50 bài tập về nước cứng (có đáp án 2022) – Hoá học 12

CHUYÊN ĐỀ 5: BÀI TOÁN VỀ NƯỚC CỨNG A. Lý thuyết ngắn gọn

1. Khái niệm :

– Nước chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước cứng. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

* Phân loại :

– Tính cứng tạm thời : tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 . Gọi là tính cứng tạm thời vì chỉ cần đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân hủy tạo ra kết tủa CaCO3 và MgCO3 nên sẽ làm mất tính cứng.

Ca(HCO3)2 ^t0 CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O Mg(HCO3)2 ^t0 MgCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O

– Tính cứng vĩnh cửu : tính cứng gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie. Khi đun sôi, các muối này không bị phân hủy nên tính cứng vĩnh cửu không mất đi.

– Tính cứng toàn phần gồm cả tính cứng tạm thời và cả tính cứng vĩnh cửu.

2. Tác hại :

– Các ống dẫn nước cứng lâu ngày bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng nước.

– Đun nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1 mm làm tốn thêm 5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ.

– Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phòng sẽ không ra bọt, tốn xà phòng và làm quần áo chóng hư hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo.

– Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà. Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm cho thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị.

3. Cách làm mềm nước cứng :

– Nguyên tắc : làm giảm nồng độ các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước cứng.

a. Phương pháp kết tủa :

– Khi đun sôi, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân hủy tạo ra muối cacbonat không tan. Loại bỏ kết tủa, chẳng hạn lắng, gạn người ta thu được nước mềm.

– Dùng Ca(OH)2 với một lượng vừa đủ để trung hòa muối axit, tạo ra muối kết tủa làm mất tính cứng tạm thời. Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O

– Dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4 để làm mất tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2NaHCO3 3MgCl2 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 ↓ + 6NaCl

Trên thực tế, người ta dùng đồng thời một số hóa chất, thí dụ Ca(OH)2 và Na2CO3 . b. Phương pháp trao đổi ion :

– Những vật liệu vô cơ hay hữu cơ có khả năng trao đổi một số ion có trong thành phần cấu tạo của chúng với các ion có trong dung dịch được gọi là vật liệu trao đổi ion. Trong xử lí nước cứng, người ta thường dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi cation, gọi chung là

nhựa cationit. Khi đi qua cột chứa nhựa trao đổi ion, các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ có trong nước cứng đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime, thế chỗ cho các ion Na⁺ hoặc H⁺ của cationit đã đi vào dung dịch.

– Các zeolit (là các khoáng aluminosilicat kết tinh ở dạng tinh thể có các lỗ trống, có trong tự nhiên hoặc điều chế nhân tạo) là vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng thường được dùng để làm mềm nước.

– Phương pháp trao đổi ion có thể làm giảm cả độ cứng vĩnh cửu lẫn độ cứng tạm thời của nước.

B. Phương pháp giải

Nắm rõ khái niệm nước cứng, phân loại, phương pháp làm mềm nước cứng và tác hại.

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Câu nào sau đây về nước cứng là không đúng?

A. Nước cứng có chứa đồng thời anion HCO₃^và SO²₄^hoặc Cl^– là nước cứng toàn phần.

B. Nước có chứa nhiều Ca²⁺ và Mg²⁺

C. Nước không chứa hoặc chứa rất ít ion Ca²⁺ và Mg²⁺ là nước mềm

D. Nước cứng có chứa một trong hai ion Cl^– và SO²₄^hoặc cả hai là nước cứng tạm thời Lời giải chi tiết

– Nước chứa nhiều ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước cứng. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm.

* Phân loại :

– Tính cứng tạm thời : chứa HCO₃^ – Tính cứng vĩnh cửu : chứa SO ,Cl²₄^{ }

– Tính cứng toàn phần chứa HCO ,SO ,Cl₃^{ 2}₄^{ } Chọn D.

Ví dụ 2: Trong các phát biểu sau về độ cứng của nước

1. Khi đun sôi ta có thể loại được độ cứng tạm thời của nước

2. Có thể dùng Na2CO3 để loại cả độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu của nước 3. Có thể dùng HCl để loại độ cứng của nước

4. Có thể dùng Ca(OH)2 với lượng vừa đủ để loại độ cứng của nước Chọn phát biểu đúng

A. chỉ có 2 B. (1), (2) và (4) C. (1) và (2) D. Chỉ có 4 Lời giải chi tiết

Phương pháp làm mềm nước cứng

+ Đối với nước cứng tạm thời: đun sôi, Ca(OH)2 vừa đủ

+ Đối với nước cứng: phương pháp trao đổi ion: dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4

Chọn B.

Ví dụ 3: Nước cứng không gây ra tác hại nào dưới đây?

A. gây ngộ độc nước uống

B. làm mất tính tẩy rửa của xà phòng, làm hư hại quần áo

C. làm hỏng các dung dịch pha chế, làm thực phẩm lâu chín và giảm mùi vị thực phẩm D. gây hao tốn nhiên liệu và không an toàn cho các nồi hơi, làm tắc các đường ống dẫn nước Lời giải chi tiết

Tác hại:

+ Làm giảm hương vị khi nấu ăn, pha trà, thực phẩm lâu chín + Giặt quần áo: tốn xà phòng, quần áo nhanh hỏng.

+ Tắc ống dẫn nước Chọn A.

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Một mẫu nước cứng chứa các ion: Ca²⁺, Mg²⁺, HCO3–, Cl^–, SO42–. Chất được dùng để làm mềm nước cứng trên là

A. NaHCO3 B. Na2CO3 C. HCl D. H2SO4

Câu 2: Cho mẫu nước cứng chứa các ion: Ca²⁺, Mg²⁺, HCO3–. Hóa chất được dùng để làm mềm mẫu nước cứng trên là

A. HCl B. Na2CO3 C. H2SO4 D. NaCl

Câu 3: Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng tạm thời của nước là A. HCl, NaOH, Na2CO3

B. NaOH, Na3PO4, Na2CO3

C. KCl, Ca(OH)2, Na2CO3 D. HCl, Ca(OH)2, Na2CO3

Câu 4: Một loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cứng này có hòa tan các chất:

A. CaSO4, MgCl2

B. Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 C. Mg(HCO3)2, CaCl2

D. Ca(HCO3)2, MgCl2

Câu 5: Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng vĩnh cửu của nước là A. NaOH, Na2CO3

B. Na3PO4, Na2CO3 C. Ca(OH)2, Na2CO3 D. K2SO4, Na2CO3

Câu 6: Cho các phát biểu sau:

(a) Nước cứng chứa nhiều ion Ca²⁺ hoặc Mg²⁺

(b) Tất cả kim loại kiềm thổ đều tan trong nước ở nhiệt độ thường (c) Khi giặt quần áo bằng xà phòng trong nước cứng thì tốn xà phòng (d) Ca(OH)2 được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp (e) Thạch cao sống có công thức là CaSO4.H2O

(g) Đun nóng có thể làm mềm nước cứng có tính cứng vĩnh cửu Số phát biểu đúng là

A. 3 B. 1.

C. 2 D. 4.

Câu 7: Nước cứng là nước có chứa nhiều các ion A. Cu²⁺, Fe³⁺

B. Al³⁺, Fe³⁺

C. Na⁺, K⁺ D. Ca²⁺, Mg²⁺

Câu 8: Hai chất được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu là A. Na2CO3 và HCl

B. Na2CO3 và Na3PO4

C. Na2CO3 và Ca(OH)2

D. NaCl và Ca(OH)2

Câu 9: Một loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cứng này có hòa tan những chất nào sau đây?

A. Ca(HCO3)2. MgCl2

B. Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2

C. Mg(HCO3)2, CaCl2

D. MgCl2, CaSO4

Câu 10: Chất nào dưới đây không dùng để làm mềm nước cứng?

A. Na2CO3

B. Ca(OH)2

C. Na3PO4

D. Ba(OH)2

ĐÁP ÁN

Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10

B B B B B A D B B D