离子交换软化与除盐实验是化学及水处理工程领域中的重要实验，旨在通过离子交换树脂去除水中的硬度离子和盐分，以达到软化水和除盐的目的。以下是对离子交换软化与除盐实验的详细介绍：
一、实验目的
离子交换软化实验目的：
加深对离子交换基本理论的理解。
熟悉离子交换树脂软化水的操作过程。
学会测定水的硬度及离子交换树脂的工作交换容量。
离子交换除盐实验目的：
加深对复床除盐基本理论的理解。
了解并掌握离子交换法除盐实验装置的操作方法。
二、实验原理
离子交换软化原理：
利用阳离子交换树脂（如钠型树脂RNa）上的钠离子（Na+）置换水中的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+），从而降低水的硬度。反应式如：2RNa + Ca2+ → R2Ca + 2Na+。
离子交换树脂的交换容量表示树脂中可交换离子量的多少，是交换树脂的重要技术指标。
离子交换除盐原理：
利用强酸性的氢型树脂（RH）去除水中各种阳离子（除氢外），再用强碱性氢氧型阴离子交换树脂（ROH）去除水中各种阴离子（除氢氧离子外）。反应式如：RH + NaCl → RNa + HCl；ROH + HCl → RCl + H2O。
水中阴阳离子含量直接影响溶液的导电性能，经过离子交换树脂处理后，水中因离子很少，导电率很小，电阻值很大。
三、实验设备及材料
离子交换软化实验：
离子交换柱（内装RNa树脂）。
原水箱及提升泵。
硬度测定试剂（如EDTA滴定液、络黑T指示剂等）。
烧杯、量筒等玻璃仪器。
离子交换除盐实验：
除盐装置（包括阳床、阴床）。
PHS-25型酸度计、DDS-307型电导率仪等测量仪器。
3%HCl、5%NaOH等再生液。
烧杯、温度计等玻璃仪器。
四、实验步骤
离子交换软化实验步骤：
准备含钙、镁离子的硬水样品。
将硬水样品注入离子交换柱，控制流速进行交换反应。
定时取样测定出水硬度，观察硬度变化。
当出水硬度达到一定值时，停止实验，进行树脂再生。
离子交换除盐实验步骤：
熟悉实验装置，理清所有管路及阀门作用。
进行阳床和阴床的再生操作，分别用酸和碱溶液再生树脂。
将待处理水通入阳床进行阳离子交换，再通入阴床进行阴离子交换。
定时取样测定出水电导率或电阻率，观察除盐效果。
当出水电导率达到要求时，停止实验。
五、实验结果与分析
离子交换软化实验结果：
通过硬度测定结果绘制出水硬度变化曲线，分析树脂软化效果及工作交换容量。
离子交换除盐实验结果：
通过电导率或电阻率测定结果评估除盐效果。
分析不同操作条件下（如流速、再生液浓度等）对除盐效果的影响。
六、注意事项
实验过程中应注意安全操作，避免接触腐蚀性化学品。
准确记录实验数据并进行合理分析以得出正确结论。
实验结束后应及时清洗实验装置并妥善保管实验器材。
综上所述，离子交换软化与除盐实验是化学及水处理工程领域中的重要实验内容之一，通过该实验可以加深对离子交换基本理论的理解并掌握相关实验技能。