Bài 19. Nước cứng và làm mềm nước cứng trang 131, 132, 133 Hóa 12 Cánh diều

MĐ

Trả lời câu hỏi Mở đầu trang 131 SGK Hóa 12 Cánh diều

Việc sử dụng nước chứa nhiều cation Ca²⁺, Mg²⁺ có thể gây tắc ống dẫn nước do tạo cặn CaCO₃ và MgCO₃ (Hình 19.1)

Theo em, làm thế nào để làm giảm nồng độ các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nguồn nước trước khi sử dụng. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của nguyên tố nhóm IIA.

Lời giải chi tiết:

Có thể loại bỏ ion Ca²⁺ và Mg²⁺ bằng cách cho dung dịch soda vào nước chứa ion trên. Khi đó Ca²⁺ và Mg²⁺ tạo kết tủa với CO₃^2-. Sau đó loại bỏ kết tủa.

CH

Trả lời câu hỏi trang 131 SGK Hóa 12 Cánh diều

Một loại nước chứa nhiều CaCl₂, Ca(HCO₃)₂, MgSO₄ có tính cứng nào?

Phương pháp giải:

Dựa vào phân loại nước cứng.

Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và H(HCO3)2.

Tính cứng vĩnh cửu là tính cứng gây nên bởi các muối sulfate, chloride của calcium và magnesium.

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

Lời giải chi tiết:

Ca(HCO₃)₂ có tính cứng tạm thời

CaCl₂ và MgSO₄ có tính cứng vĩnh cửu

Loại nước chứa các loại muối này thuộc tính cứng toàn phần.

LT

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 132 SGK Hóa 12 Cánh diều

Viết phương trình hóa học của phản ứng giải thích hiện tượng tắc ống dẫn nước khi sử dụng nước cứng có chứa Mg(HCO₃)₂.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự thủy phân HCO₃^- trong nước.

Lời giải chi tiết:

HCO₃^- + OH^- \( \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \)CO₃^2- + H₂O

Mg²⁺ + CO₃^2- \( \to \)MgCO₃

Do tạo ra kết tủa MgCO₃ nên làm tắc ống dẫn nước.

VD

Trả lời câu hỏi Vận dụng trang 132 SGK Hóa 12 Cánh diều

Có thể quan sát dấu hiệu của việc sử dụng nước cứng như trong hình dưới đây.

Em hãy đề xuất cách kiểm tra nguồn nước đang được sử dụng tại gia đình hoặc địa phương của em có phải nước cứng hay không. Nếu nước có tính cứng, hãy đưa ra biện pháp phù hợp để làm mềm nước cứng.

Phương pháp giải:

Dựa vào phương pháp làm mềm nước cứng.

Lời giải chi tiết:

+ Có thể đun nóng lượng nước, nếu xuất hiện cặn dưới đáy thì nước đó là nước cứng.

+ Có thể thêm một ít lượng Ca(OH)₂, nếu có kết tủa trắng thì đó là nước cứng

Biện pháp: Dùng Na₂CO₃ hoặc Na₃PO₄ để loại bỏ ion Mg²⁺, Ca²⁺ hoặc các vật liệu trao đổi ion.

Câu hỏi trang 133

Trả lời câu hỏi Luyện tập trang 132 SGK Hóa 12 Cánh diều

Cho dung dịch nước cứng chứa Ca²⁺ và SO₄^2-. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi làm mềm nước cứng bằng cách cho dung dịch soda vào dung dịch nước cứng trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của nguyên tố IIA.

Lời giải chi tiết:

PTHH: Ca²⁺ + CO₃^2- \( \to \) CaCO₃

Bài tập 1

Trả lời câu hỏi Bài tập 1 trang 133 SGK Hóa 12 Cánh diều

Mỗi phát biểu dưới đây đúng hay sai?

(1) Nước cứng là nước chứa nhiều cation Ca²⁺ và Mg²⁺

(2) Nước chứa ít hoặc không chứa các cation Ca²⁺ và Mg²⁺ được gọi là nước mềm

(3) Soda, nước vôi trong, sodium phosphate có tác dụng làm mềm nước cứng.

(4) Phương pháp trao đổi ion được giảm được cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu của nước.

(5) Sự đóng cặn calcium carbonate trong dụng cụ đun nước hay trong đường ống dẫn nước là một dấu hiệu của việc sử dụng nước cứng.

Phương pháp giải:

Dựa vào kiến thức nước cứng.

Lời giải chi tiết:

(1) đúng

(2) đúng

(3) đúng, vì soda, nước vôi trong, sodium phosphate giúp loại bỏ ion Ca²⁺ và Mg²⁺ (tạo kết tủa)

(4) đúng

(5) đúng

Bài tập 2

Trả lời câu hỏi Bài tập 2 trang 133 SGK Hóa 12 Cánh diều

Sử dụng lượng soda phù hợp có thể làm mất tính cứng toàn phần của nước không? Giải thích và minh họa bằng phương trình hóa học của phản ứng (nếu có).

Phương pháp giải:

Nước cứng toàn phần gồm tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

Lời giải chi tiết:

Có thể dùng lượng soda phù hợp để làm mất đi tính cứng toàn phần. Vì Na₂CO₃ tạo kết tủa với Ca²⁺, Mg²⁺.

PTHH: MgSO₄ + Na₂CO₃ \( \to \)MgCO₃ + Na₂SO₄

CaCl₂ + Na₂CO₃ \( \to \)CaCO₃ + 2NaCl

Bài tập 3

Trả lời câu hỏi Bài tập 3 trang 133 SGK Hóa 12 Cánh diều

Sau một thời gian sử dụng, bạn Hà phát hiện đáy của ấm đun nước trong nhà có đóng lớp cặn màu trắng, Hà cho rằng đó là calcium carbonate

a) Đề xuất thí nghiệm để kiểm chứng dự đoán của Hà

b) Nếu lớp cặn là calcium carbonate, hãy:

+ Đề xuất cách tiến hành để loại bớt cation Ca²⁺ có trong nguồn nước sinh hoạt của nhà bạn Hà trước khi nấu

+ Đề xuất cách tiến hành để làm sạch lớp cặn calcium carbonate ở đáy của ấm đun nước.

Phương pháp giải:

Dựa vào tính chất hóa học của nguyên tố nhóm IIA.

Lời giải chi tiết:

a) Có thể dùng giấm ăn để kiểm chứng dự đoán. Vì giấm ăn có thể hòa tan được calcium carbonate tạo ra bọt khí.

b) Có thể dùng Na₂CO₃ để tiến hành loại bớt cation Ca²⁺ có trong nguồn nước sinh hoạt của nhà bạn Hà.

Có thể dùng giấm ăn để tiến hành làm sạch lớp cặn calcium carbonate ở đáy của ấm đun nước.

Bài tập 4

Trả lời câu hỏi Bài tập 4 trang 133 SGK Hóa 12 Cánh diều

Hoàn thành các phương trình hóa học dưới đây:

a) 3MgSO₄ (aq) + 2Na₃PO₄(aq) \( \to \)?

b) MgSO₄(aq) + Ca(OH)₂(aq) \( \to \)?

d) Ca(OH)₂(aq) + HCl(aq) \( \to \)?

Cho biết phản ứng nào có thể được sử dụng để làm mềm nước cứng.

Phương pháp giải:

Dựa vào các phương pháp làm mềm nước cứng.

Lời giải chi tiết:

a) 3MgSO₄ (aq) + 2Na₃PO₄(aq) \( \to \)Mg₃(PO₄)₂ + 3Na₂SO₄

b) MgSO₄(aq) + Ca(OH)₂(aq) \( \to \)Mg(OH)₂ + CaSO₄

c) Ca(HCO₃)₂(aq) CaCO₃ + CO₂ + H₂O

d) Ca(OH)₂(aq) + 2HCl(aq) \( \to \)CaCl₂ + H₂O

Phương trình (a), (c) có thể được sử dụng làm mềm nước cứng

Lý thuyết