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

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Các chất làm mất tính cứng tạm thời: Ca(OH)2 (thổi nạp vôi: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O), Na2CO3 (Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaHCO3), Na3PO4 (tạo Ca3(PO4)2 kết tủa). HCl và KCl không làm mất tính cứng. Vậy chỉ dãy B gồm Ca(OH)2, Na3PO4, Na2CO3 đều thỏa mãn.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng mất tính cứng khi đun sôi là nước cứng tạm thời, do các muối hiđrocacbonat Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra. Khi đun sôi: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O và Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2↓ + 2CO2 (hoặc MgCO3), các kết tủa bị loại bỏ nên nước mất tính cứng. Các muối như CaSO4, MgCl2, CaCl2 là muối gây nước cứng vĩnh viễn, không bị loại khi đun sôi. Vậy đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Độ cứng vĩnh cửu do ion Ca²⁺ và Mg²⁺ gây ra (muối sunfat, clorua). Na₂CO₃ làm kết tủa Ca²⁺ và Mg²⁺: Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓; Mg²⁺ + CO₃²⁻ → MgCO₃↓, nhờ đó làm mềm nước cứng vĩnh cửu. HCl không loại được ion Ca²⁺, Mg²⁺; Ca(OH)₂ và NaOH chỉ làm mềm nước cứng tạm thời (loại HCO₃⁻) chứ không hiệu quả với độ cứng vĩnh cửu. Đáp án khớp với đáp án nguồn: C.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ dưới dạng muối sunfat/clorua, không bị loại bỏ khi đun sôi. Các chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu phải kết tủa được Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$: Na${}_2$CO${}_3$ (tạo CaCO${}_3$, MgCO${}_3$ kết tủa) và Na${}_3$PO${}_4$ (tạo Ca${}_3$(PO${}_4$)${}_2$, Mg${}_3$(PO${}_4$)${}_2$ kết tủa). Kiểm tra các phương án: A sai vì Na${}_2$SO${}_4$ không kết tủa Ca${}^{2+}$/Mg${}^{2+}$; B sai vì HCl không làm mềm nước cứng; C sai vì NaNO${}_3$ không tác dụng. Vậy đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa muối $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ của $S{O}_4^{2-}$ và $C{l}^{-}$, không thể làm mềm bằng đun sôi. Hai chất thường dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu là $N{a}_{2}C{O}_3$ (kết tủa $CaC{O}_3$, $MgC{O}_3$) và $N{a}_{3}P{O}_4$ (kết tủa $C{a}_3(P{O}_4{)}_2$, $M{g}_3(P{O}_4{)}_2$). Ví dụ: $CaS{O}_4+N{a}_{2}C{O}_{3}ightarrowCaC{O}_{3}downarrow+N{a}_{2}S{O}_4$; $3CaC{l}_2+2N{a}_{3}P{O}_{4}ightarrowC{a}_3(P{O}_4{)}_{2}downarrow+6NaCl$. HCl và NaCl không loại được ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$; $Ca(OH{)}_2$ chỉ dùng cho nước cứng tạm thời (làm mềm bằng vôi - soda thì kết hợp với $N{a}_{2}C{O}_3$, nhưng đáp án chuẩn ở đây là B).

(AI giải đề cho tôi)
Xét từng phát biểu: (1) Đúng — đun sôi làm phân hủy muối hiđrocacbonat (Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2) tạo kết tủa CaCO3, Mg(OH)2, loại được độ cứng tạm thời. (2) Đúng — Na2CO3 kết tủa Ca2+ (CaCO3) và Mg2+ (MgCO3/Mg(OH)2), loại được cả độ cứng tạm thời lẫn vĩnh cửu. (3) Sai — HCl không loại được ion Ca2+, Mg2+ khỏi nước (chỉ phản ứng với HCO3- nhưng vẫn còn ion cứng). (4) Đúng — Ca(OH)2 lượng vừa đủ phản ứng với Ca(HCO3)2: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O, loại được độ cứng tạm thời. Vậy các phát biểu đúng là (1), (2), (4) → đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời (mất tính cứng khi đun sôi) chứa muối hiđrocacbonat. Khi đun sôi: $Ca(HC{O}_3{)}_2\stackrel{t^o}{\to }CaC{O}_3\downarrow +C{O}_2+H_{2}O$ và $Mg(HC{O}_3{)}_2\stackrel{t^o}{\to }Mg(OH{)}_2\downarrow +2C{O}_2$ (qua $MgC{O}_3$). Các muối như $CaC{l}_2$, $MgC{l}_2$, $CaS{O}_4$ là nước cứng vĩnh cửu, không bị loại bỏ khi đun sôi. Vậy đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion Ca²⁺ và Mg²⁺ dưới dạng muối sulfate, chloride. Sodium carbonate (Na₂CO₃) làm mềm nước cứng vĩnh cửu vì kết tủa Ca²⁺ và Mg²⁺: Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓; Mg²⁺ + CO₃²⁻ → MgCO₃↓. NaCl, HCl, Na₂SO₄ không tạo kết tủa với Ca²⁺, Mg²⁺ nên không làm mềm được nước cứng vĩnh cửu. Đáp án: C. sodium carbonate.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng chứa $M{g}^{2+}$, $C{a}^{2+}$ (kèm $C{l}^{-}$, $S{O}_4^{2-}$, $HC{O}_3^{-}$). Để làm mềm cần loại bỏ $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ khỏi nước.
- A: Phương pháp trao đổi ion thay $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ bằng $N{a}^{+}$ nên làm mềm được nước cứng.
- B: $N{a}_{2}C{O}_3$ kết tủa $C{a}^{2+}$ thành $CaC{O}_3$ và $M{g}^{2+}$ thành $MgC{O}_3$ (hoặc $Mg(OH{)}_2$), làm mềm được cả nước cứng tạm thời lẫn vĩnh cửu.
- C: $K_{3}P{O}_4$ kết tủa $C{a}_3(P{O}_4{)}_2$ và $M{g}_3(P{O}_4{)}_2$ không tan, làm mềm được nước cứng.
- D: HCl không tạo kết tủa với $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (các muối chloride đều tan); HCl chỉ phản ứng với $HC{O}_3^{-}$: $HC{O}_3^{-}+H^{+}\to C{O}_2+H_{2}O$, không loại được ion gây cứng nên không thể làm mềm nước cứng này.
Vậy đáp án là D, trùng với đáp án nguồn.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng chứa Mg${}^{2+}$, Ca${}^{2+}$ (kèm Cl${}^{-}$, SO${}_4^{2-}$). Muốn làm mềm cần loại bỏ cả Mg${}^{2+}$ và Ca${}^{2+}$ khỏi dung dịch. Xét các phương án:
- Na${}_3$PO${}_4$: PO${}_4^{3-}$ tạo kết tủa không tan Ca${}_3$(PO${}_4$)${}_2$ và Mg${}_3$(PO${}_4$)${}_2$: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to C{a}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$; $3M{g}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to M{g}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$. Cả hai ion cứng bị loại, nước được làm mềm. Đúng.
- Ca(OH)${}_2$: chỉ làm mềm nước cứng tạm (loại HCO${}_3^{-}$), không hiệu quả với nước cứng vĩnh viễn chứa Cl${}^{-}$, SO${}_4^{2-}$; lại còn thêm Ca${}^{2+}$.
- BaCl${}_2$: chỉ loại SO${}_4^{2-}$ (BaSO${}_4$↓), không loại Mg${}^{2+}$, Ca${}^{2+}$.
- HCl: không tạo kết tủa với các ion trên, không làm mềm nước.
Vậy chất dùng để làm mềm là Na${}_3$PO${}_4$, khớp với đáp án nguồn 48-A.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng bị mất tính cứng khi đun sôi là nước cứng tạm thời, do các muối hiđrocacbonat Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra. Khi đun sôi: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O và Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2↓ + 2CO2, các kết tủa bị loại bỏ nên nước trở thành nước mềm. Các muối như MgSO4, MgCl2, CaCl2, CaSO4 gây nước cứng vĩnh viễn, không bị loại khi đun sôi. Vậy đáp án A, khớp với đáp án nguồn (A tô màu đỏ ở trang 7).

Mẫu nước cứng chứa $C{a}^{2+},M{g}^{2+}$. Dùng $N{a}_{2}C{O}_3$ để kết tủa:
$C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$
$M{g}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to MgC{O}_3\downarrow$

(AI giải đề cho tôi)
Tính cứng tạm thời của nước do các muối hiđrocacbonat của Ca và Mg gây nên: Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Khi đun nóng, chúng bị phân hủy thành kết tủa CaCO3, MgCO3 và khí CO2 nên tính cứng bị loại bỏ: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O; Mg(HCO3)2 → MgCO3↓ + CO2↑ + H2O. Các cặp muối Na+, K+ (A, B, C) không gây cứng nước. Đáp án D, khớp với bảng đáp án (13.D).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa ion Ca²⁺ và HCO₃⁻. Các dung dịch Na₂CO₃, Ca(OH)₂, Na₃PO₄ đều có thể kết tủa Ca²⁺ (tạo CaCO₃ hoặc Ca₃(PO₄)₂) nên làm mềm được nước cứng. Ví dụ: Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O; Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaHCO₃. Dung dịch HCl chỉ phản ứng với HCO₃⁻ tạo CO₂ và CaCl₂ tan, ion Ca²⁺ vẫn còn trong nước nên không làm mềm nước cứng tạm thời. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn.

Chọn đáp án C. Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ của $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ và $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$ bằng cách dùng các chất tạo kết tủa như $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$, ${\mathrm{K}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$…hoặc đun nóng… Với nước cứng vĩnh cửu có thể dùng các chất như $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$ hoặc ${\mathrm{K}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$ vì khi đó xảy ra phản ứng tạo kết tủa $$\{\begin{array}{l}\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}\\ \mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}\end{array}+\{\begin{array}{l}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3^{2-}\\ \mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{3-}\end{array}⟶\{\begin{array}{l}\mathrm{MgC}{\mathrm{O}}_3,\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3\\ \mathrm{C}{\mathrm{a}}_3(\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4{)}_2,\mathrm{M}{\mathrm{g}}_3(\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4{)}_2\end{array}$$

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ dưới dạng muối sunfat (CaSO${}_4$, MgSO${}_4$) không bị loại bỏ khi đun sôi. Để làm mất tính cứng, cần dùng Na${}_2$CO${}_3$ vì CO${}_3^{2-}$ kết tủa Ca${}^{2+}$ và Mg${}^{2+}$: CaSO${}_4$ + Na${}_2$CO${}_3$ → CaCO${}_3$↓ + Na${}_2$SO${}_4$; MgSO${}_4$ + Na${}_2$CO${}_3$ → MgCO${}_3$↓ + Na${}_2$SO${}_4$. Các chất HCl, NaCl, NaNO${}_3$ không tạo kết tủa với Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ nên không làm mất tính cứng. Kết quả khớp với đáp án nguồn (Câu 8: C).

Nhựa cationite giữ lại $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ và giải phóng $N{a}^{+}$ hoặc $H^{+}$ vào nước. Đây là phương pháp trao đổi ion. Chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Nước có tính cứng tạm thời chứa muối hiđrocacbonat như Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Khi đun nóng, các muối này bị phân hủy: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O, do đó có thể làm mềm bằng cách đun nóng. Trong các đáp án, NaOH cũng có thể làm mềm nước cứng tạm thời vì phản ứng: Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O (và Mg(HCO3)2 + 4NaOH → Mg(OH)2↓ + Na2CO3 + 2H2O), loại bỏ ion Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước. Các chất còn lại không phù hợp: CaCO3 không tan, không tác dụng loại ion cứng; MgCl2 và Fe(OH)2 không làm mềm nước mà chính chúng là nguồn gây cứng. Đáp án đúng là C, khớp với đáp án nguồn (53C).

Nước cứng vĩnh cửu có thể làm mềm bằng Na${}_3$PO${}_4$.
3Ca${}^{2+}$ + 2PO${}_4^{3-}$ → Ca${}_3$(PO${}_4$)${}_2$
3Mg${}^{2+}$ + 2PO${}_4^{3-}$ → Mg${}_3$(PO${}_4$)${}_2$

(AI giải đề cho tôi)
Nước có tính cứng toàn phần chứa cả ion Ca${}^{2+}$ (cứng tạm thời do HCO${}_3^{-}$) và Mg${}^{2+}$... Thực chất, chất làm mềm nước cứng toàn phần phải loại được cả Ca${}^{2+}$ lẫn Mg${}^{2+}$ khỏi dung dịch. Na${}_2$CO${}_3$ phản ứng với cả Ca${}^{2+}$ và Mg${}^{2+}$ tạo kết tủa: Ca${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → CaCO${}_3$↓; Mg${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → MgCO${}_3$↓ (hoặc Mg(OH)${}_2$ khi thủy phân). Do đó Na${}_2$CO${}_3$ làm mềm được nước cứng toàn phần. NaCl không tác dụng với Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$; CaCl${}_2$ và Ca(NO${}_3$)${}_2$ lại làm tăng độ cứng. Vậy đáp án A.