硬水软化实验
初中化学家庭小实验100例简单
初中化学家庭小实验
1. 脱氧洋葱头：将洋葱头切开并放置在晶体皿中，倒入足够的盐水，待数小时后观察洋葱头变色，说明盐水会使洋葱头脱水变软。
2. 制作酸碱指示剂：将红莓果汁或紫甘蓝水分别与醋或碱溶液混合，观察颜色的变化。
红莓果汁在醋中变红，紫甘蓝水在碱溶液中变绿，说明红莓果汁为酸性指示剂，紫甘蓝水为碱性指示剂。
3. 铁钉生锈：将一根铁钉放置在一杯含水的晶体皿中，观察数天后铁钉表面的变化。
铁钉表面会逐渐出现红棕色的物质，说明铁与氧气反应生成了铁锈。
4. 硬水软化：将一些硬水与肥皂溶液混合并搅拌，观察肥皂是否能成功起泡。
硬水中的钙和镁离子会与肥皂中的石碱离子反应生成不溶于水的肥皂垢，导致起泡困难。
5. 酵母发酵：将一些酵母放置在含有糖的水中，观察一段时间后发酵产生的气泡和液体的变化。
酵母通过分解糖产生二氧化碳气体，并将液体变成泡沫状，说明发酵产生了气体以及改变了液体的性质。
这些家庭小实验可以帮助初中生理解化学中的一些基本概念和反应。
水质硬度检测及软化
第一部分：水的硬度一、硬水的定义水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。
含量多的硬度大，反之则小。
硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度。
由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。
以上两种硬度合称为总硬度。
二、硬水的由来当水在大气中凝聚时，它溶解了空气中的二氧化碳，形成了叫做碳酸的弱酸。
该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。
硬水有暂时性及永久性之分，暂时硬水通常关系到钙和镁的碳酸盐和碳酸氢盐，这类结晶可长期存在水中，直到气压或温度出现变化，使水份变成超饱和，造成沉淀物，附在热表面或粗糙表面上，例如管道和热交换器内，即形成硬水垢；永久性硬水主要关系到硫酸钙及硫酸镁，是不会受到热和气压变化影响，但如水份被蒸发，依然会留下并形成硬水垢。
三、软硬水的判断1、判断方法软水和硬水的判断，通常必须使用化学分析方法才能决定，无法用肉眼直接判断。
由于硬度离子的碳酸盐都是沉淀的，所以在传统化学上的定量分析中，只有使用碳酸盐法才能使所有的硬度离子都被沉淀出来。
硬度也因此通常以碳酸盐表示，又因钙硬度占总硬度中绝大部分，因此在国际上特别以碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度。
但使用碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度，在传统化学上的定量分析中，其结果可能会有一些操作上的误差，如果能再经过进一步的焙烧处理，让碳酸钙（CaCO3）变成氧化钙（CaO），就可以更准确获得分析结果。
2、表示方法（1）GH：是指水体中所有硬度离子，即钙、镁、铁、锰、铜离子等的浓度，主要考虑的是金属阳离子。
（2）KH：是指酸式碳酸根（HCO3－）的浓度值。
因为碳酸氢根是水质中最主要的缓冲物质，它可以中和水质中任何增加或减少的游离CO2，以及亦能抑制氢离子的波动，以维持恒定的pH值，因此KH的控制被视为水质管理不可缺的手续。
实验室中软化硬水的方法
实验室中软化硬水的方法
软化水的方法有：①石灰-苏打法。
先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出：Ca(HCO3)2＋
Ca(OH)22CaCO3↓＋2H2O Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2 Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋
2H2O CaSO4＋Na2CO3CaCO3↓＋Na2SO4
②磷酸盐软水法。
对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠（NaPO3)作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。
此法不适合于饮用水的软化。
③离子交换法。
沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。
长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。
硬水软化的方法
硬水软化的方法
首先，最常见的硬水软化方法是使用离子交换树脂。
这种方法通过离子交换的原理，将水中的钙和镁离子与树脂中的钠离子进行交换，从而软化水质。
这种方法操作简单，效果明显，可以有效去除水垢，改善洗涤效果。
但是需要定期对树脂进行再生，成本也较高。
其次，可以使用化学软化剂来软化硬水。
化学软化剂通常含有EDTA等成分，可以与水中的钙和镁离子结合形成稳定的络合物，从而达到软化水质的效果。
这种方法操作简单，不需要定期更换或再生，但需要注意使用量的控制，过量使用会对环境造成负面影响。
另外，通过反渗透技术也可以实现硬水软化。
反渗透技术是利用高压将水通过半透膜，将水中的离子和杂质截留在膜外，从而获得软化的水。
这种方法可以彻底去除水中的钙和镁离子，获得高纯度的软化水，适用于对水质要求较高的场合，如实验室、医疗机构等。
最后，还可以通过磁化处理来软化硬水。
磁化软化是利用磁场改变水中离子的结构，使其不易形成水垢，从而达到软化水质的效
果。
这种方法无需添加化学剂，不会改变水的化学成分，对环境友好，但效果相对较弱，适用于水质不是特别硬的情况。
总的来说，硬水软化的方法有多种选择，可以根据实际情况选择合适的方法。
在选择硬水软化设备时，需要考虑水质硬度、使用场合、成本等因素，综合考虑选择最适合的软化方法。
希望本文介绍的内容对您有所帮助，谢谢阅读。
硬水软化的方法实验室
硬水软化的方法实验室
在实验室中，可以使用以下方法来软化硬水：
1. 离子交换法：在实验室中，可以使用离子交换树脂来软化硬水。
将硬水通过离子交换柱，树脂中的阴离子（如氯离子）与硬水中的阳离子（如钙离子、镁离子）发生交换，实现软水的制备。
2. 反渗透法：反渗透法是一种通过半透膜来去除水中的离子和杂质的方法。
在实验室中，可以使用反渗透设备将硬水通过半透膜，使得其中的钙离子、镁离子等离子被去除，从而得到软化的水。
3. 蒸馏法：蒸馏法可以通过水的沸腾和冷凝来去除水中的离子和杂质。
在实验室中，可以将硬水加热至沸腾，然后将蒸气冷凝成液态水，从而得到软化的水。
4. 添加络合剂：络合剂是一种可以与水中的金属离子形成稳定的络合物的化合物。
在实验室中，可以向硬水中加入适量的络合剂，使其中的金属离子与络合剂形成络合物，从而降低硬度。
需要注意的是，不同实验室的硬水硬度程度可能有所不同，因此具体选择哪种方法软化硬水需要根据实际情况来确定。
通过持续煮沸对高硬度自来水软化效果的研究
通过持续煮沸对高硬度自来水软化效果的研究曾龙浩【摘要】对比贵阳市自来水与市售瓶装矿泉水、瓶装纯净水的硬度值(以CaCO3计),分别为:189 mg/L、42.6 mg/L和<0.026 mg/L.并研究持续煮沸高硬度自来水作为一种简单和无污染的软化方法的效率.持续煮沸本地自来水10 min,水中钙元素的含量逐渐降低,但降低趋势为递减凹函数的二次曲线关系(R=0.995)并趋于平缓,镁元素含量无明显改变.在持续煮沸3 min时,硬度降低至155 mg/L并具有18.0%的软化效率,此后煮沸至6 min和9 min时软化效率分别为24.3%和28.0%.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)013【总页数】3页(P82-84)【关键词】贵阳;硬度;煮沸;软化【作者】曾龙浩【作者单位】贵州省环境监测中心站, 贵州贵阳 550081【正文语种】中文【中图分类】X824贵州位于典型的喀斯特地貌地区，有超过70%的土地是喀斯特地貌[1]。
喀斯特地貌是通过水对可溶性岩石(碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤盐岩等)以化学溶蚀作用为主，流水冲蚀、重力崩坍等作用为辅的地质作用而形成，这造成了贵州地区水质的硬度背景值相较非喀斯特地貌地区具有偏高的特点[2]。
未经常饮用硬水的人一旦长期饮用高硬度的水会出现不适症状，造成腹泻和肠胃功能紊乱，即所谓水土不服[3]。
长期饮用高硬度的水也容易造成自身的钙过量，这也会对自身健康产生一定负面的影响，容易引起高钙尿症和泌尿系统形成结石[4]。
现在越来越多的人选择使用桶装水作为日常饮用水，但大部分人仍以自来水为主要饮用来源。
作为贵州省会城市的贵阳其自来水也存在着水质硬度较高的天然特点，降低自来水硬度可以为当地居民的生活品质带来一定的改善。
烧水容器经过长时间使用后，会产生大量的水垢，我们可否利用此原理来软化具有高硬度特点的自来水，因其相较絮凝剂、离子交换、反渗透等高效水质净化方法拥有简单、无添加和无污染的优点。
实验原理硬水软化
實驗原理
3. 缺點
− 受熱會形成鍋垢（CaSO4、CaCO3、MgCO3沉 澱），使鍋爐導熱不良，甚至有爆炸危險。 − 會與肥皂生成脂肪酸鈣((RCOO)2Ca)、脂肪酸 鎂((RCOO)2Mg)的沉澱，使肥皂的洗滌效果降 低。
4. 檢測：加入適量肥皂水後，輕晃試管。若為 軟水，會有持久性的泡沫生成；若為硬水， 會生成沉澱，所生成之泡沫量少也不持久。
動動腦
1. 全棉衣服或毛巾板結僵硬，多次洗滌後顏 色黯淡。 2. 熱水器、增濕器等設備管路阻塞、流量減 小、壽命縮短。 3. 潔白的浴缸或浴室的設備泛黃。 4. 浴室鏡面佈滿水漬，水龍頭、蓮蓬頭結滿 水垢、滋生細菌，鍍鉻的表面水漬斑斑。
參考資料：/blog
實驗原理
硬水軟化 1. 定義：移除硬水中的鈣離子與鎂離子的過程， 稱為硬水軟化。 2. 煮沸法：暫時硬水加熱會生成碳酸鈣與碳酸 鎂沉澱，過濾後，可得軟水。
Ca2＋(aq) ＋ 2HCO3－(aq) CaCO3(s) ↓＋ CO2(g) ＋ H2O(l) Mg2＋(aq) ＋ 2HCO3－(aq) MgCO3(s) ↓＋ CO2(g) ＋ H2O(l)
實驗流程
【二】 暫時硬水的製備 1. 架設二氧化碳發生器裝 置，並在分液漏斗中加 入稀鹽酸。 2. 打開活栓滴入數滴稀鹽 酸後關閉，使產生的氣 體通入澄清石灰水中， 觀察變化；重複開關活 栓滴加稀鹽酸，直到溶 液再次澄清。 實驗步驟 2
實驗步驟
【二】 暫時硬水的製備
3. 將試管中的澄清液過 濾出來，即為含有碳 酸氫鈣的暫時硬水。 4. 取一試管裝入暫時硬 水，滴加數滴肥皂水， 搖動試管觀察有無泡 沫產生。
• 健康好水的硬度最好在 50～100mg/L 間比較合適，最高 不得超過 450 mg/L，最低不得低於30 mg/L。
硬水的软化的实验原理
硬水的软化的实验原理硬水是指含有大量溶解性钙、镁等离子的水，其主要成分为碳酸钙和硫酸钙等。
硬水将对水质和生活带来不便，如在煮水、清洗、洗涤、浇灌等方面产生不良影响。
因此，通过软化硬水可以减少其中的钙、镁离子含量，提高水质的柔软度。
下面将介绍硬水软化的实验原理。
硬水通过软化可以通过钠离子交换来实现。
软化硬水的主要方法是使用具有很强离子交换能力的树脂材料，如阴离子交换树脂。
这种树脂含有大量的阴离子交换基团，具有高度选择性地吸附和释放水中的阳离子，从而实现硬度离子的去除。
一般情况下，软化硬水的实验过程可以分为以下几个步骤：1. 准备树脂：在实验开始前，需要将阴离子交换树脂进行处理，以去除其上的杂质和离子。
常见的处理方法包括反复用去离子水、盐酸等进行反复清洗，直至排出的水质呈中性。
2. 将硬水与阴离子交换树脂接触：将预处理好的树脂装入实验容器中，然后将硬水与树脂接触。
这一过程可以通过装有树脂的漏斗或柱状容器来完成。
3. 阴离子交换：硬水中的钙、镁等离子会与树脂中的阴离子交换基团发生离子交换反应，而被弱酸树脂所吸附。
常见的交换基团包括羧基（-COOH）等。
4. 离子交换平衡：经过一段时间的接触，交换反应会到达平衡，树脂上的交换基团以吸附和释放的方式，将硬度离子吸附到树脂上，并释放相应量的钠离子到水中。
5. 洗涤树脂：交换完毕后，需要用纯净水对树脂进行洗涤，以将吸附在树脂上的余量离子冲洗掉。
这一步骤可以通过将纯净水反复流过树脂上，直至冲洗液排出时不再呈碱性。
通过上述实验原理，硬水中的钙、镁等硬度离子可以被阴离子交换树脂所吸附，从而实现硬水的软化。
这种方法具有高效、简便、经济的特点，对改善水质、减少水垢产生等有着良好的效果。
值得注意的是，树脂使用一段时间后需要进行再生或更换，以恢复其吸附能力。
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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。
(4)离子交换法软化硬水在l00mL滴定管下端铺一层玻璃棉，将已处理好的H+型阳离子交换树脂带水装入柱中。
将500mL自来水注入村脂柱中，保持流经树脂的流速为6～7mL／min，液面高出树脂1～1.5 cm左右，所得即为软水。
取两只试管，分别取3mL的软水和自来水，并分别加入2mL肥皂水．振荡，观察哪只试管的泡沫多．并且也没有沉淀产生。