Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nước cứng và làm mềm nước (Hóa học Lớp 12)

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa muối Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ (như CaSO${}_4$, CaCl${}_2$) không bị loại bằng đun sôi. Để làm mềm cần chất tạo kết tủa với Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$. Na${}_3$PO${}_4$ cung cấp ion PO${}_4^{3-}$ tạo kết tủa khó tan: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to C{a}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$, $3M{g}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to M{g}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$, nhờ đó loại bỏ Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ khỏi nước. NaOH chỉ làm mềm nước cứng tạm (loại Mg${}^{2+}$ nhưng không loại hiệu quả CaSO${}_4$); HCl và Ca(OH)${}_2$ không làm mềm nước cứng vĩnh cửu. Đáp án khớp với đáp án nguồn (câu 16: D).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Có thể làm mềm bằng: Ca(OH)2 (Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O; Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O), Na2CO3 (Ca2+ + CO3^2− → CaCO3↓), Na3PO4 (Ca3(PO4)2↓). HCl không tạo kết tủa, không loại ion Ca2+, Mg2+ nên không dùng để làm mềm nước cứng. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn (Câu 15: D).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa muối $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (như $CaS{O}_4$, $CaC{l}_2$, $MgC{l}_2$) không bị loại bằng đun sôi. Xét từng chất:
- $N{a}_{2}C{O}_3$: $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$; $M{g}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to MgC{O}_3\downarrow$ → làm mềm được.
- $N{a}_{3}P{O}_4$: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to C{a}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$ → làm mềm được.
- $NaOH$: chỉ chuyển $HC{O}_3^{-}$ thành $C{O}_3^{2-}$ (hữu hiệu với nước cứng tạm thời); với muối $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ của axit mạnh, $NaOH$ chỉ kết tủa $Mg(OH{)}_2$ nhưng không loại $C{a}^{2+}$ (theo SGK, NaOH dùng làm mềm nước cứng tạm thời) → không tính.
- $HCl$: không kết tủa ion cứng, còn làm tăng độ tan → không.
- $Ba(OH{)}_2$: với $CaS{O}_4$ chỉ tạo $BaS{O}_4\downarrow$ và $Ca(OH{)}_2$ tan, không loại được $C{a}^{2+}$ → không.
Vậy có 2 chất ($N{a}_{2}C{O}_3$ và $N{a}_{3}P{O}_4$) → đáp án A, khớp với đáp án nguồn.

Chất có thể làm mềm cả nước có tính cứng tạm thời và nước có tính cứng vĩnh cửu là Na${}_2$CO${}_3$, Na${}_3$PO${}_4$

(AI giải đề cho tôi)
Cứng tạm thời do muối $Ca(HC{O}_3{)}_2$, $Mg(HC{O}_3{)}_2$. Các dung dịch $Ca(OH{)}_2$, $NaOH$ và $N{a}_{2}C{O}_3$ đều có thể làm giảm cứng tạm thời: $Ca(HC{O}_3{)}_2+Ca(OH{)}_{2}o2CaC{O}_{3}downarrow+2H_{2}O$; $Ca(HC{O}_3{)}_2+2NaOHoCaC{O}_{3}downarrow+N{a}_{2}C{O}_3+2H_{2}O$; $Ca(HC{O}_3{)}_2+N{a}_{2}C{O}_{3}oCaC{O}_{3}downarrow+2NaHC{O}_3$. Riêng HCl không tạo kết tủa loại bỏ ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (chỉ chuyển $HC{O}_3^{-}$ thành $C{O}_2$), nên không làm giảm tính cứng tạm thời. Đáp án B, khớp với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Nước có tính cứng toàn phần chứa cả ion Ca²⁺/Mg²⁺ do muối sunfat (cứng vĩnh cửu) và do muối hiđrocacbonat (cứng tạm thời). Na₂CO₃ tác dụng với cả hai loại: Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓, nên Na₂CO₃ làm mềm nước có tính cứng toàn phần. NaCl không tác dụng; CaSO₄ và CaCO₃ không phải chất làm mềm nước.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ dưới dạng muối không kết tủa khi đun sôi (như $CaC{l}_2$, $CaS{O}_4$). Để làm mềm, cần loại bỏ $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ khỏi nước. Xét các phương án: $CaC{l}_2$ (A) là chính muối gây cứng, không làm mềm nước; HCl (B) và $HN{O}_3$ (C) là axit, không tạo kết tủa với $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ nên không làm mềm nước; $N{a}_{3}P{O}_4$ (D) phản ứng với muối của $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ tạo kết tủa photphat không tan: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}ightarrowC{a}_3(P{O}_4{)}_{2}down$, do đó loại được ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ khỏi nước, làm mềm nước cứng vĩnh cửu. Kết quả này trùng với đáp án nguồn 44.D.

(AI giải đề cho tôi)
Na2CO3 kết tủa Ca2+ dưới dạng CaCO3 nên làm mềm được cả nước cứng tạm thời (Ca(HCO3)2) lẫn nước cứng vĩnh cửu (CaSO4, CaCl2...): Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓. Ca(OH)2 chỉ làm mềm nước cứng tạm thời; NaOH và Ba(OH)2 không phải hóa chất làm mềm nước phổ biến như Na2CO3 (Ba(OH)2 có thể nhưng đáp án chuẩn là Na2CO3).

Cặp chất $Ca(OH{)}_2$ (vừa đủ) và $N{a}_{2}C{O}_3$ có thể làm mềm nước cứng tạm thời:

$$M(HC{O}_3{)}_2+Ca(OH{)}_2\to CaC{O}_3+MC{O}_3+H_{2}O$$

$$M(HC{O}_3{)}_2+N{a}_{2}C{O}_3\to MC{O}_3+NaHC{O}_3$$

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng chứa ion Ca2+, Mg2+ gây các tác hại: làm hỏng dung dịch pha chế, làm thực phẩm lâu chín, giảm mùi vị (A); làm mất tính tẩy rửa của xà phòng do tạo kết tủa với stearat, hư hại quần áo (C); gây hao tốn nhiên liệu, tạo cặn trong nồi hơi, tắc đường ống (D). Tuy nhiên nước cứng KHÔNG gây ngộ độc nước uống, vì các ion Ca2+, Mg2+ không độc hại ở nồng độ có trong nước sinh hoạt. Vậy đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion Ca^{2+}, Mg^{2+} dưới dạng muối sunfat hoặc clorua, không thể loại bỏ bằng đun sôi. Chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu phải có khả năng kết tủa ion Ca^{2+}, Mg^{2+}. Trong các lựa chọn:
- Na_2CO_3: ion CO_3^{2-} kết tủa Ca^{2+} thành CaCO_3 và Mg^{2+} thành MgCO_3, do đó làm mềm được nước cứng vĩnh cửu. Phương trình: Ca^{2+} + CO_3^{2-} → CaCO_3↓; Mg^{2+} + CO_3^{2-} → MgCO_3↓.
- NaCl: không tạo kết tủa với Ca^{2+}, Mg^{2+}.
- CaCl_2: bản thân nó gây cứng nước, không làm mềm.
- Na_2SO_4: không kết tủa Ca^{2+}, Mg^{2+} (muối sunfat tan tốt).
Vậy đáp án là Na_2CO_3, khớp với đáp án nguồn (Câu 66: A).

Câu 45: B
Ca(HCO${}_3$)${}_2$ + 2NaOH → CaCO${}_3$↓ + Na${}_2$CO${}_3$ + 2H${}_2$O
Dùng bazơ mạnh vừa đủ là một trong những cách có thể cải tạo nước cứng tạm thời

Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng tạm thời của nước là: $Ca(OH{)}_2$, $N{a}_{3}P{O}_4$, $N{a}_{2}C{O}_3$.
$M^{2+}+O{H}^{-}+HC{O}_3^{-}\to MC{O}_3+H_{2}O$
$M^{2+}+C{O}_3^{2-}\to MC{O}_3$
$3M^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to M_3(P{O}_4{)}_2$
($M^{2+}$ là $M{g}^{2+}$, $C{a}^{2+}$)

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa muối hiđrocacbonat Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Có thể làm mềm bằng cách đun sôi hoặc dùng Ca(OH)2: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O; Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2O. Trong các đáp án, chỉ Ca(OH)2 dùng được để làm mềm nước cứng tạm thời (KNO3, KCl không tác dụng, MgCl2 gây cứng vĩnh viễn).

(AI giải đề cho tôi)
Nước có tính cứng vĩnh cửu do chứa muối Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ (sunfat, clorua) không bị loại bằng đun sôi. Na${}_3$PO${}_4$ được dùng làm mềm nước vì ion PO${}_4^{3-}$ tạo kết tủa không tan với Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to C{a}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$. Các chất HCl, KNO${}_3$, NaCl không tạo kết tủa với Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ nên không làm mềm nước cứng vĩnh cửu. Đáp án khớp với đáp án chính thức 46D.

(AI giải đề cho tôi) Nước cứng chứa ion $C{a}^{2+}$. Thêm $N{a}_{2}C{O}_3$ sẽ kết tủa ion $C{a}^{2+}$: $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$, đồng thời $HC{O}_3^{-}$ bị chuyển thành kết tủa $CaC{O}_3$, do đó nước được làm mềm. NaCl, $Ca(N{O}_3{)}_2$ và HCl không loại bỏ được ion $C{a}^{2+}$ (HCl chỉ chuyển $HC{O}_3^{-}$ thành $C{O}_2$ nhưng không khử độ cứng do $C{a}^{2+}$ còn lại dưới dạng $CaC{l}_2$).

(AI giải đề cho tôi) Nước cứng tạm thời chứa muối Ca(HCO${}_3$)${}_2$, Mg(HCO${}_3$)${}_2$ có thể được làm mềm bằng cách đun nóng hoặc bằng Ca(OH)${}_2$, NaOH, Na${}_2$CO${}_3$. NaCl không tác dụng loại bỏ muối cứng tạm thời nên không được dùng.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2; nước cứng vĩnh cửu chứa muối CaSO4, CaCl2, MgSO4... Na2CO3 tác dụng với cả hai loại: với nước cứng tạm thời: Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaHCO3; với nước cứng vĩnh cửu: CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4 (tương tự với Mg2+). Nhờ CO3^2- kết tủa Ca2+, Mg2+ dưới dạng CaCO3, MgCO3 nên Na2CO3 làm mềm được cả nước cứng tạm thời lẫn vĩnh cửu. NaOH chỉ làm mềm nước cứng tạm thời (Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O) và với nước cứng vĩnh cửu tạo Na2SO4 vẫn còn Ca2+ dạng khác... thực tế NaOH không loại được triệt để muối cứng vĩnh cửu mà chỉ dùng kết hợp; Ca(OH)2 chỉ dùng cho nước cứng tạm thời. Đáp án khớp đáp án nguồn: D.

(AI giải đề cho tôi)
Mẫu nước chứa cả HCO${}_3^{-}$ (gây cứng tạm thời, do Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ kết hợp với HCO${}_3^{-}$) và SO${}_4^{2-}$ (gây cứng vĩnh cửu, do Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ kết hợp với SO${}_4^{2-}$). Nước chứa đồng thời cả cứng tạm thời và cứng vĩnh cửu được gọi là nước cứng toàn phần. Vậy đáp án là C, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Mẫu nước cứng chứa Ca^{2+}, Mg^{2+} (cứng vĩnh cửu do Cl^-, SO_4^{2-} và cứng tạm thời do HCO_3^-). Na_2CO_3 làm mềm nước vì kết tủa cả Ca^{2+} và Mg^{2+}: Ca^{2+} + CO_3^{2-} → CaCO_3↓; Mg^{2+} + CO_3^{2-} → MgCO_3↓. HCl và H_2SO_4 chỉ loại HCO_3^- (cứng tạm thời) mà không loại được cứng vĩnh cửu; NaHCO_3 không kết tủa ion cứng. Đáp án khớp với đáp án nguồn 45-B.