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 ion Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ dưới dạng muối sunfat/clorua, không thể làm mềm bằng đun sôi. Na${}_2$CO${}_3$ kết tủa các ion này: Ca${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → CaCO${}_3$↓; Mg${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → MgCO${}_3$↓. Ca(OH)${}_2$ chỉ làm mềm nước cứng tạm (các muối hiđrocacbonat), còn H${}_2$SO${}_4$ và CuSO${}_4$ không dùng để làm mềm nước. Vậy đáp án là Na${}_2$CO${}_3$.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời là nước cứng do ion HCO${}_3^{-}$ (muối Ca(HCO${}_3$)${}_2$, Mg(HCO${}_3$)${}_2$), có thể làm mềm bằng cách đun nóng. Nước chứa ion Cl${}^{-}$ hoặc SO${}_4^{2-}$ (muối CaCl${}_2$, MgCl${}_2$, CaSO${}_4$, MgSO${}_4$) là nước cứng vĩnh cửu, không thể loại bỏ bằng đun nóng. Do đó phát biểu C sai vì gọi nước chứa Cl${}^{-}$ và SO${}_4^{2-}$ là nước cứng tạm thời. Các phát biểu A, B, D đều đúng: nước cứng chứa nhiều Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$; nước mềm không chứa hoặc chứa rất ít các ion này; nước chứa đồng thời HCO${}_3^{-}$ và SO${}_4^{2-}$ (hoặc Cl${}^{-}$) là nước cứng toàn phần.

Lời giải (AI, không có trong nguồn): Nước cứng vĩnh cửu chứa muối $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (như $CaC{l}_2$, $CaS{O}_4$) không bị loại bỏ bằng đun sôi. $N{a}_{2}C{O}_3$ làm mềm nước cứng vĩnh cửu vì kết tủa được $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$:
$$CaC{l}_2+N{a}_{2}C{O}_3\to CaC{O}_3\downarrow +2NaCl$$
$$MgS{O}_4+N{a}_{2}C{O}_3\to MgC{O}_3\downarrow +N{a}_{2}S{O}_4$$
$Ca(OH{)}_2$ chỉ làm mềm nước cứng tạm thời (loại bỏ $Ca(HC{O}_3{)}_2$, $Mg(HC{O}_3{)}_2$), còn HCl và NaOH không kết tủa được muối canxi/magie trong nước cứng vĩnh cửu. Vậy chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Kiểm tra từng phát biểu: (A) NaHCO3 tan ít trong nước (độ tan khoảng 9,6 g/100 mL nước, nhỏ hơn nhiều so với Na2CO3) — đúng. (B) Nước cứng chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ nhưng KHÔNG gây ngộ độc khi uống; nước cứng chỉ gây lãng phí xà phòng, gây cặn trong ống nước, nồi, bình đun — phát biểu này sai. (C) Bột nhôm cháy trong không khí: 4Al + 3O2 → 2Al2O3, ngọn lửa sáng chói, tỏa nhiều nhiệt — đúng. (D) Định nghĩa ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại và hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh — đúng. Vậy phát biểu sai là B.

(AI giải đề cho tôi)
Na2CO3 loại bỏ được cả ba loại cứng: Ca(HCO3)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaHCO3 (hoặc Ca2+ + CO3^2- → CaCO3↓); CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4; CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl. HCl không kết tủa Ca2+; Ca(OH)2 chỉ loại cứng bicacbonat, không loại CaSO4, CaCl2; NaCl không phản ứng. Vậy chỉ Na2CO3 loại trừ hoàn toàn độ cứng.

(AI giải đề cho tôi)
Kiểm tra từng phát biểu: (A) Đúng — ion Ca²⁺, Mg²⁺ trong nước cứng phản ứng với xà phòng (C₁₇H₃₅COONa) tạo kết tủa (C₁₇H₃₅COO)₂Ca, (C₁₇H₃₅COO)₂Mg nên làm giảm tác dụng giặt của xà phòng. (B) Đúng — nước tự nhiên thường chứa cả HCO₃⁻ (cứng tạm thời) lẫn SO₄²⁻, Cl⁻ của Ca, Mg (cứng vĩnh cửu). (C) Sai — HCl chỉ tác dụng với HCO₃⁻: HCO₃⁻ + H⁺ → CO₂ + H₂O, làm mất cứng tạm thời nhưng các ion Ca²⁺, Mg²⁺ vẫn ở lại trong dung dịch dưới dạng muối Cl⁻ (CaCl₂, MgCl₂), nước vẫn cứng (chuyển thành cứng vĩnh cửu), không làm mất tính cứng của nước. Muốn làm mất cứng phải dùng Na₂CO₃, Ca(OH)₂ hoặc đun nước. (D) Đúng — nước mềm là nước chứa ít hoặc không chứa ion Ca²⁺, Mg²⁺. Vậy phát biểu không đúng là C.

Hướng dẫn: Chọn A.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca${}^{2+}$ và Mg${}^{2+}$ (gây cặn khi đun, không tạo bọt với xà phòng). Na${}^{+}$, K${}^{+}$ không gây độ cứng; Cu${}^{2+}$, Fe${}^{3+}$, Al${}^{3+}$ không phải ion đặc trưng của nước cứng. Đáp án A.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng chứa Ca(HCO3)2 (và Mg(HCO3)2). Khi đun sôi, muối hiđrocacbonat bị phân hủy: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O, tạo lớp cặn trắng bám trong ấm. Vậy thành phần chính của cặn là CaCO3. CaCl2 và Na2CO3 tan tốt trong nước, CaO không hình thành khi đun nước. Đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng toàn phần chứa cả Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ (cứng tạm thời do HCO${}_3^{-}$) và cứng vĩnh cửu. Na${}_2$CO${}_3$ làm kết tủa cả Ca${}^{2+}$ và Mg${}^{2+}$: Ca${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → CaCO${}_3$↓; Mg${}^{2+}$ + CO${}_3^{2-}$ → MgCO${}_3$↓ (hoặc Mg(OH)${}_2$), đồng thời loại cả cứng tạm và vĩnh cửu. Ca(NO${}_3$)${}_2$, CaCl${}_2$ là muối gây cứng, NaCl không loại ion Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$. Vậy đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa muối Ca²⁺, Mg²⁺ của SO₄²⁻/Cl⁻ không bị loại khi đun nóng, nên A sai. Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca²⁺, Mg²⁺ (không phải HCO₃⁻ và SO₄²⁻), nên B sai. Nước cứng không phải tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước, nên C sai. Nước tự nhiên thường chứa cả muối hiđrocacbon (cứng tạm thời) và muối sunfat/clorua (cứng vĩnh cửu) của Ca²⁺, Mg²⁺, nên D đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu do muối Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ với Cl${}^{-}$ và SO${}_4^{2-}$ (không bị loại bằng đun sôi), khác với nước cứng tạm thời do HCO${}_3^{-}$. Đáp án khớp nguồn: 45D.

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Có thể làm mềm bằng: đun nóng; Ca(OH)2 (A đúng: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O); Na2CO3 (B đúng: kết tủa CaCO3); Na3PO4 (C đúng: tạo Ca3(PO4)2↓). NaCl không tạo kết tủa với Ca2+, Mg2+ nên không làm mềm được nước cứng tạm thời. Đáp án D, khớp đáp án nguồn (55.D).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Khi thêm NaOH, HCO3^- bị trung hòa tạo CO3^2- và Ca^2+ kết tủa thành CaCO3: Ca(HCO3)2 + 2NaOH → CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O (hoặc Mg^2+ kết tủa Mg(OH)2). Các chất NaNO3, NaCl không phản ứng; HCl chỉ làm tan muối hiđrocacbonat, không tạo kết tủa. Đáp án D, khớp đáp án nguồn (Câu 54: D).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa muối $C{a}^{2+}$, $M{g}^{2+}$ (sunfat, clorua) không bị loại bằng đun sôi. Dùng $N{a}_{2}C{O}_3$ kết tủa các ion này: $C{a}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to CaC{O}_3\downarrow$; $M{g}^{2+}+C{O}_3^{2-}\to MgC{O}_3\downarrow$, làm giảm độ cứng. HCl, $H_{2}S{O}_4$ không kết tủa ion cứng; NaOH chỉ loại một phần $M{g}^{2+}$ và không phải hóa chất thông dụng. Đáp án khớp với đáp án nguồn (45C).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng vĩnh cửu chứa ion Ca${}^{2+}$, Mg${}^{2+}$ dưới dạng muối sunfat/clorua, không loại bỏ được bằng đun sôi. Na${}_3$PO${}_4$ tạo kết tủa Ca${}_3$(PO${}_4$)${}_2$, Mg${}_3$(PO${}_4$)${}_2$ khó tan: $3C{a}^{2+}+2P{O}_4^{3-}\to C{a}_3(P{O}_4{)}_2\downarrow$, nên làm mềm được nước cứng vĩnh cửu. NaOH chỉ làm mềm nước cứng tạm thời (loại Mg${}^{2+}$, không loại SO${}_4^{2-}$ hiệu quả theo chương trình); Ca(OH)${}_2$ và HCl không làm mềm nước cứng vĩnh cửu. Đáp án khớp với đáp án nguồn (56A).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. Khi tác dụng với K3PO4, ion PO4^3- tạo kết tủa ít tan: 3Ca(HCO3)2 + 2K3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6KHCO3 (tương tự với Mg2+). Các muối NaNO3, KNO3, NaCl không tạo kết tủa vì mọi sản phẩm đều tan trong nước. Đáp án D, khớp với đáp án nguồn (45-D).

Chọn C.
(a) $Mg+FeS{O}_4\to MgS{O}_4+Fe$
(b) Không có phản ứng.
(c) $K_{2}S{O}_4.A{l}_2(S{O}_4{)}_3.24H_{2}O+Ba(OH{)}_2\to BaS{O}_4\downarrow +Ba(Al{O}_2{)}_2+KOH+H_{2}O$
(d) $N{H}_{4}HC{O}_3+Ca(OH{)}_2\to CaC{O}_3\downarrow +N{H}_3\uparrow +H_{2}O$
(e) $Ca(HC{O}_3{)}_2,Mg(HC{O}_3{)}_2\to CaC{O}_3,MgC{O}_3\downarrow +C{O}_2\uparrow +H_{2}O$

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2, có thể được làm mềm bằng cách đun sôi hoặc bằng các chất như NaOH, Na2CO3, Na3PO4 (tạo kết tủa CaCO3, Mg(OH)2, Ca3(PO4)2...). NaCl không phản ứng tạo kết tủa với Ca2+ hay Mg2+, nên không thể làm mất tính cứng tạm thời của nước. Đáp án khớp với đáp án nguồn (50C).

(AI giải đề cho tôi)
Nước cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2. NaOH: $Ca(HC{O}_3{)}_2+2NaOH\to CaC{O}_3\downarrow +N{a}_{2}C{O}_3+2H_{2}O$ làm mềm nước. Na2CO3: $Ca(HC{O}_3{)}_2+N{a}_{2}C{O}_3\to CaC{O}_3\downarrow +2NaHC{O}_3$ làm mềm nước. Na3PO4 kết tủa Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2 cũng làm mềm nước. NaCl không phản ứng với Ca2+, Mg2+ nên không làm mất tính cứng tạm thời. Đáp án C, khớp đáp án nguồn (NaCl được gạch chân/đánh dấu trong ảnh nguồn, Câu 50, trang 36).