《硬水软化》教案3

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1、《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？【提示】CaCO3、Mg(OH)2，加醋酸可以除去反应为：CaCO3＋2CH3COOH=H2O＋CO2↑＋Ca(CH3COO)2Mg(OH)2＋2CH3COOH=2H2O＋Mg(CH3COO)22．Mg(HCO3)2和Ca(HCO3)2受热易分解，书写反应方程式。【提示】Mg(HCO3)2MgCO3＋H2O＋CO2↑Ca(HCO3)2CaCO3＋H2O＋CO2↑3．你知道“水滴穿石”包含的化学科学道理吗？【提示】通常情况下水中溶有一定量的CO2使水呈酸性pH＝5.6CaCO3＋CO2＋H2O=Ca2＋＋2HCO学习目标1．知道硬

2、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、镁离子的作用天然水中含有钙、镁等离子，含有少量Ca2＋、Mg2＋的水对人体是有利的。Ca2＋可以补充牙齿和骨骼所需要的钙，Ca2＋、Mg2＋能减缓铁制输水管道上铅的溶出。但有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子，这种水叫做硬水。这种水不宜洗涤衣物。工业锅炉若使用硬水，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

3、引起锅炉爆炸。2．硬水和软水硬水：含有较多Ca2＋、Mg2＋的水。软水：含有少量Ca2＋、Mg2＋或不含Ca2＋、Mg2＋的水。3．暂时硬度和永久硬度暂时硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的。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。(1)常用化学药剂有纯碱和石灰等，其原理可表示为：Ca2＋＋CO=CaCO3↓、CaO＋H2O=Ca(OH)2、Mg2＋＋2OH

4、－=Mg(OH)2↓(2)离子交换法软化硬水的原理。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Ca2＋、Mg2＋等阳离子和HCO、Cl－、SO等阴离子先后与交换树脂中的H＋、OH－起离子交换作用，从而使硬水软化。有关反应如下：2RSO3H＋Ca2＋=(RSO3)2Ca＋2H＋、RN(CH3)3OH＋Cl－=RN(CH3)3Cl＋OH－、H＋＋OH－=H2O。(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

5、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。【思考题1】水为什么存在硬度？【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、可溶性有机物或气体等，通常含有Ca2＋、Mg2＋、HCO、SO等。不同地区的天然水这些离子的含量不同，一般地下水中含Ca2＋、Mg2＋较多，而河水、湖水则含量较少，把含Ca2＋、Mg2＋较多的水叫硬水，反之叫软水。【思考题2】一条柔软的毛巾用久了为什么会变硬？【提示】水中含有较多的Mg2＋和Ca2＋，洗脸时，用的肥皂中的物质溶于水后与Ca2＋、Mg2＋生成难

6、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。【思考题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子交换树脂？为什么？【提示】阳离子交换树脂，目的是让硬水中的Ca2＋和Mg2＋先与阳离子交换树脂中的H＋交换，然后硬水中的HCO、Cl－、SO等阴离子再与阴离子交换树脂中的OH－交换，若先通过阴离子交换树脂则阳离子Ca2＋和Mg2＋与OH－结合生成沉淀影响离子交换的效率。要点掌握一、硬水的分类与危害如果水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引起的，这种硬度叫做暂时硬度；如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的，这种硬度叫做永久硬度。

7、天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度。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Ca2＋、Mg2＋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。【例1】下列