石灰软化的原理是通过给水中加入适量的石灰，使石灰中的Ca2+离子与水中的Mg2+和CO32-离子发生反应，生成不溶于水的沉淀。具体反应方程式为：
Ca(OH)2 + Mg2+ → Ca2+ + Mg(OH)2
Ca(OH)2 + CO32- → CaCO3↓ + 2OH-
这些沉淀物会逐渐沉积在设备内壁、管道等处，形成一层软沉淀，从而实现水的软化效果。软沉淀物在水中的存在可以有效地降低水中的镁、钙离子含量，减少水垢的生成。在实际应用中，通过对石灰处理的水进行过滤、沉淀等操作，可以进一步去除软沉淀物，得到软化水。
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