魅力化学讲义

魅力化学模块一、化学与实验项目一、神奇的化学现象项目二、喷泉实验模块二、化学与生活项目一、化学生活小常识项目二、固体酒精制备项目三、工业肥皂制备模块三、化学与工业项目一、化学工业发展史项目二、自来水硬度检测项目三、纯碱制备及检验

模块一项目一、神奇的化学现象1、墙上出“汗”刷墙用的白灰是氢氧化钙刷到墙上之后，又和空气中的二氧化碳发生化学反应而生成坚硬的碳酸钙和水，所以墙上所出的“汗”，就是经过化学反应生成水的结果。反应方程式请同学们写出来：2、神奇的“金创纸”街头卖艺人用刀拍打手臂或大腿，然后在刀口上喷水，用刀在臂或腿上割一下，立刻冒出血珠。这时艺人取一条黑色（或其他颜色）纸贴在伤口上，过一会儿再揭下纸来请观众看，伤口一点也没有了，连刀痕也没有。然后卖艺人开始向观众推销这种金创纸，说是家庭必备。请大家思考其中的原理：3、用水烧纸实际上并不神秘，这无非是一种非常普通的化学反应所产生的一种现象。原来，表演者手中拿的那张白纸上事先已粘上一小块金属钠，因为金属钠是白色的，所以台下的观众是不易看见的，他将白纸折叠几次是为了将这块金属钠包在中间以防止在空气中被氧化。金属钠遇水后能发生激烈的化学反应，生成氢氧化钠和氢气。同时，这个反应放出大量的热，使纸的温度迅速升高，并马上达到着火点。这个反应还同时放出氢气，在氢气燃烧之时，纸也跟着燃烧了。不但金属钠有这种性质，金属钾等也都有这种化学性质。4、会跳舞的鸡蛋鸡蛋外壳的主要成分是碳酸钙。

CaC03十2HC1＝CaC12十C02（气）十H20，C02所形成的气泡紧紧地附在蛋壳上，产生的浮力使鸡蛋上升，到液面时气泡所受的压力小，一部分气泡破裂，从而使浮力减小，鸡蛋开始下沉。如此循环往复,就好像鸡蛋在跳舞。最后由于杯中的液体里含有大量的氯化钙和剩余的盐酸，使液体的比重大于鸡蛋的比重，鸡蛋最终浮在液体上部。5、玻璃棒点燃了冰块冰块上的电石和冰表面上少量的水发生反应，生成的电石气是易燃气体。由于浓硫酸和高锰酸钾都是强氧化剂，它能把电石气氧化并且立刻达到着火点，使电石气燃烧，另外，由于水和电石反应是放热反应，加之电石气的燃烧放热，更使冰块熔化成的水越来越多，所以电石反应也越加迅速，电石气产生的也越来越多，火也越来越旺。6、一吹即燃的蜡烛原来，魔术师在表演之前将蜡烛芯松散开，滴进了些溶有白磷的二硫化碳溶液。因为二硫化碳液体是极易挥发的物质，魔术师吹口长气使其挥发速度进一步加快，当二硫化碳挥发完了，烛芯上留下极为细小的白磷颗粒，白磷与空气中的氧气发生氧化反应并产生热量，当温度升高到35℃时，白磷便自行燃烧，随之就把原来熄灭的烛芯又引着了7、不用电的电灯泡原来，这个电灯泡中装有镁条和浓硫酸，它们在灯泡内发生激烈的化学反应，引起了放热发光。因为浓硫酸具有强烈的氧化性，尤其是和一些金属相遇时更能显示出它的氧化本领。金属镁又是特别容易被氧化的物质，所以它俩是天生的“门当户对”了，只要一相遇，便立刻发生激烈的化学反应：

Mg＋2H2SO4（浓）＝MgSO4＋SO2↑＋2H20

在反应过程中放出大量的热量，使电灯泡内的温度急剧上升，很快地使镁条达到燃点，在充分供给氧的情况下，镁条燃烧得更旺，好像照明弹一样。8、不是玻璃刀的“玻璃刀”这种不是玻璃刀的“玻璃刀”是氢氟酸。因为氟化钙和硫酸反应生成氟化氢和硫酸钙，氟化氢气体从溶液中挥发到玻璃上，又溶解于玻璃上面的水而形成的氢氟酸，氢氟酸是不和石蜡发生反应的，就是专门和形成玻璃的主要原料——二氧化硅反应，反应后生成水和氟化氢气体，这种能“吃”玻璃的酸，人们称之不是玻璃刀的“玻璃刀”。这样，凡是没有被石蜡遮盖保护的玻璃表面即图案部分都被这种酸“吃”掉了一层，清除石蜡后，玻璃上的图案就显示出来了。其反应如下：4HF十Si02＝2H20十SiF4（气）9、烧不坏的手帕原来，玻璃杯中盛的是两份酒精和一份水，酒精的沸点只有78℃，水的沸点是100oC，所以，酒精很容易从手帕中挥发出来烧掉，一部分水仍然留在手帕上，保护着手帕。另外，在酒精燃烧的过程中，有一部分水变成蒸气挥发了，这些挥发的水汽带走了手帕上的一部分热量，从而降低了手帕的温度，使其达不到燃点。以上的两个因素保护了手帕的安全。10、氯化铵的妙用--防火布原来，这种棉布（防火布）的表面附满了氯化铵的晶体颗粒，

NH4Cl=NH3(气）＋HC1(气）这两种气体把棉布与空气隔绝起来，当这两种气体保护棉布不被火烧的同时，它们又在空气中相遇，重新化合而成氯化铵小晶体，这些小晶体分布在空气中，就像白烟一样。氯化铵这种化学物质是很好的防火能手，戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等，都经常用氯化铵处理。

项目二、喷泉实验实验目的1.认识氨气的溶解性；2.掌握喷泉实验的原理。实验原理氨气和水都是极性分子，根据相似相溶原理，氨气极易溶于水。这样在烧瓶中会因气体体积急剧减少而产生负压，水在外界大气压作用下被压入烧瓶中而产生喷泉现象。又由于氨气溶于水后变成氨水，从而使酚酞试液变红。实验步骤1.按下图组装仪器。2.在干燥的圆底烧瓶里集满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。3.立即倒置烧瓶，将玻璃管放进盛有酚酞溶液的烧杯里。4.挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶后，打开止水夹。观察现象。片刻烧杯里的溶液即由玻璃管喷入烧瓶，形成美丽的喷泉。注意事项及成败关键1.烧瓶在收集氨气之前应烘干，冷却后再收集。2.预先吸好水的滴管和直玻璃导管的外部应干燥。3.用向上排空气法收集氨气时，烧瓶口应放一团棉花，防止氨气与空气对流。当验满后，还应再多通些时候，以保证排尽空气。4.应塞紧塞子，插滴管和直玻璃管的塞孔周围也不能漏气，直玻璃导管中部橡皮管上的弹簧夹也要夹紧。5.收集好气体后最好立即使用。6.伸入烧瓶内的尖嘴玻璃导管直径宜小，尖嘴口距烧瓶底3cm为宜，这样既可保证喷水能碰到瓶底而飞溅，又可避免尖嘴很快被液面淹没而使喷泉现象不明显。7.若胶头滴管中的水倒流回胶头中，致使胶头中的水不易挤出时，可将止水夹关闭,然后正立烧杯，再挤压胶头，使胶头中的水滴入烧瓶，此时再做即可成功。常见气体在常温常压下的溶解度：难溶气体：N2（1:0.02）H2（1:0.02）微溶气体：O2（1:0.2）可溶气体：Cl2（1:2）H2S（1:2.6）CO2（1:1）易溶气体：SO2（1:40）极易溶气体：HCl（1:500）NH3（1:700）思考题1、若A为HCL，B可以选择哪些溶液？2、若B为H2O，A可以选择哪些气体？3、若B为NaOH溶液，A可以选择哪些气体？4、O2等在水中溶解度小，常温又不易与其它溶液反应的气体是否就无法做成喷泉实验？

模块二、化学与生活项目一、化学生活常识1、食物的酸碱性研究发现，多吃碱性食物可保持血液呈弱碱性，使得血液中乳酸、尿素等酸性物质减少，并能防止其在血管壁上沉积，因而有软化血管的作用，故有人称碱性食物为"血液和血管的清洁剂"。一般地说，大米、面粉、肉类、鱼类、蛋类等食物几乎都是酸性食物，而蔬菜、水果、牛奶、山芋、土豆、豆制品及水产品等则都是碱性食物。2、加碘食盐的使用碘是人体必需的营养元素，长期缺碘可导致碘缺乏症，食用加碘食盐是消除碘缺乏症的最简便、经济、有效的方法。加碘食盐中含有氯化钠和碘酸钾，人体中需要的碘就是碘酸钾提供的，而碘酸钾受热、光照时不稳定易分解，从而影响人体对碘的摄入，所以炒菜时要注意：加盐应等快出锅时，且勿长时间炖炒。3、炒菜应注意的问题炒菜时不宜把油烧得冒烟，油在高温时，容易生成一种多环化合物，一般植物油含的不饱和脂肪酸，更容易形成多环化合物，实验证明，多环化合物易于诱发动物得膀胱癌。一般将油烧至沸腾就行了，油的“生气”便可以除去。4、10种食物不宜多吃松花蛋:制作松花蛋需要用一定量的铅，因此，多食可引起铅中毒，还会造成缺钙。臭豆腐:臭豆腐在发酵过程中极易被微生物污染，同时含有大量挥发性盐基氮及硫化氢等，这些都是蛋白质分解的腐败物质，多食对人体有害。味精:每人每天味精摄入不应超过６毫克，过多摄入会使血液中谷氨酸的含量升高，限制了必需的２价阳离子钙和镁的利用，可造成短时期头痛、恶心等症状，对人的生殖系统也会带来不良影响。方便面:方便面中含有对人体不利的食品色素与防腐剂等，常吃对身体不利葵花籽:葵花籽中含有不饱和脂肪酸，多吃会消耗体内大量的碱，影响肝细胞的功能。菠菜:菠菜营养丰富，但它含有草酸，食物中的锌与钙会与草酸结合而排出体外，从而引起人体锌与钙的缺乏。猪肝:1000克猪肝含有胆固醇高达400烤牛羊肉:牛羊肉在熏烤过程中会产生如苯并芘这样的有害物质，这是诱发癌症的物质。腌菜:腌菜如腌制得不好，会含有致癌物质亚硝酸胺。油条:油条中的明矾是含铝的无机物，天天吃油条，铝就很难由肾脏排出，从而对大脑及神经细胞产生毒害，甚至引发老年性痴呆症。5、食物中的二氧化硫二氧化硫在食品中可显示多种技术效果，一般称它为漂白剂，因为二氧化硫可与有色物质作用对食品进行漂白。另一方面二氧化硫具有还原作用，可以抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性褐变。总之，由于二氧化硫的应用可使果干、果脯等具有美好的外观，所以有人称它为化妆品性的添加剂。二氧化硫在发挥“化妆性”作用的同时，还具有许多非化妆作用，如防腐、抗氧化等，这对保持食品的营养价值和质量都是很必要的。长期以来，人们一直认为二氧化硫对人体是无害的，但自Baker等人在1981年发现亚硫酸盐可以诱使一部分哮喘病人哮喘复发后，人们重新审视二氧化硫的安全性。经长期毒理性研究，人们认为：亚硫酸盐制剂在当前的使用剂量下对多数人是无明显危害的。还有两点应该说明的是：食物中的亚硫酸盐必须达到一定剂量，才会引起过敏，即使是很敏感的亚硫酸盐过敏者，也不是对所有用亚硫酸盐处理过的食品均过敏，从这一点讲，二氧化硫是一种较为安全的防腐剂。6、如何除去鱼胆的苦味人们喜欢吃鱼，是因为鱼的味道鲜美。可是，如果剖鱼时不小心弄破了鱼胆，胆汁沾在鱼肉上，就会使鱼肉带有苦味，影响人们的食欲。胆汁中产生苦味的主要成分是胆汁酸，因为它难溶于水，所以渗入鱼肉中的胆汁，用水是很难完全洗除的。而纯碱能与胆汁酸发生反应，生成物是胆汁酸钠，它可溶于水。所以弄破了鱼胆，只要在沾了胆汁的鱼肉上抹些纯碱粉，稍等片刻再用水冲洗干净，苦味便可消除。如果胆汁污染面积较大，可把鱼放到稀碱液中浸泡片刻，然后再冲洗干净，苦味可完全消除7、如何洗掉蔬菜上的农药蔬菜上残留大量的农药，如果不清洗干净的话，长期食用，对人们的身体损害是非常大的。道理其实大家都知道，可是有谁能够在洗菜的时候戴上显微镜呢？洗不干净菜，心里总是别扭的！无奈，于是现代人们总会以“眼不见为净”的至理名言来自我安慰一翻。现在介绍一个办法：在一脸盆水中加入二匙小苏打，然后将蔬菜浸泡其中五至十五分钟，再用清水冲洗数次，就可洗去蔬菜上的农药，来吧！放心的食用新鲜蔬菜吧。8、羊肉的购买由于屠宰猪羊时放血不完全而残存血红素，血红素中铁以二价离子形式存在，因此新鲜肉呈鲜红色。随着肉的陈放，二价铁离子逐渐被空气氧化为三价铁离子，使肉呈现暗红色。9、久置的红薯为何比新挖的红薯甜红薯放久了，水分减少很多，皮上起了皱纹。水分的减少对于甜度的提高有很大的影响，原因有两个：一是水分蒸发减少，相对的增加了红薯中糖的浓度。二是在放置的过程中，水参与了红薯内淀粉的水解反应，淀粉水解变成了糖，这样使红薯内糖分增多起来。因此，放置久的红薯比新挖出土的红薯要甜。10、开水饮用自来水刚煮沸就关火对健康不利，煮沸3-5分钟再熄火，烧出来的开水亚硝酸盐和氯化物等有毒物质含量都处于最低值，最适合饮用。11、饮豆浆四忌（1）忌冲鸡蛋：鸡蛋中的黏液性蛋白易和豆浆中的胰蛋白酶结合，产生一种不被人体吸收的物质，从而失去它的营养价值。（2）忌煮不透：豆浆中含有胰蛋白酶抑制物，如果煮不透，人喝了就会发生恶心、呕吐和腹泻等症状。（3）忌冲红糖：因和红糖中的有机酸能和豆浆中的蛋白质结合，产生“变性沉淀粉”，故忌冲红糖饮用，而白糖却无此现象。（4）忌喝过量：豆浆一次喝的过多，容易引起“过食性蛋白质消化不良”，出现腹泻、腹胀等症状。12、牛奶不宜在高温煮太久牛奶含有丰富的蛋白质。加热时，呈胶体状态的蛋白质微粒会发生很大的变化。当牛奶温度达到60--62度时，就开始出现轻微的脱水现象，蛋白质微粒由溶胶状态变为凝胶状态，并出现沉淀。牛奶中还含有不稳定的磷酸盐。加热时，酸性磷酸钙变为中性磷酸钙，也会以不溶性沉淀物的形式沉淀下来。另外，当牛奶加热到100度左右时，牛奶中的乳糖开始焦化，使牛奶带有褪色，并逐渐分解成乳酸，同时产生少量的甲酸，使牛奶带有酸味。所以，牛奶不宜煮得时间太久。13烧肉骨汤中途不宜加冷水肉骨汤所以营养丰富，味道鲜美，主要是蛋白质和脂肪溶解在汤里的结果。炖肉骨汤时，先冷水下锅，逐渐升温煮沸，然后文火煨炖，这样，可以使肉骨的骨组织疏松，骨中的蛋白质、脂肪逐渐解聚而溶出。于是，肉骨汤便越煨越浓，油脂如膏，骨酥可嚼。如果在煨炖中途加水，会使肉骨汤的温度突然变化，致使蛋白质、脂肪迅速凝固收缩成团不再解聚。肉骨表面的空隙也会因此而收缩，造成肉骨组织紧缩，不易烧酥，骨髓中的蛋白质脂肪也就不能大量溶出。这时，汤中的蛋白质脂肪也就相应减少，从而影响汤味的鲜美14、汽水中的化学人们在制汽水时常用小苏打（碳酸氢钠）和柠檬酸配制，当把小苏打与柠檬酸混溶于水中后它们之间发生反应，生成二氧化碳气体，而瓶子已塞紧，二氧化碳被迫呆在水中，当瓶塞打开后，外面压力小了，二氧化碳气体便从水中逸出，可以见到气泡翻腾，人们喝进汽水后，胃中温度高，胃又来不及吸收二氧化碳，于是便从口中排出，这样带走热量，使人觉得清凉。15、为什么酒越陈越香一般普通的酒，为什么埋藏了几年就变为美酒呢？白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置几年后，乙醇就和白酒中较少的成份乙酸发生化学反应，生成的CH3COOC2H5（乙酸乙酯）具有果香味。上述反应虽为可逆反应，反应速度较慢，但时间越长，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陈越香。16、黄酒为何要烫热喝黄酒是以粮食为原料，通过酒曲及酒药等共同作用而酿成的，它的主要成分是乙醇，但浓度很低。黄酒中还含有极微量的甲醇、醛、醚类等有机化合物，对人体有一定的影响，为了尽可能减少这些物质的残留量，人们一般将黄酒隔水烫到60--70度左右再喝，因为醛、醚等有机物的沸点较低，一般在20--35度左右，即使对甲醇也不过65度，所以其中所含的这些极微量的有机物，在黄酒烫热的过程中，随着温度升高而挥发掉，同时，黄酒中所含的脂类芳香物随温度升高而蒸腾，从而使酒味更加甘爽醇厚，芬芳浓郁。因此，黄酒烫热喝是有利于健康的。17、水果为什么可以解酒水果里含有机酸，例如，苹果里含有苹果酸，柑橘里含有柠檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有机酸能与乙醇相互作用而形成酯类物质从而达到解酒的目的。同样道理，食醋也能解酒是因为食醋里含有3--5%的乙酸，乙酸能跟乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

项目二、固体酒精的制备实验研究目的1.理解固体酒精制备原理，掌握有关实验基本操作；2.探究固体酒精制备实验的最佳实验条件；3.激发学生学习化学兴趣，体验化学在生活中的重要性，并探究如何指导学生开展化学实践活动。实验原理硬脂酸[又称十八酸，化学式为CH3(CH2)16COOH，式量为284]是白色有光泽的柔软固体，不溶于水。加热至70℃~71℃时，硬脂酸熔化，并能溶于酒精形成溶液。当加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠与硬脂酸反应生成硬脂酸钠，该盐不溶于酒精而析出并形成凝胶块。该凝胶的结构是以硬脂酸钠为网状骨架，骨架间隙充满大量的酒精分子，这就是固体酒精。实验用品硬脂酸，95%的灯用酒精，40%的氢氧化钠溶液。烧杯(500mL，100mL)，量筒(100mL，10mL)，台称，坩埚，蒸发皿，酒精灯，石棉网，铁架台，玻璃棒，温度计(200℃)。实验步骤1．在500mL烧杯中加入1/2体积的热水，置于酒精灯火焰上加热，将水烧开。2．称取1.5g硬脂酸，放入100mL烧杯中，然后将小烧杯放入热水中，在水浴中加热，直至硬脂酸熔化。3．在熔化的硬脂酸中加入30mL灯用酒精，并搅拌使硬脂酸溶于酒精。加热至溶有硬脂酸的酒精溶液刚沸腾，在边搅拌边用小量筒将约2mL40%的氢氧化钠溶液滴入，继续搅拌至呈均匀的液体。4．趁热将液体倒入坩埚中，冷却后将其取出，置于蒸发皿中，观察其外观和硬度。5．用制得的固体酒精来加热烧杯中的500mL水，观察并记录其烧杯中水的温度和固体酒精完全燃烧的时间。注意事项1．实验时应注意使酒精远离明火，室内应注意通风。2．实验中使用的反应物比例应合理，使氢氧化钠充分利用，产品碱性小，产品均匀、色白。3．测定固体酒精的燃烧热时，应用同样大小的仪器，火焰的高度相同。4．用本实验原理制得的固体酒精，燃烧时无烟、无味、无毒，可以用来烧水、炒菜、烤肉等。以塑料袋或罐头食品盒包装，可以长期保存，携带方便，是家庭、饭店方便使用的固体燃料，具有很广泛的实用价值。

项目三、工业肥皂的制备一、实训目的1．了解透明皂的性能、特点和用途；2．熟悉配方中各原料的作用；3．掌握透明皂的配制操作技巧。二、透明皂的制备1．制备原理透明皂以牛羊油、椰子油、蓖麻油等含不饱和脂肪酸较多的油脂为原料，与氢氧化钠溶液发生皂化反应，反应式如下：CH2OOCR1CH2OHR1COONa││CH2OOCR2+3NaOHCH2OH+R2COONa││CH2OOCR3CH2OHR3COONa反应后不用盐析，将生成的甘油留在体系中增加透明度。然后加入乙醇、蔗糖作透明剂促使肥皂透明，并加入结晶阻化剂有效提高透明度。可制得透明、光滑的透明皂，作为皮肤清洁用品。2．配方组成质量分数组成质量分数牛油0.13椰子油0.13蓖麻油0.10蔗糖0.10蒸馏水0.10结晶阻化剂30%NaOH溶液95%乙醇甘油茉莉香精0.020.200.060.035少许3．制备步骤：（1）用托盘天平于250mL烧杯中称入30%NaOH溶液20克，95%乙醇6克和结晶阻化剂2克（2）同样，另取一50mL烧杯，称入甘油3.5克，蔗糖10克，蒸馏水10毫升，搅拌均匀，预热至80ºC，呈透明溶液，备用。（3）在400mL烧杯中依次称入牛油13克，椰子油13克，放入75ºC热水浴混合融化，如有杂质，应用漏斗配加热过滤套趁热过滤，保持油脂澄清。然后加入蓖麻油10克（长时间加热易使颜色变深），混溶。快速将（1）烧杯中物料加入（3）烧杯中，匀速搅拌1—1.5小时，完成皂化反应（取少许样品溶解在蒸馏水中应呈清晰状），停止加热。（4）将（2）中物料加入反应完的（3）烧杯，搅匀，降温至60ºC，加入茉莉香精，继续搅匀后，出料，倒入冷水冷却的冷模或大烧杯中，迅速凝固，得透明、光滑透明皂。

模块三、化学与工业项目一、化学工业发展史1、无机化工化学工业历史悠久，最初的化工可追溯到公元前2000多年前的制陶、冶炼、酿造、漂染等行业。自18世纪中期工业革命兴起，机器的出现使棉纺织业实现机械化，硫酸的铅室法出现，路布兰制碱法出现。19世纪中叶，出现了氨碱法制碱的索尔维法。随后，电解法制碱技术问世，为造纸、染料、炸药等行业提供了比纯碱更强的苛性碱。2、有机化工19世纪，钢铁工业的发展促进了炼焦工业，从炼焦副产品煤焦油中提取多种有机芳香族化合物，并以其为原料制染料、医药、香料、炸药等产品，形成了以煤焦油为基础的有机合成工业。20世纪初，美国标准石油公司采用裂化方法将重质油加热转化为相当汽油馏分的轻质油。促进了石油化工的发展。20世纪中叶，有机化工产品80%-90%是以石油或天然气为原料生产的，三大合成材料的原料几乎全部来自石油化工。由于化工原料的变化，引发了化学工业产业结构的变革，带动精细化工的发展。自20世纪40年代以来，化工已经成为世界各国工业发展的重点。80年代以来，随社会的发展、生产工艺技术的改进，提高人民生活水平，化工产品出现多样化、功能化、精细化的特点。成为化学工业的起点，化学工业由发展基础化工转向重点发展精细化学工业，使化学工业发展达到了一个新的历史时期。

项目二、自来水硬度检测—配位滴定法一、实验目的：1.了解络合滴定法的原理及其应用。2.掌握络合滴定法中的直接滴定法，学会用配位滴定法测定水的总硬度。3.掌握EDTA标准溶液的配制与标定的原理。4.了解标定EDTA所用指示剂的性质和使用的条件。5.掌握用CaCO3标定EDTA的方法。二、实验原理：1、水的总硬度的测定：水的硬度主要由于水中含有钙盐和镁盐，其他金属离子如铁、铝、锰、锌等离子也形成硬度，但一般含量甚少，测定工业用水总硬度时可忽略不计。测定水的硬度常采用配位滴定法，用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)的标准溶液滴定水中Ca、Mg总量，然后换算为相应的硬度单位（我国采用mmol/L或mg/L（CaCO3）为单位表示水的硬度）。按国际标准方法测定水的总硬度：在pH=10的NH3—NH4Cl缓冲溶液中(为什么?)，以铬黑T(EBT)为指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。滴定过程反应如下：⑴指示剂：铬黑T(EBT)PH＜6.3（紫）；PH6.3~11.5（蓝）；PH＞11.5（橙）⑵滴定过程颜色变化：滴定前：EBT+Mg２＋=Mg-EBT(蓝色)(紫红色)滴定时：EDTA+Ca2+=Ca-EDTA(无色)EDTA+Mg2+=Mg-EDTA(无色)终点时:EDTA+Mg-EBT=Mg-EDTA+EBT(紫红色)(蓝色)到达计量点时，呈现游离指示剂的纯蓝色。⑶终点颜色变化：(紫红色)→(蓝色)⑷干扰离子的掩蔽：若水样中存在Fe3+，Al3+等微量杂质时，用三乙醇胺进行掩蔽，Cu２+、Pb２+、Zn２+等重金属离子可用Na2S或KCN掩蔽。⑸水硬度的表示：各国对水硬度表示的方法尚未统一，我国生活饮用水卫生标准中规定硬度（以CaCO3计）不得超过450mg/L。除了生活饮用水，我国目前水硬度表示方法还是用mmol/L（CaCO3）表示。德国：CaO10mg/L或0.178mmol/L英国：CaCO3格令/英仑，或0.143mmol/L法国：CaCO310mg/L或0.1mmol/L美国：CaCO31mg/L或0.01mmol/L⑹分测钙、镁硬度：可控制pH介于12～13之间（此时，氢氧化镁沉淀），选用钙指示剂进行测定。镁硬度可由总硬度减去钙硬度求出。2、EDTA的标定：EDTA标准溶液常采用间接法配制，由于EDTA与金属形成1：1配合物，因此标定EDTA溶液常用的基准物是一些金属以及它们的氧化物和盐，如：Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、MgSO4·7H2O、Ni、Pb、ZnSO4·7H2O、等。为了减小系统误差，本实验选用CaCO3为基准物，在pH=10的NH3—NH4Cl缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，进行标定（标定条件与测定条件一致）。用待标定的EDTA溶液滴至溶液由紫红色变为纯蓝色即为终点。滴定前：EBT+Mg2+-EDTA=Mg-EBT+EDTA(蓝色)(紫红色)滴定时：EDTA+Ca2+=Ca-EDTA(无色)终点时:EDTA+Mg-EBT=Mg-EDTA+EBT(紫红色)（无色）(蓝色)K稳（Ca-EDTA）＞K稳（Mg-EDTA）＞K稳（Mg-EBT）＞K稳（Ca-EBT）三、仪器与试剂1.分析化学实验常用仪器、烘箱、称量瓶、电子天平、干燥器、电炉、台秤2.EDTA(s)(A.R.)、CaCO3(s)(A.R.)、HCl(1∶1)、三乙醇胺(1∶1)、NH3—NH4Cl缓冲溶液(pH=10)、Mg2+-EDTA溶液、铬黑T指示剂(0.5%)、水样。四、实验步骤1.0.01mol·L-1EDTA标准溶液的配制和标定1)配制:在台秤上称取2gEDTA于烧杯中，用少量水加热溶解，冷却后转入500mL聚乙烯塑料瓶中加去离子水稀释至500mL。2)标定:准确称取CaCO3基准物0.25g，置于100mL烧杯中，用少量水先润湿，盖上表面皿，慢慢滴加1∶1HCl5mL，待其全部溶解后，加去离子水50ml，微沸数分钟以除去CO2，冷却后用少量水冲洗表面皿及烧杯内壁，定量转移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。移取25.00mLCa２+标准溶液于250mL锥形瓶中，（加1滴甲基红，用氨水中和至溶液由红变黄.氨性缓冲溶液若缓冲容量够，此步可省略），加入20mL水和5mlMg2+-EDTA溶液，再加入10ml氨性缓冲溶液，3滴铬黑T指示剂指示剂，立即用待标定的EDTA溶液滴定至溶液由紫红色（酒红色）变为纯蓝色（紫蓝色），即为终点。平行标定三次，计算EDTA溶液的准确浓度。2.自来水总硬度的测定移取水样100.0mL于250mL锥形瓶中，加入1~2滴1：1HCL微沸数分钟以除去CO2，冷却后，加入3mL1∶1三乙醇胺(若水样中含有重金属离子，则加入1mL2%Na2S溶液掩蔽)，5mL氨性缓冲溶液，2～3滴铬黑T(EBT)指示剂，EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯蓝色，即为终点。注意接近终点时应慢滴多摇。平行测定三次，计算水的总硬度，以mg/L（CaCO3）表示分析结果。附：钙硬度和镁硬度的测定取水样100.0mL于250mL锥形瓶中，加入2mL6mol·L-1NaOH溶液，摇匀，再加入0.01g钙指示剂，摇匀后用0.005mol·L-1EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。计算钙硬度。由总硬度和钙硬度求出镁硬度。项目三、侯氏制碱法制备纯碱侯氏制碱法由来为了实现中国人自己制碱的梦想，揭开索尔维法生产的秘密，打破洋人的封锁，侯德榜把全部身心都投入到研究和改进制碱工艺上，经过5年艰苦的摸索，终于在1926年生产出合格的纯碱。侯德榜，字致本，著名化学家