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实验硬水的软化实验一、实验目的了解硬水软化的两种方法。
二、实验原理通常把含有较多Ca2+、Mg2+的天然水叫做硬水。
硬水有许多危害，故在使用之前，应除去或减少所含的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度．这就是硬水的软化。
本实验采用药剂法及离子交换法。
药剂法是在水中加人某些化学试剂，使水中溶解的钙盐、镁盐成为沉淀物析出。
常用的试剂有石灰、纯碱、磷酸钠等。
根据对水质的要求，可以用一种或几种试剂。
若水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种水称为暂时硬水，可用煮沸的方法，将Ca(HCO3)2、Mg(HCO3) 2分解生成不溶性CaCO3、MgCO3及Mg(OH)2沉淀，使水的硬度降低。
若水的硬度是由Ca2+、Mg2+的硫酸盐或盐酸盐所引起的这种水称为永久硬水，可采用药剂法(如石灰纯碱法)来降低水的硬度。
离子交换法是利用离子交换剂或离子交换树脂来软化水的方法。
离子交换剂中的阳离子能与水中的Ca2+、Mg2+交换，从而使硬水得到软化，如图1所示。
三、仪器和药品(1) 仪器试管、砂纸、酒精灯、三角架、试管夹、酸式滴定管(100mI，)。
(2) 药品CaSO4 (2mol／L)、石灰水(饱和)、肥皂水、NaCO3 (1moI／L)、阳离子交换树脂(已处理好，H型)、玻璃棉。
四、实验步骤殛问题思考(1)对硬水的识别取三支试管，分别加入蒸馏水、暂时硬水[含有Ca(HCO3)2的水]和永久硬水[含有CaCO3的水]各3mL，在每一支试管里倒人肥皂水约2mL。
观察在哪支试管里有钙肥皂生成？为什么?(2)暂时硬水的软化取两支试管各装暂时硬水5mL，把一支试管煮沸约2～3min；在另一支试管里加人澄清的石灰水1一2mL，用力振荡。
观察两试管中发生的现象，说明了什么问题？写出反应方程式。
(3)永久硬水的软化在一支试管里加CaSO4溶液3mL作为永久硬水。
先用加热的方法，煮沸是否能除去Ca2+后滴人NaCO3溶液1mL，有什么现象发生？为什么？写出反应式。
九年级化学教案：软水和硬水软水和硬水看见这个题目, 觉得奇怪吗? 水是流体, 又何有软硬之分呢? 其实这里所指的软和硬, 是就溶于水中钙离子和镁离子的含量而定。
硬水有多于百万分之二百五十的钙离子和镁离子, 而软水则含少于百万分之一百。
硬水的形成是由于雨水溶入了石中所含的钙和镁的化合物:CaCO3 + CO2 + H2O -> Ca2+ + 2HCO3-MgCO3. CaCO3 + 2CO2 + 2H2O -> Ca2+ + Mg2+ + 4 HCO3- 此外, 硬水可以分为暂时硬水及永久硬水, 暂时硬水在煮沸后可以变成软水:2HCO3- -> CO2 + CO32- + H2OCO32- + Ca2+ -> CaCO3 (s)CO32- + Mg2+ -> MgCO3 (s)碳酸钙和碳酸镁是不可被水所溶解的, 茶壶里的茶垢亦是由此而来, 故极难清洗。
香港所供应的食水已是软水, 故我们不用使用离子交换器 (ion exchangers) 去处理清洁或加热用水中的铁、钙及镁质。
硬水与浮渣(scum)中四以上的同学看见硬水这个词定必想浮渣,这个在洗洁剂一课中学到的生字。
难道水中的矿物真的如此一事无成? 其实它们对我们身体健康有一定程度的影响, 一份美国的医学杂志 (Journal of the American Medical Society) 就曾经报导过亨利?史路特博士 (Dr Henry Schroeder) 的发现 --- 有硬水供应的地区比没有硬水供应的地区的死亡率低。
无论如何, 我们亦不应服食过量, 以免重蹈以往服食过量维生素A及C的覆辙。
矿泉水这种饮料就是一样矿物含量特高的硬水 (多于百万分之五百), 顾名思义, 是从矿泉而来的水 --- 雨水流进石层, 溶入各种的矿物, 再积蓄而成。
而碳化的矿泉水都从自然而生的, 含碳酸盐的石头如石灰石) 溶于水中并释放出二氧化碳气体。
硬水软化的方法硬水软化的方法一、软水和硬水：水是日常生活中不可缺少的物质。
天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。
(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。
(提问) 一般天然水里含有哪些离子？根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：雨水，蒸馏水等）二、硬水的性质及分类：1、硬水的通性：★肥皂水制备：将中性肥皂削成薄片，取10g溶于 100mL 80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。
★天然水：要先进行检验，如Ca2+、Mg2+离子含量较少，可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐，以使与蒸馏水有明显区别。
水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。
★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。
我国目前以“德国度”表示。
该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO 的质量，1L 水中含有10mg CaO 称为1度。
0 – 4 度很软的水4 – 8 度软水8 – 16 度中硬水16 – 30 度硬水30以上最硬水为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。
2、硬水的分类：由引起硬水的原因不同，硬水可分为：暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。
3、暂时硬水的性质：由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的，因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2OMg(HCO3)2 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多，因而继续加热时，碳酸镁要转化为氢氧化镁：MgCO3 + 2H2O == Mg(OH)2↓ + CO2↑因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。
2019年中考化学复习指导—硬水与软水硬水中因溶有较多的可溶性钙、镁化合物，给我们的生活、生产带来许多麻烦．大部分地区的地下水主要含有Ca （HCO3）2、Mg（HCO3）2等物质，可通过加热的方法进行软化．有些地区的地下水因含有CaCl2、MgCl2，简单的加热方法不能将其软化，可加入过量Ca（OH）2、Na2CO3的将水的Ca2+、Mg2+转变成CaCO3、Mg（OH）2沉淀，从而达到软化的目的．若使这种方法，你认为应先加入Ca （OH）2后加Na2CO3，其中，除Mg2+时发生的化学反应为MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2+CaCl2（化学方程式表示）．由于去除Ca2+、Mg2+时加入了过量Ca（OH）2、Na2CO3，使软化后的水具有较强的碱性，使用前需用盐酸调整水的酸碱度，以除去水中残存的Na2CO3、NaOH．考点：硬水与软水；物质除杂或净化的探究；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．专题：结合课本知识的信息；压轴实验题．分析：在含有CaCl2、MgCl2的水中可加入过量Ca（OH）2、Na2CO3的将水的Ca2+、Mg2+转变成CaCO3、Mg（OH）2沉淀，要注意过量的Ca（OH）2、Na2CO3的除去问题，如先加碳酸钠，再加氢氧化钙，最后用盐酸调节水的酸碱度时，又会生成氯化钙，无法除去硬水中较多的可溶性钙的化合物．解答：解：除去水中的CaCl2、MgCl2时，如先加碳酸钠，再加氢氧化钙，最后水中含有过量的氢氧化钙，用盐酸调节水的酸碱度时，又会生成氯化钙，无法除去硬水中较多的可溶性钙的化合物，所以应先加Ca（OH）2，然后加Na2CO3，一方面除去氯化钙，又除去过量的氢氧化钙，最后再用盐酸除去过量的Na2CO3、NaOH，涉及到的方程式有：MgCl2+Ca （OH）2=Mg（OH）2+CaCl2、CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3、Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3、2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2+H2O、HCl+NaOH=NaCl+H2O．故答案为：Ca（OH）2；Na2CO3；MgCl2+Ca（OH）2=Mg （OH）2+CaCl2；Na2CO3、NaOH．。
初中化学学习方法：硬水与软水
1、硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水，河水多为硬水。
2、软水：不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水，雪水、雨水是软水。
3、硬水和软水的检验：把肥皂水倒入水中搅拌，若水易起浮渣的为硬水，反之为软水。
（或若泡沫较多的是软水，反之为硬水）。
4、使用硬水对生活生产的危害:
⑴用硬水洗涤衣物既浪费肥皂，又不易洗净，时间长还会使衣物变硬。
⑵锅炉用硬水，易使炉内结垢，不仅浪费燃料，且易使炉内管道变形损坏，严重者可引起爆炸。
5、硬水软化的方法：⑴煮沸；⑵蒸馏
——文章来源网，仅供分享学习参考~ 1 ~。
硬水软化的方法硬水软化的方法一、软水和硬水：水是日常生活中不可缺少的物质。
天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。
(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。
(提问) 一般天然水里含有哪些离子？根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：雨水，蒸馏水等）二、硬水的性质及分类：1、硬水的通性：★肥皂水制备：将中性肥皂削成薄片，取10g溶于 100mL 80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。
★天然水：要先进行检验，如Ca2+、Mg2+离子含量较少，可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐，以使与蒸馏水有明显区别。
水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。
★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。
我国目前以“德国度”表示。
该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO 的质量，1L 水中含有10mg CaO 称为1度。
0 – 4 度很软的水4 – 8 度软水8 – 16 度中硬水16 – 30 度硬水30以上最硬水为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。
2、硬水的分类：由引起硬水的原因不同，硬水可分为：暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。
3、暂时硬水的性质：由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的，因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2OMg(HCO3)2 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多，因而继续加热时，碳酸镁要转化为氢氧化镁：MgCO3 + 2H2O == Mg(OH)2↓ + CO2↑因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。
第五节 硬水的软化一、硬水和软水1、水中无机盐：硬水 蒸馏水 河水湖水露水 井水雨雪水 泉水纯净水 矿泉水自来水．．硬水 2、硬水：含有较多Ca 2+和Mg 2+的水。
软水：含有较少或不含Ca 2+和Mg 2+的水。
硬水 大量沉淀，无泡沫区别： 肥皂水软水 大量泡沫3、暂时．．硬水：含有钙、镁的酸式碳酸盐 永久．．硬水：含有Ca 2+和Mg 2+的硫酸盐或氯化物。
在大自然中，水里总是含有一些溶解了的二氧化碳。
当水流经石灰岩上面的时候，水中的二氧化碳和石灰石等作用变成了碳酸氢钙，而这种物质是易溶于水的，便被水带走了。
这种含有碳酸氢钙、碳酸氢镁的天然水称为暂时硬水。
自来水是河水、湖水或者井水经过沉降，除去泥沙，消毒杀菌后得到的，也是硬水． 刚下的雨雪，水里不含矿物质，是“软水”． 肥皂水制备：将中性肥皂削成薄片，取10g 溶于 100mL 80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。
二、硬水的软化: 降低水中钙、镁离子的含量。
1、煮沸法：只能降低暂时硬度,不能降低永久硬度。
Ca （HCO 3）2 △ CaCO 3↓+CO 2+H 2OMg （HCO 3）2 △ MgCO 3↓+CO 2+H 2O继续加热MgCO 3 + H 2O△Mg(OH)2 ↓ + CO 2↑ 总式: Mg(HCO 3)2 △Mg(OH)2 ↓ + CO 2↑2、石灰纯碱法：---需要沉淀、过滤、倾泻等过程，劳动强度大，操作不便，成本低。
①先向硬水中加入石灰乳（Ca(OH)2）Ca （HCO 3）2+ Ca(OH)2 = 2CaCO 3↓+2H 2O 为什么碳酸镁在加热时能够转化为氢氧化镁？ 都难溶于水，但溶解度Mg(OH)2 <MgCO 3，而离子反应总是向着能够减小离子浓度的方向进行。
水垢的来历-----水烧开后，原来溶解的碳酸氢钙和碳酸氢镁，在沸腾的水里分解，放出二氧化碳，变成难溶解的碳酸钙和氢氧化镁，沉淀下来． 煮开水的铝壶存的水垢的主要成份？CaCO 3 和 Mg(OH)2Mg（HCO3）2 + 2 Ca(OH)2 = 2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+2H2OMgCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Mg(OH)2↓ Mg2+ → Ca2+ MgSO4 + Ca(OH)2= Mg(OH)2↓+ CaSO4②再加入纯碱（Na2CO3）CaCl2 + Na2CO3 = 2CaCO3↓+ 2NaCl除Ca2+CaSO4+ Na2CO3 = CaCO3↓+ Na2SO4Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH---除过量Ca(OH)2此法对具有暂时硬度和永久硬度的水都有效。
硬水软化的教学设计
白鸟附中赵泽顺
一、教材分析
水是学生熟悉的物质之一，我们每时每刻都离不开水，所以上教版的初中化学教材在第二章第三节就为同学们介绍自然界中的水。
通过电解水的实验，让学生们了解了水的组成，通过自来水生产过程的介绍，让学生们知道了常用的净化水的方法，通过学生实验——蒸发和过滤两个基本操作，让学生们亲自动手实现了对水的处理。
其中有一个知识点是关于硬水与软水的问题，教材中提及了硬水的概念及危害，但对于具体的硬水软化的方法没有提及，只是告诉学生硬水经过处理，可以消除其不利的影响。
在教学过程中，如能适当补充一些关于硬水软化方面的知识，不仅丰富了课堂教学，开阔了学生的视野。
二、学生分析
对于每天都能接触到的水，同学们学习的兴趣比较浓厚。
通过前面的学习，他们已经知道了水的组成，知道了如何变浑水为清水，知道了如何使用化学仪器来实现对水的处理，对于现实生活中接触到的水，他们可能更想多知道些内容，比如硬水和软水的相关知识。
人们喝什么样的水更有利于身体健康，怎样使硬水和软水之间相互转换，这些可能都是他们感兴趣的内容。
关于水的有些实验，在家庭中能通过自制简易器材或者利用一些生活中的用品直接进行化学实验，这也大大激发了学生们的学习热情。
三、教学目标
1．知识与技能
使学生掌握硬水和软水的概念，了解硬水对生活、生产的危害。
认识硬水软化的意义，掌握硬水软化的基本原理和常用的方法。
2．过程与方法
通过指导学生阅读课外资料，培养学生的自学能力；通过理论联系实际，提高学生的学习兴趣；通过演示实验，培养学生的观察能力。
教师做好必要的指导后，可让学生在家里做一些小实验，提高学生实验能力的同时也激发他们的积极性。
3．情感态度与价值观
通过对“硬水、软水区别标准的划分是相对的”、“硬水可转化为软水，软水可转化为硬水”等知识的介绍，对学生进行“矛盾的对立统一”、“矛盾在一定条件下可以相互转化”等辩证唯物主义思想教育。
本节内容与生产和生活息息相关，而这些知识点比抽象的理论内
容更能吸引学生，在教学中应立足教材，巧妙而又适度地穿插一些科普知识，以激发学生的兴趣。
同时，水的硬度是天然水的固有特征，硬水的功过是辩证的，不必“谈硬色变”，要通过知识的渗透，培养学生的科学意识。
四、教学流程
1．课前研究型学习的安排
请学生课前先查找关于硬水软化方法的介绍，整理资料。
2．联系实际生活，复习并引入新课
【师】展示采样的河水与雨水样品，请学生帮忙鉴定两个水样是硬水还是软水？
【生】实验并回答相关问题。
【通过学生实验，复习了硬水和软水的概念和区分方法，并考查了实验能力】
3．教授新课，硬水软化的方法
【师生讨论】硬水软化的原理
【从硬水与软水的概念出发，教师引导学生寻找出硬水软化的基本原理，并进行归纳总结】
【学生讨论结果】降低水中钙、镁物质的含量。
【师提问】如何降低？
【从所得结论中引出新的问题，使学生对化学研究的过程有所了解】
【学生交流】学生汇报课前查资料所得结果，分组讨论，教师进行适当总结。
【师讲述】硬水软化的方法
（1）蒸馏法
【师介绍】左上图为实验室制取蒸馏水的装置图。
进行蒸馏时，一般选择烧瓶作为蒸馏瓶，烧瓶中液体加入量一般为烧瓶容积的三分之一左右，再加入几粒沸石或者碎瓷片，防止加热时液体暴沸。
烧瓶瓶口处加装支管或者也可直接选用带支管的烧瓶，连接冷凝装置，并在支管口插入温度计，用以测定蒸气温度。
水蒸气经冷凝后流入锥形瓶中，收集锥形瓶中的液体即为蒸馏水。
简易装置如右上图所示。
装置中省去了温度计，直接用一根导管代替冷凝装置，盛接蒸馏水的部分则用试管来取代。
【师实验】根据简易装置图进行蒸馏实验。
【生实验】用肥皂水比较蒸馏前后水的硬度变化。
（发现通过蒸馏操作可使硬水软化）
【教师进行演示实验，边操作边讲解，使学生通过直观实验了解蒸馏操作，并与蒸发区别】
【师讲述】
（2）加热煮沸
对于暂时硬度的水可以用加热煮沸的方法降低硬度。
这也是日常生活中经常使用的硬水软化的方法。
原理：Ca(HCO3)2---CaCO3↓+CO2↑+ H2O
Mg(HCO3)2---MgCO3↓+CO2↑+ H2O
CaCO3不溶于水，MgCO3微溶于水，且MgCO3在进一步加热条件下还可以与水反应。
通过加热煮沸的方法，使溶于水中的钙、镁物质转化为沉淀而除去，从而降低水的硬度。
【联系生活】水壶经常烧水以后，内壁会结有一层水垢，试推想水垢的主要成分？
【生回答】CaCO3（联系前面的知识介绍，学会知识的灵活运用）【师提问】生活中如何除去水垢？实验室中呢？
【生讨论并回答】生活中可用热食醋浸泡一段时间来除去水垢，实验室中可以选择稀盐酸。
【丰富课余生活】同学可以通过家庭小实验动手试一试加热煮沸法，并用肥皂水验证。
【拓展视野】工业中对硬水又是如何处理的呢？
【对于工业中使用的硬水软化的方法，只需做简单介绍，以此来充实同学们的知识库，有兴趣的同学可以课外自学。
】
药剂软化法：
通过向水中加入生石灰、碳酸钠等化学药剂，使溶于水中的钙、镁物质通过化学反应沉淀，从而降低水的硬度。
该方法虽然起到了一定的软化效果，但是也会带来一些其他方面的问题，在工业中常使用离子交换法来软化硬水。
离子交换法：
使用离子交换剂对水进行处理。
（可向学生展示离子交换柱模型图，更形象直观）
原理：离子交换法中使用阳离子交换树脂，如磺化煤（NaR）。
当硬水通过时，硬水里的钙、镁物质与磺化煤发生交换，生成CaR2
和MgR2，从而使硬水软化；失效后的磺化煤用质量分数为8％～10％的氯化钠溶液浸泡，CaR2和MgR2会再次发生交换作用，重新生成NaR。
这种方法简单易行，经济实用，在工业生产中应用广泛。
电去离子软水法：
该方法是一种利用电来除去水中部分钙、镁物质达到水软化的新方法。
这种软水新方法将电渗析与离子交换有机地结合在一起，使水部分脱盐，并达到深度软化。
【总结】小结硬水软化的方法，了解软化的基本原理，学生评价自己的课前资料查找工作。
