硬水及其软化资料

第2课时硬水与软水硬水的软化1.知道硬水与软水的区别，并学会用肥皂水检验硬水与软水。

初步了解硬水的危害及硬水的软化方法。

2.了解蒸馏的基本操作技能。

1.硬水与软水的区别。

2.蒸馏的净水方法。

上次课内容我们学习了沉淀、过滤、吸附等净水方法，那么经过上述处理的水，澄清透明，比较洁净，是不是纯净物，为什么？1.硬水是指含有较多可溶性钙镁化合物的水，软水是指不含或含较少可溶性钙镁化合物的水。

软化硬水就是设法除去硬水中的钙镁化合物，常用煮沸或蒸馏的方法降低水的硬度。

2.蒸馏是一种分离或提纯物质的方法，主要是利用液体混合物中各成分的沸点不同，通过改变温度来分离提纯各成分。

在净化水的各种方法中，蒸馏是净化程度最高的方法。

3.实验4-3中：向盛有硬水和软水的两个烧杯中滴入几滴肥皂水，起泡沫的是软水，起浮渣的是硬水。

4.实验4-4中：在烧瓶中加入几粒沸石的目的是防止加热时液体暴沸；图4-21中右侧烧杯盛冷水的目的是使水蒸气冷凝成液体。

（一）硬水和软水小组讨论[演示]在硬水和软水中分别加入等量的肥皂水，让学生观察实验现象。

[回答][小结]硬水和软水的检验方法：将等量的肥皂水分别滴加到盛有等量的软水和硬水的试管中，搅拌，观察两试管中产生泡沫的情况，产生丰富泡沫的是软水，泡沫很少或不起泡沫，易起浮渣的是硬水。

[提问]硬水给生活和生产带来了哪些危害?教师点拨1.其实硬水的危害还远远不止这些，比如长期饮用硬度很高的水，人体健康也会受到影响，它可引起消化道功能紊乱。

另外，很多工业部门像纺织、印染、造纸、化工等部门，都要求用软水。

2.使硬水转化为软水，生活中一般通过煮沸水降低水的硬度；工业上常用离子交换法和药剂软化法来得到软水；实验室中通常用蒸馏的方法以降低它的硬度。

（二）蒸馏小组讨论演示实验[实验步骤]在蒸馏烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加人几粒沸石(或碎瓷片)以防加热时出现暴沸。

按课本图4-21连接好装置，使各连接部位严密不漏气。

硬水软化的原理
硬水软化的原理是通过去除水中的钙和镁离子，使水变得软化。

这可以通过两种常见的方式来实现：离子交换和反渗透。

离子交换是硬水软化的主要方法之一。

硬水中的钙和镁离子被具有高亲和力的树脂颗粒捕获并与之交换。

树脂中的钠离子或氢离子取而代之，从而使水中的钙和镁离子被去除。

这个过程也被称为树脂再生，当树脂饱和时，一定量的盐水（通常是盐水溶液）会通过树脂床，把吸附在树脂上的钙和镁离子冲刷掉，然后再用新的盐水溶液来再生树脂，使其恢复吸附能力。

反渗透是另一种用于硬水软化的方法。

这是一种通过渗透和过滤的过程，使用半透膜来分离水中的离子和杂质。

通过施加高压，水被迫通过选择性透性膜，而溶解在水中的钙和镁离子等离子和微粒则被膜阻挡，从而得到软化的水。

该过程相对效率高，而且通常不需要额外的化学物质。

无论采用离子交换还是反渗透，处理后得到的水都可以被认为是软水。

软化的水除去了钙和镁离子，使得水具有更低的硬度，对首页和管道系统的腐蚀性降低，减少了垢石的产生，并且减少了洗涤和清洁所需的清洁剂用量。

因此，硬水软化是一种常见的水处理方式，特别适用于需要低硬度水的家庭、工业和商业应用。

硬水软化的方法有硬水是指含有较多钙和镁离子的水，当硬水用于日常生活和工业生产中时，容易造成水垢、管道堵塞以及电器设备损坏等问题。

为了解决这些问题，人们常常采用硬水软化的方法，将硬水转化为软水。

下面我将详细介绍一些常见的硬水软化方法。

1. 离子交换软化法离子交换是目前最常用的硬水软化方法之一。

该方法通过使用硬水软化设备，将硬水中的钙离子和镁离子与具有交换作用的树脂颗粒上的钠离子进行交换。

这样，水中的钠离子会被硬水中的钙离子和镁离子取代，从而实现硬水的软化。

当树脂饱和后，可用盐水进行再生，使其中的钠离子再次取代树脂上的钙离子和镁离子，使树脂恢复软化功能。

2. 化学添加剂软化法通过添加具有钙和镁沉淀作用的化学添加剂，可以将水中的钙离子和镁离子与添加剂结合形成沉淀物，进而实现硬水的软化。

常见的添加剂有碳酸钠、磷酸盐等。

添加剂的种类和用量需要根据水质情况进行合理选择和控制。

3. 反渗透软化法反渗透软化是一种通过膜分离技术来软化水的方法。

该方法利用高压将硬水向反渗透膜压力侧推进，膜中的孔径小于水中的离子尺寸，从而将水中的钙离子和镁离子等带电离子、大分子有机物等截留在膜的高压侧，从而软化水质。

4. 电渗化学法电渗化学法是利用电渗化学反应原理来软化水的方法。

通过电解硬水，使水中的硬度离子发生沉淀反应，形成易于去除的絮凝物。

这种方法不仅可以实现硬水软化，还可以去除水中的色度、浊度等杂质。

5. 沉淀软化法沉淀软化法通过添加化学剂，使水中的钙离子和镁离子结合成沉淀物，然后将沉淀物从水中去除。

常见的化学剂有氢氧化钙、氢氧化钠等。

该方法操作简单，成本较低，适用于小规模的水处理，但需要考虑沉淀物的排放和处理问题。

6. 高温软化法高温软化法是通过加热硬水，使硬水中的钙离子和镁离子发生熵增反应而软化水质。

加热后的水温超过100C时，硬度离子之间的结合力较弱，可在析出物的作用下实现水质的软化。

这种方法适用于工业生产中的高温水处理，但对于日常生活中的软化水质效果有限。

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。