蒸锅水物质成分定性检测的实验探究

1 问题的提出

水，被称为人类生命的源泉，是地球上最常见的物质之一。人们每天都要饮水，人体中有70%的水。在《生活饮用水卫生标准》GB5749-2005中表述各离子含量为：铅0.01mg/L，铬0.05mg/L，汞0.001mg/L，铁0.3mg/L，铝0.2mg/L，锌1.0mg/L，氯化物250mg/L，水体硬度（钙镁）450mg/L，亚硝酸盐0.2mg/L [1]。近年来，由于工农业废水、生活污水的不合理排放，水体污染日益加剧，已经威胁到人们的身体健康。经过氯化处理的自来水，烧水时随着温度的升高，水中对人体有害的卤代烃等物质的含量也不断增大，若煮沸时间过长水中亚硝酸盐还会增加。当亚硝酸盐超过一定限度时，就会影响人体健康。若长期用铝壶烧水，则水中的铝对人体的积累会使人受到伤害。为此，矿泉水、纯净水、弱碱性水、溶氧水等各种各样的饮用水进入市场，使得人们不好判断究竟饮用什么样的水才安全[2]。有些学者采用离子色谱法、高效液相色谱法等，对饮用水物质成分进行了定量分析。虽然这些方法灵敏度高、定量准确以及不受干扰，但所用仪器昂贵，操作复杂，不适合中学生及中学化学教师普遍使用。我们以常用仪器及微型仪器对蒸锅水中亚硝酸盐、余氯、主要矿物质及重金属进行了定性检测，取得了较好的效果。旨在帮助师生（公民）了解水源为自来水的蒸锅水（长时间煮沸的水）的成分物质，科学合理地烧水和饮水，重视和避免水中有害物质的摄入。若把该内容设计为学生探究性实验，让学生通过物质检测方法的探讨去体验查阅资料、实验操作正确与否，观察、记录、判断对科学探究的意义，不仅能发展实验设计和探究能力，提高学习兴趣，而且有利于学以致用，强化化学与生活的联系。

2 实验部分

2.1 实验用品

仪器与材料：六穴白色与黑色点滴板若干、玻璃棒、烧杯（1000mL，200mL，50mL）、大试管、滴管若干、离心机、离心试管若干、试管夹、石棉网、电炉、洗瓶、托盘天平、滤纸

试剂：NaOH溶液（10%、6mol/L）、钙试剂、HNO3溶液（2mol/L）、AgNO3溶液、HCl溶液（6mol/L）、饱和KSCN溶液、镁试剂、二苯硫腙溶液、H2O2溶液（30%）、HAc溶液（2mol/L，6mol/L）、H2SO4溶液（1：4）、KMnO4溶液（0.05%）、KI-淀粉溶液、对氨基苯磺酸溶液、α-萘胺溶液、铝试剂、浓NH3・H2O、KI溶液（4%）、CuSO4溶液（2%）、NaHSO3固体、蒸馏水（以上试剂均为分析纯）

试样：自来水（山西省高校新区晋中学院，化学实验楼）

2.2 试样处理

取15mL自来水于标有原水标签的试管中；以1000mL烧杯取1000mL自来水，放在垫有石棉网的电炉上煮沸，取煮沸后的水15mL于标有开水标签的试管中；继续煮沸，同样方法分别取1000mL蒸煮至800mL、600mL、400mL、300mL、200mL、150mL、100mL、50mL的水15mL于标有相应标签的试管中，再取蒸馏水15mL于标有蒸馏水标签的试管中，以待检测。

2.3 实验原理

2.4 实验探究

2.4.1 蒸锅水中钙离子的定性检验

取6个洁净的白色点滴板共3×12个穴，依次放好，在每个点滴板的3个穴内分别滴加同种待测液1滴，再滴加1滴10% NaOH溶液，以玻璃棒取少量钙试剂接触试液并搅拌，观察实验现象，见表1。

2.4.2 蒸锅水中氯离子的定性检验

取6个洁净的黑色点滴板共3×12个穴，依次放好，在每3个穴内滴加同种待测液1滴，再依次滴加1滴2mol/L HNO3溶液，1滴AgNO3溶液，观察实验现象，见表2。

2.4.3 蒸锅水中Fe3+的定性检测

取6个洁净的白色点滴板共3×12个穴，依次放好，在每3个穴内滴加同种待测液1滴，再依次滴加1滴2mol/L HCl溶液，1滴饱和KSCN溶液，观察实验现象，见表3。

2.4.4 蒸锅水中Mg2+的定性检验

取6个洁净的白色点滴板共3×12个穴，依次放好，在每3个穴内滴加同种待测液1滴，再滴加1滴6mol/L NaOH溶液，以玻璃棒取少量镁试剂接触试液并搅拌，观察实验现象，见表4。

2.4.5 蒸锅水中Zn2+的定性检验

取11支离心试管，取各待测液2滴加到离心试管中，再依次加入5滴10%NaOH溶液，10滴二苯硫腙溶液，振荡并水浴加热，观察实验现象，见表5。

2.4.6 蒸锅水中Al3+的定性检验

取11支离心试管，取各待测液5滴加到离心试管中，再依次加入4滴6mol/L NaOH溶液，4滴30% H2O2。然后水浴加热并搅拌离心，离心液分别转移到另11支离心试管中，后分别加入5滴6mol/L HAc酸化。分别取上面HAc酸化的试液2滴加入到另11支离心管中，依次分别加入2滴2mol/L HAc、2滴铝试剂、2滴浓NH3・H2O，然后水浴加热，观察实验现象，见表6。

之，该实验具有操作简单、容易上手、成本低、安全可靠、现象明显、污染少等特点，是学生科学探究的较好素材。

参考文献：

[1]生活饮用水卫生标准（网上征求意见稿）GB5749-2005.

[2]蒲思川等.我国水体污染的现状及防治对策[J].中国资源综合利用，2008，26（5）：31～34.

[3]何凤姣.无机化学[M].北京：科学出版社，2001.

[4][5][9]华中师范大学，东北师范大学等.分析化学[M].北京：高等教育出版社，2001.

[6][8]华中师范大学，东北师范大学等.分析化学实验[M].北京：高等教育出版社，2001.

[7]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书・实验化学（第2版）[M].北京：人民教育出版社，2007.