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水垢的主要成分

天然水中一般都含有少量的钙离子和镁离子,还含有少量碳酸氢根离子。将天然的水加热煮沸,由于碳酸氢钙和碳酸氢镁热分解温度低于100摄氏度,碳酸氢钙会分解成碳酸钙、二氧化碳和水,碳酸氢镁也会分解成碳酸镁、二氧化碳和水。但是,长时间煮沸,碳酸镁会跟水反应,部分或全部转化成氢氧化镁。这是因为,氢氧化镁比碳酸镁的溶解度更小,不断加热,生成更难溶的氢氧化镁,有利于碳酸镁的水解。碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁都是溶解度很小的物质,会从水中析出,形成沉淀。形成的沉淀通常带有部分结晶水,还含有少量其他金属离子。综上所述,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,还可能含有一定量的碳酸氢镁。

烧开水的锅炉要定期除去水垢,因为水垢影响传热,水垢过多,还可能因局部受热不均匀引起锅炉爆炸。水瓶胆中的水垢也影响水瓶的保温性能。由于醋酸的酸性比碳酸的酸性强,在家庭中,可以用醋除去水垢。

2005年高考江苏考题中有这样一题:水垢可以看作由多种物质组成的混合物,为研究含有Ca2+、Mg2+、HCO3的水所形成水垢的化学组成,取干燥的水垢6.32 g,加热使其失去结晶水,得到5.78 g 剩余固体A;高温灼烧a至恒重,残余固体为CaO和MgO,放出的气体用过量的Ba(OH)2溶液吸收,得到11.82 g 沉淀。

(1)通过计算确定a中是否含有碳酸镁;

(2)5·78 g 剩余固体a灼烧至恒重时产生的气体完全被水垢的主要成分碱石灰吸收,碱石灰增重2.82 g,通过计算确定a中各成分的物质的量,并计算出水垢中碳酸盐的质量分数。


如果了解水垢的主要成分,则易做出判断:a的组成可能为碳酸钙和氢氧化镁,也可能为碳酸钙、碳酸镁和氢氧化镁。结合题意不难求解。

(责任编辑:化学自习室)
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