第二單元硬水軟化1．水垢主要成份是什么？怎樣除去？提醒CaCO3、Mg(OH)2，加醋酸能夠除去反應為：

CaCO3＋2CH3COOH===H2O＋CO2↑＋Ca(CH3COO)2Mg(OH)2＋2CH3COOH===2H2O＋Mg(CH3COO)21/282．Mg(HCO3)2和Ca(HCO3)2受熱易分解，書寫反應方程式？3．你知道“水滴穿石”包含化學科學道理嗎？2/281．知道硬水和軟水，了解水硬度、暫時硬度和永久硬度，知道硬度表示方法和簡單測定方法。2．了解加熱法、藥劑軟化法、離子交換法軟化硬水原理。3．了解硬水對生產生活用水影響。能用相關化學知識解釋日常生活中一些和水硬度相關現象。3/281.天然水中鈣、鎂離子作用天然水中含有鈣、鎂等離子，含有少許Ca2＋、Mg2＋水對人體是有利。Ca2＋能夠補充

和

所需要鈣，Ca2＋、Mg2＋能減緩鐵制輸水管道上

溶出。但有些地域天然水中含有較多鈣、鎂離子，這種水叫做

。這種水不宜洗滌衣物。工業鍋爐若使用硬水，輕易

。鍋爐壁上形成水垢后，不但浪費燃料，甚至可能引發

。牙齒骨骼硬水沉積水垢鍋爐爆炸鉛4/282．硬水和軟水硬水：含有較多

水。軟水：含有少許

或不含

水。3．暫時硬度和永久硬度暫時硬度：水硬度是由

引發。永久硬度：水硬度是由

等引發。天然水大多同時含有暫時硬度和永久硬度。Ca2＋、Mg2＋Ca2＋、Mg2＋Ca2＋、Mg2＋Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2鈣、鎂硫酸鹽或氯化物5/28加熱法

藥劑法

離子交換法

加熱法

藥劑法

離子交換法

純堿

石灰

6/28陽離子交換樹脂

陰離子交換樹脂

Ca2＋、Mg2＋

H＋、OH－

硬水軟化

7/28(3)離子交換法特點和應用。①特點：離子交換樹脂使用一段時間后就失去了

能力。可用

稀溶液處理使之再生，即發生上述離子交換反應逆反應。這種軟化硬水方法含有比藥劑軟化法

、

、

、

等優點。②應用：離子交換法是當前慣用

方法，使用比較普遍。比如

和試驗室去

制備。軟化硬水強酸或者強堿質量高設備簡單占用面積小操作方便軟化機軟化水離子水硬水軟化8/289/2810/2811/28假如水硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2所引發，這種硬度叫做暫時硬度；假如水硬度是由鈣和鎂硫酸鹽或氯化物等引發，這種硬度叫做永久硬度。天然水大多同時含有暫時硬度和永久硬度。12/28水硬度過高對生活和生產都有壞處。比如，洗滌用水假如硬度太高，水中Ca2＋、Mg2＋與肥皂反應生成不溶于水物質，不但浪費肥皂，也洗不凈衣物。在工業上對水硬度也有要求，如鍋爐用水假如硬度太高，長久燒煮后，水里鈣鹽和鎂鹽會在鍋爐內結成鍋垢，使鍋爐內金屬管道導熱能力大大降低，不但浪費燃料，而且會造成管道局部過熱，使鍋爐管道變形或損壞，嚴重時會引發爆炸事故。所以硬水軟化非常主要。13/2814/28解析硬水與軟水區分是Ca2＋、Mg2＋含量多與少，不是有與沒有，故A項不對；煮沸過程是Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2分解以及MgCO3轉變為Mg(OH)2過程，故C項對；煮沸時能使含暫時硬度較高硬水中Ca2＋、Mg2＋濃度降低，但不一定能降低到軟水中Ca2＋、Mg2＋含量標準，更何況有硬水中硬度更多是因為永久硬度造成，故B項不對；磺化媒只能交換陽離子，水中還含有各種陰離子和交換出大量Na＋，故D項不對。答案C15/28Ca2＋、Mg2＋含量決定水硬度大小，由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引發硬水叫暫時硬水，由氯化物和硫酸鹽引發硬水叫永久硬水。16/28解析此題考查是硬水概念，含Ca2＋、Mg2＋較多水為硬水。由CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2等引發硬水叫永久硬水，加熱不能除掉永久硬度。答案A17/2818/28b．適用范圍：含有暫時硬度水能夠用加熱方法進行軟化。②藥劑法a．定義：向水中加入適當化學試劑，促使溶解在水中Ca2＋、Mg2＋以沉淀形式從水中分離出來到達軟化目標方法。b．藥劑：慣用藥劑有純堿、生石灰、氫氧化鈉等；工業鍋爐用水還慣用磷酸鹽處理。19/2820/28a．原理離子交換法是用離子交換劑軟化水方法。離子交換劑中陽離子與水中Ca2＋、Mg2＋發生離子交換作用，使水軟化。其工藝流程如圖所表示。圖中離子交換劑是一個樹脂，它是不溶于水但能與溶液中同電性離子進行交換有機高分子電解質，慣用NaR、HR等表示。發生反應以下：2NaR＋Ca2＋===CaR2＋2Na＋2NaR＋Mg2＋===MgR2＋2Na＋21/28b．離子交換樹脂介紹離子交換樹脂是由不溶于水交換劑本體和能在水中離解活性交換基團兩部分組成。比如，慣用苯乙烯型離子交換樹脂，其交換劑本體是苯乙烯和部分對苯二乙烯共聚而成不溶性高聚物。其分子中含有活性基團——磺酸基或季銨基分別含有交換陽離子或陰離子性能。離子交換樹脂普通為顆粒狀或球狀固體，不溶解于水和其它普通溶劑。離子交換樹脂按分子內所含酸性基團和堿性基團，分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。22/2823/28由以上兩式可知，在離子交換反應中，水中陽離子、陰離子被轉移到了離子交換樹脂上，而離子交換樹脂上可交換H＋或OH－轉入水中。在進行水處理時，假如需要將水中陽離子、陰離子都除去，陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂能夠交替使用。交換完成后樹脂用酸或堿處理可重新恢復交換能力，這個過程叫做樹脂再生。離子交換技術在水處理領域中有著廣泛應用。經過離子交換能夠除去水中無機鹽，不過不能除去水里細菌和病毒，所以在生產純凈水過程中，還需要借助其它技術。c．適用范圍：除去暫時硬度和永久硬度。24/28

以下方法中能同時除去硬水中暫時硬度和永久硬度是 (

)。①蒸餾②煮沸③加純堿④加石灰⑤離子交換

A．①②③ B．①③⑤

C．②③⑤ D．③④⑤解析本題首先需要了解硬水中暫時硬度和永久硬度指是

Ca2＋、Mg2＋對應什么產物，然后依據題意進行采取除雜方法進行除去。能同時除去硬水中暫時硬度和永久硬度方法能夠采取使水形成蒸氣，采取加入純堿方法使Ca2＋、

Mg2＋生成沉淀而除去，另外還能夠采取離子交換方法進行除去。答案B【例2】

25/28暫時硬水可用加熱法。永久硬水可加沉淀劑或用離子交換法。26/28

磺化媒(代表式NaR)是一個鈉離子型交換劑，它能使硬水中Ca2＋、Mg2＋經過交換除去而軟化。現在海水(已知海水中含Na＋、Ca2＋、Mg2＋等陽離子)淡化方法是使海水按次序經過兩種離子交換樹脂，其流程如圖所表示。(1)現有氫型陽離子交換樹脂和羥型陰離子交換樹脂，則(填代表式)A柱是________，B柱是________。(2)按上述次序裝柱理由是_________