Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Kim loại nhóm IIA và hợp chất (Hóa học Lớp 12)

Phương pháp trao đổi ion là một phương pháp chủ yếu để làm mềm nước cứng trong thực tiễn. Một loại nhựa chứa nhóm chức sulfonate (-SO${}_3^{-}$) với hàm lượng sulfur bằng 14,4\% về khối lượng có khả năng trao đổi với các cation Ca${}^{2+}$ và Mg${}^{2+}$ theo phương trình dạng:

$$2C_x{H}_{y}S{O}_3^{-}+C{a}^{2+}/M{g}^{2+}\to (C_x{H}_{y}S{O}_3{)}_{2}Ca/Mg.$$

Với hiệu suất trao đổi ion của nhựa này là 60\% thì khi sử dụng 1,0 kg loại nhựa này sẽ xử lí được tối đa bao nhiêu m${}^3$ nước có độ cứng bằng 150 thành nước mềm theo quy chuẩn ở trên?

Trong quá trình làm thí nghiệm về nhận biết các cation của kim loại nhóm IIA, một học sinh làm các thí nghiệm như sau ở 20 °C:
Thí nghiệm 1: Cho 3 mL dung dịch $CaC{l}_2$ vào ống nghiệm, thêm tiếp 2 mL dung dịch NaOH.
Thí nghiệm 2: Cho 3 mL dung dịch $MgC{l}_2$ vào ống nghiệm, thêm tiếp 2 mL dung dịch NaOH.
Trong cả 2 thí nghiệm học sinh đều thu được kết tủa. Để giải thích cho hiện tượng thí nghiệm này, học sinh trên đã tra cứu độ tan của các chất ở 20 °C như sau:

Muối Epsom có công thức hóa học MgSO${}_4$.7H${}_2$O. Muối này có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe nên thường được dùng làm thuốc y học. Tên gọi Epsom lấy từ tên của con suối nước mặn đắng chứa nhiều muối MgSO${}_4$ ở thị trấn Epsom nước Anh. Khi nung nóng, MgSO${}_4$.7H${}_2$O mất dần khối lượng do mất nước. Đồ thị sau đây biểu diễn độ giảm khối lượng của MgSO${}_4$.7H${}_2$O khi tăng nhiệt độ nung:
[Hình cần kiểm tra lại: p8_f1]
Khi nung nóng đến 400°C, muối thu được chứa bao nhiêu nguyên tử O trong phân tử?

Độ cứng tạm thời của nước máy là 5 milimol (Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$) trong 1 lít nước. Biết rằng tổng số gam muối calcium hydrogencarbonate và magnesium hydrogencarbonate trong 1 m${}^3$ nước máy trên là 0,77 kg. Để làm kết tủa hết các ion calcium và magnesium có trong 1 lít nước máy này thì cần tối đa bao nhiêu gam calcium hydroxide? (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm).

Cationite là một loại nhựa trao đổi cation được sử dụng để loại bỏ ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$. Khi nước cứng đi qua cột nhựa, các ion $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (kí hiệu chung là $M^{2+}$) sẽ được giữ lại và thay thế bằng các ion $H^{+}$, $N{a}^{+}$ theo sơ đồ sau: $M^{2+}+2R\text{-}S{O}_{3}X\to (R\text{-}S{O}_3{)}_{2}M+2X^{+}$ (trong đó $X^{+}$ là $H^{+}$ hoặc $N{a}^{+}$).

Một loại cationite có \% khối lượng sulfur là 7,94\% được sử dụng để loại bỏ các ion $M{g}^{2+}$, $C{a}^{2+}$ trong nước cứng. Nếu một cột nhựa trao đổi ion trong thiết bị lọc nước gia đình có chứa 1,00 kg cationite trên thì tổng số mol Mg${}^{2+}$, Ca${}^{2+}$ tối đa có thể được loại bỏ là (làm tròn đến hàng phần trăm):