Giải SBT Hóa 12 Cánh diều Bài 19: Nước cứng và làm mềm nước cứng có đáp án

(a) Đúng, tính cứng tạm thời gây nên bởi các muối Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ và Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$, nên nước cứng tạm thời chứa nhiều ion HCO3-.

(b) Sai vì trong nước cứng vẫn có thể có các cation khác ngoài Ca2+, Mg2+.

(c) Đúng: Dùng Ca(OH)2 hoặc Na2CO3 với lượng vừa đủ có thể loại bỏ tính cứng tạm thời của nước.

(d) Sai vì nước có tính cứng tạm thời gây nhiều tác hại (gây đóng cặn trong nồi hơi, bình nước nóng, ống đẫn nước nóng…)

(e) Đúng vì phương pháp trao đổi ion làm mềm được tất cả các loại nước cứng.

Đáp án đúng là: A

Na$_{3}$PO$_{4}$ với lượng vừa đủ có thể làm mềm được các loại nước cứng:

3Ca$^{2+}$(aq) + 2PO$_{4}$$^{3-}$(aq) ® Ca$_{3}$(PO$_{4}$)$_{2}$(s)

3Mg$^{2+}$(aq) + 2PO$_{4}$$^{3-}$(aq) ® Mg$_{3}$(PO$_{4}$)$_{2}$(s)

Những phát biểu đúng: b, d, e.

(a) Sai vì nước có chứa nhiều ion HCO$_{3}$$^{-}$ mà không chứa hoặc chứa rất ít Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$thì không phải là nước cứng.

(b) Đúng vì đun sôi nước cứng, muối Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$ và Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$ phân hủy tạo ra muối không tan làm mất tính cứng tạm thời của nước.

(c) Sai vì dùng Ca(OH)$_{2}$ không làm giảm tổng nồng độ của Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$có trong nước có tính cứng vĩnh cửu.

(d) Đúng vì đun sôi chỉ loại bỏ được một phần tính cứng của nước có chứa các ion sau: Mg$^{2+}$, Ca$^{2+}$, Cl$^{-}$, HCO$_{3}$$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-.}$

(e) Đúng vì nước cứng có thể gây đóng cặn CaCO$_{3}$, MgCO$_{3}$ trong nồi hơi tạo thành lớp cách nhiệt ngay dưới đáy nồi, làm cản trở quá trình dẫn nhiệt từ đó có thể gây hiện tượng nổ nồi hơi.

Nước có tính cứng tạm thời là nước có chứa các muối Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$, Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$. Nếu dùng dung dịch Ca(OH)$_{2}$ với lượng vừa đủ có thể kết tủa hoàn toàn ion Mg$^{2+}$, Ca$^{2+}$ có trong nước có tính cứng tạm thời.

Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$(aq) + Ca(OH)$_{2}$(aq) ® 2CaCO$_{3}$(s) + 2H$_{2}$O (l)

Mg(HCO$_{3}$)$_{2}$(aq) + 2Ca(OH)$_{2}$(aq) ® Mg(OH)$_{2}$(s) + 2CaCO$_{3}$(s) + 2H$_{2}$O(l).

(Với nước có tính cứng vĩnh cửu, khi đun sôi không gây hiện tượng đóng cặn).

a) Bảo toàn điện tích ta có: x = 1,2 + 3,0.2 + 1,0.2 - 0,6 - 0,1.2 = 8,4 mM.

Khi đun sôi xảy ra các phản ứng:

2HCO$_{3}$$^{-}$(aq) $\overset{{\text{t}}^{\text{0}}}{\rightarrow }$ CO$_{3}$$^{2-}$(aq) + H$_{2}$O(l) + CO$_{2}$(g)

8,4 mM → 4,2 mM

CO$_{3}$$^{2-}$(aq) + M$^{2+}$(aq) ® MCO$_{3}$(s) ( với M$^{2+}$ là Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$)

4,0 mM ← 4,0 mM

Như vậy, sau khi đun sôi nếu các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì toàn bộ ion Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ bị kết tủa hết. Vì vậy khi đun sôi có thể làm mất tính cứng của loại nước này.

b) Trong 2 lít nước: Ta có số mmol các ion Na$^{+}$, Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$, Cl$^{-}$, SO$_{4}$$^{2-}$và HCO$_{3}$$^{-}$tương ứng là: 2,4; 6,0; 2,0; 1,2; 0,2 và 16,8.

Khi đun sôi kĩ 2 lít mẫu nước cứng này:

2HCO$_{3}$$^{-}$(aq) $\overset{{\text{t}}^{\text{0}}}{\rightarrow }$ CO$_{3}$$^{2-}$(aq) + H$_{2}$O(l) + CO$_{2}$(g)

16,8 mmol → 8,4 mmol

CO$_{3}$$^{2-}$(aq) + M$^{2+}$(aq) ® MCO$_{3}$(s) (với M$^{2+}$ là Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$)

8,0 mmol ← 8,0 mmol

Trong dung dịch còn lại: Na$^{+}$ (2,4 mmol), Cl$^{-}$ (1,2 mmol), SO$_{4}$$^{2-}$ (0,2 mmol) và CO$_{3}$$^{2-}$ (0,4 mmol). Vậy khối lượng chất tan còn lại trong dung dịch là:

m$_{ct}$ = m$_{các ion}$ = (2,4.23 + 1,2.35,5 + 0,2.96 + 0,4.60).10$^{-3}$ = 0,141 gam.