混合物的分离或提纯时，采用一种方法往往不能达到目的，而要采用几种方法才能完成，这就是综合法。综合法主要有三种：
①物理方法的综合：主要是溶解、过滤、蒸发、结晶等方法的结合：
②化学方法的综合：当某物质所含杂质不止一种时，通常需加入多种试剂除去(或分离)不同的物质。
③物理与化学方法的综合：当某物质所含杂质不止一种，且有能用物理方法除去(或分离)的杂质时，首先应考虑用物理方法除去一种或几种杂质，然后再用化学方法除去其余杂质。

(4)除杂方法的几个优化原则
①若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。
②应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“一举两得”。
③先考虑物理方法，再用化学方法。

常见的混合物类型及分类与提纯的方法见下表：
混合物类型采用的方法 物理方法 化学方法
固—固混合 可溶—可溶 结晶 把杂质变成沉淀、气体等除去
可溶—不溶 过滤 ——
不溶—不溶 — 把杂质变成可溶物除去
固—液混合 过滤 ——
液—液混合 —— 把杂质变成沉淀，气体或被提纯物
气—气混合 —— 把杂质变成固体、溶液或被提纯物


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