Một nhóm học sinh được giao cho 1 L mẫu nước cứng X có chứa các ion với nồng độ như sau: [Ca${}^{2+}$]=2.10${}^{-3}$ M; [Mg${}^{2+}$]=2.10${}^{-3}$ M; [HCO${}_3^{-}$]=5.10${}^{-3}$ M; còn lại là ion Cl${}^{-}$, với nhiệm vụ nghiên cứu làm mềm mẫu cứng nước trên. Nhóm học sinh nêu giả thuyết: “Khi đun sôi mẫu nước X thì mẫu nước mất hoàn toàn tính cứng”.
Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm học sinh thực hiện các thí nghiệm:
• Bước 1: Đun sôi 200 mL mẫu nước X thấy xuất hiện kết tủa trắng, lọc bỏ kết tủa, thu được dung dịch Y.
• Bước 2: Thêm dung dịch Na${}_2$CO${}_3$ dư vào dung dịch Y, lại thấy xuất hiện kết tủa trắng.

Mẫu nước X có $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$, $HC{O}_3^{-}$ và $C{l}^{-}$. Do có $HC{O}_3^{-}$ nên mẫu có tính cứng tạm thời. Do còn $C{l}^{-}$ kết hợp với $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ nên mẫu cũng có tính cứng vĩnh cửu. Nói chính xác, đây là nước cứng toàn phần. a) Đúng. Mẫu X có thành phần gây tính cứng vĩnh cửu do còn ion Cl⁻ đi kèm Ca²⁺, Mg²⁺. b) Đúng. Thí nghiệm đã đun sôi, lọc bỏ kết tủa rồi thêm Na₂CO₃ để kiểm tra xem dung dịch sau đun còn Ca²⁺, Mg²⁺ hay không. c) Sai. Kết tủa không chỉ có CaCO₃ mà còn có hợp chất ít tan của Mg²⁺ như MgCO₃ hoặc Mg(OH)₂. d) Đúng. Thêm Na₂CO₃ dư vào dung dịch Y vẫn có kết tủa trắng, chứng tỏ mẫu nước không mất hoàn toàn tính cứng sau khi đun sôi.
a) Đúng. Mẫu X có thành phần gây tính cứng vĩnh cửu do còn ion Cl⁻ đi kèm Ca²⁺, Mg²⁺.
b) Đúng. Giả thuyết là “đun sôi thì mất hoàn toàn tính cứng”. Thí nghiệm đã đun sôi, lọc bỏ kết tủa rồi thêm Na₂CO₃ để kiểm tra xem dung dịch sau đun còn Ca²⁺, Mg²⁺ hay không. Cách làm này phù hợp để kiểm chứng giả thuyết.
c) Sai. Khi đun sôi, các muối hydrogencarbonate của Ca²⁺ và Mg²⁺ bị phân hủy, tạo kết tủa. Kết tủa không chỉ có CaCO₃ mà còn có hợp chất ít tan của Mg²⁺ như MgCO₃ hoặc Mg(OH)₂.
d) Đúng. Sau khi đun sôi và lọc, thêm Na₂CO₃ dư vào dung dịch Y vẫn có kết tủa trắng. Điều đó chứng tỏ dung dịch Y vẫn còn Ca²⁺ hoặc Mg²⁺. Vậy mẫu nước không mất hoàn toàn tính cứng sau khi đun sôi, nên kết quả không phù hợp với giả thuyết.