《硬水软化》教案知识回顾1 ．水垢的主要成分是什么？怎样除去？CaCOMg(OH) ，加醋酸可以除去【提示】、23↑Ca(CHCOO) COOH=HOCOCaCO2CH＋＋＋反应为：233322Mg(OH)2CHCOOH=2HOMg(CHCOO) ＋＋232322Mg(HCO)Ca(HCO) 受热易分解，书写反应方程式。
．和2233△△↑Ca(HCO↑COHO)=====CaCOMg(HCO)=====MgCOHOCO＋＋＋＋【提示】23223323223“”包含的化学科学道理吗？水滴穿石．你知道COpH5.6 ＝使水呈酸性【提示】通常情况下水中溶有一定量的22＋－COHO=Ca2HCOCaCO＋＋＋3322学习目标1．知道硬水和软水，了解水的硬度、暂时硬度和永久硬度，知道硬度的表示方法和简单的测定方法。
2 ．了解加热法、药剂软化法、离子交换法软化硬水的原理。
3．了解硬水对生产生活用水的影响。
能用相关化学知识解释日常生活中一些和水的硬度有关的现象。
教学过程一、暂时硬度和永久硬度1 ．天然水中钙、镁离子的作用222＋＋＋CaCaMg可以补的水对人体是有利的。
、天然水中含有钙、镁等离子，含有少量22＋＋MgCa能减缓铁制输水管道上铅的溶出。
但有些地区的天充牙齿和骨骼所需要的钙，、工业锅炉若使用硬这种水不宜洗涤衣物。
然水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做硬水。
水，容易沉积水垢。
锅炉壁上形成水垢后，不但浪费燃料，甚至可能引起锅炉爆炸。
2．硬水和软水22＋＋MgCa的水。
、硬水：含有较多2222＋＋＋＋MgCaMgCa的水。
、软水：含有少量或不含、3 ．暂时硬度和永久硬度Ca(HCO)Mg(HCO) 引起的。
或暂时硬度：水的硬度是由2233永久硬度：水的硬度是由钙、镁的硫酸盐或氯化物等引起的。
天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。
二、硬水软化．硬水软化的方法通常有加热法、药剂法和离子交换法等。
1 ．具有暂时硬度的水可用加热法进行软化。
2 ．具有永久硬度的水可采用药剂法和离子交换法进行软化。
2-2＋↓CaOHOCO=CaCO(1)Ca＋、＋常用化学药剂有纯碱和石灰等，其原理可表示为：3232 =Mg(OH)=Ca(OH)Mg2OH＋、22(2) 离子交－＋↓换法软化硬水的原理。
2Ca硬水先后通过分别装有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的离子交换柱。
硬水中的2－2＋－－＋＋－Mg HCOClSOHOH 起离子交等阳离子和等阴离子先后与交换树脂中的、、、、342＋＋2RSOHCa=(RSO)Ca2HRN(CH)OH、＋＋换作用，从而使硬水软化。
有关反应如下：33332－－＋－=HOOH)ClOHHCl =RN(CH。
、＋＋＋233(3) 离子交换法的特点和应用。
①特点：离子交换树脂使用一段时间后就失去了软化硬水的能力。
可用强酸或者强碱的稀溶液处理使之再生，即发生上述离子交换反应的逆反应。
这种软化硬水的方法具有比药剂软化法质量高、设备简单、占用面积小、操作方便等优点。
②应用：离子交换法是目前常用的硬水软化方法，使用比较普遍。
例如软化机软化水和实验室去离子水的制备。
1 】水为什么存在硬度？【思考题【提示】天然水与空气、岩石和土壤长期接触，溶解了许多杂质如某些无机盐类、可溶222－＋＋－SOCaHCOMg等。
不同地区的天然水这些离子的性有机物或气体等，通常含有、、、432222＋＋＋＋MgCaCaMg、含量不同，一般地下水中含较多，而河水、湖水则含量较少，把含、较多的水叫硬水，反之叫软水。
2】一条柔软的毛巾用久了为什么会变硬？【思考题222＋＋＋CaMgCa、【提示】水中含有较多的和，洗脸时，用的肥皂中的物质溶于水后与2＋Mg生成难溶于水的物质而积存在纤维中间，使毛巾变得干硬，可用醋浸泡除硬。
3】用离子交换树脂软化硬水，是先将水通过阳离子交换树脂还是先通过阴离【思考题子交换树脂？为什么？22＋＋＋HMgCa先与阳离子交换树脂中的和【提示】阳离子交换树脂，目的是让硬水中的2－－－－OHHCOSOCl交换，若先、、交换，然后硬水中的等阴离子再与阴离子交换树脂中的4322＋＋－CaMgOH 结合生成沉淀影响离子交换的效率。
和与通过阴离子交换树脂则阳离子要点掌握一、硬水的分类与危害Ca(HCO)Mg(HCO)所引起的，这种硬度叫做暂时硬度；如果水如果水的硬度是由或2323天然水大多同时具这种硬度叫做永久硬度。
的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，有暂时硬度和永久硬度。
2＋CaM、水的硬度过高对生活和生产都有害处。
例如，洗涤用水如果硬度太高，水中的2＋g与肥皂反应生成不溶于水的物质，不仅浪费肥皂，也洗不净衣物。
在工业上对水的硬度也有要求，如锅炉用水如果硬度太高，长期烧煮后，水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内金属管道的导热能力大大降低，不但浪费燃料，而且会导致管道局部过热，使锅炉管道变形或损坏，严重时会引起爆炸事故。
所以硬水的软化非常重要。
1() 。
】下列说法正确的是【例22＋＋CaMgA、．软水中一定不含B ．硬水经煮沸后就一定变为软水了C ．水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁D ．经过磺化媒处理过的水是不含离子的超净水22＋＋ACaMg项不对；【解析】硬水与软水的区分是、含量的多与少，不是有与没有，故Ca(HCO)Mg(HCO)MgCOMg(OH)C项对；、转变为的分解以及煮沸的过程是的过程，故222333222＋＋CaCaMg浓度降低，但不一定能降低到软水中、煮沸时能使含暂时硬度较高的硬水中的2＋＋BMg项不对；的含量标准，更何况有的硬水中的硬度更多是由于永久硬度造成的，故、＋D Na项不对。
磺化媒只能交换阳离子，水中还含有多种阴离子和交换出的大量，故C【答案】() 。
【变式】下列叙述中正确的是22＋＋MgACa的水属于软水．不含、22＋＋CaMgB的水就是硬水．只要含有、22＋＋MgCCa一种离子的水是暂时硬水或．只有D ．永久硬水用加热的方法能使其软化22＋＋CaSOCaClMgCa、、较多的水为硬水。
由、【解析】此题考查的是硬水的概念，含24MgSOMgCl 等引起的硬水叫永久硬水，加热不能除掉永久硬度。
、24A【答案】二、硬水的软化方法常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法。
①加热法a ．原理：△↓CO↑HO CaCOCa(HCO)=====＋＋23322△↓CO↑HO =====MgCO)Mg(HCO＋＋22233△↑COMg(OH)O=====HMgCO＋＋2223．b ．适用范围：具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化。
②药剂法22＋＋MgaCa以沉淀的形式从．定义：向水中加入适当的化学试剂，促使溶解在水中的、水中分离出来达到软化目的的方法。
b ．药剂：常用的药剂有纯碱、生石灰、氢氧化钠等；工业锅炉用水还常用磷酸盐处理。
c ．原理：↓2HOCa(OH)=2CaCOCa(HCO)＋＋23322↓Mg(OH)↓2HO =2CaCO)2Ca(OH)Mg(HCO＋＋＋232223↓NaCO2H)2NaOH=CaCOO Ca(HCO＋＋＋232332↓2NaCO4NaOH=Mg(OH)2HOMg(HCO)＋＋＋23222322－＋↓=BaSOBaSO＋44Mg(OH) CaCO、除去具有暂时硬度和永久硬度的水，等。
最终得到的沉淀为适用范围：32③离子交换法a ．原理22＋MgCa、离子交换法是用离子交换剂软化水的方法。
离子交换剂中的阳离子与水中的＋发生离子交换作用，使水软化。
其工艺流程如图所示。
图中的离子交换剂是一种树脂，它NaRHR等表示。
是不溶于水但能与溶液中同电性离子进行交换的有机高分子电解质，常用、22＋＋＋＋=MgRCa2NaR2Na=CaRMg2NaR2Na＋发生的反应如下：＋＋＋22b ．离子交换树脂简介离子交换树脂是由不溶于水的交换剂本体和能在水中离解的活性交换基团两部分组成其交换剂本体是苯乙烯和部分对苯二乙烯共聚而常用的苯乙烯型离子交换树脂，例如，的。
．——磺酸基或季铵基分别具有交换阳离子或阴成的不溶性高聚物。
其分子中含有的活性基团离子的性能。
离子交换树脂一般为颗粒状或球状固体，不溶解于水和其他普通溶剂。
离子交换树脂按分子内所含酸性基团和碱性基团，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
＋HHRR(则表示，其中阳离子交换树脂代表离子交换树脂中的碳氢基团，多为烃基，用n22＋＋＋＋)Ca )M(NaMg交换，发生的反应可表示为：是交换基团等和水中的金属离子、、如n MR??＋＋n HRMH n＋＋nm2－－－－ClSOH(YOH、、，它会与水中的阴离子如阴离子交换树脂含有的交换基因则是4－)CO交换，发生的反应可表示为：等3m R??－－m OHY m ROHY＋＋m阴离子被转移到了离子交换树脂由以上两式可知，在离子交换反应中，水中的阳离子、－＋HOH转入水中。
或上，而离子交换树脂上可交换的阳离子交换树脂和阴离子阴离子都除去，在进行水处理时，如果需要将水中的阳离子、这个过程叫交换完成后的树脂用酸或碱处理可重新恢复交换能力，交换树脂可以交替使用。
做树脂的再生。
离子交换技术在水处理领域中有着广泛的应用。
通过离子交换可以除去水中的无机盐，但是不能除去水里的细菌和病毒，因此在生产纯净水的过程中，还需要借助其他的技术。
c．适用范围：除去暂时硬度和永久硬度。
()2。
【例】下列方法中能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度的是⑤离子交换②煮沸④加石灰①蒸馏③加纯碱 A B．①③⑤．①②③ D C ．③④⑤．②③⑤22＋＋MgCa对应的什么【解析】本题首先需要了解硬水中暂时硬度和永久硬度指的是、产物，然后根据题意进行采用除杂的方法进行除去。
能同时除去硬水中暂时硬度和永久硬度22＋＋MgCa生成沉淀而除去，另外、的方法可以采用使水形成蒸气，采用加入纯碱的方法使还可以采用离子交换的方法进行除去。
B【答案】22＋＋MgNaR)(Ca通过是一种钠离子型交换剂，它能使硬水中的、【变式】磺化媒代表式22＋＋＋)MgCaNa(的淡化方法是使海水、已知海水中含交换除去而软化。
现在海水、等阳离子按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。
．(1)()A________B，填代表式柱是现有氢型阳离子交换树脂和羟型阴离子交换树脂，则________ 。
柱是(2)__________________ 。
按上述顺序装柱的理由是22＋＋＋CMgNaCa及、【解析】要使海水淡化，必须借离子交换树脂的作用除去海水中、－l等离子，逐一分析两种顺序能否顺利进行海水的淡化。
2＋－Mg ROH (2)ROHOH (1)HR ，使【答案】若先将海水通过，溶液中会生成较多的Mg(OH)沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败。