Lý thuyết và bài tập chuyên đề nước cứng môn Hóa học 12 năm 2021

1. Chất/Ion lưỡng tính

- Chất/Ion lưỡng tính là những chất/ion vừa có khả năng nhường vừa có khả năng nhận proton ( H⁺)

- Chất/ ion lưỡng tính vừa tác dụng được với dung dịch axit ( như HCl, H₂SO_{4 loãng}…), vừa tác dụng được với dung dịch bazơ ( như NaOH, KOH, Ba(OH)₂…)

Lưu ý: Chất vừa tác dụng được với dung dịch axit, vừa tác dụng được với dung dịch bazơ nhưng chưa chắc đã phải chất lưỡng tính như: Al, Zn, Sn, Pb, Be

2. Các chất lưỡng tính thường gặp.

- Oxit như: Al₂O₃, ZnO, BeO, SnO, PbO, Cr₂O₃.

- Hidroxit như:  Al(OH)₃, Zn(OH)₂, Be(OH)₂, Pb(OH)₂, Cr(OH)₃…

- Muối chứa ion lưỡng tính như: Muối HCO₃^-, HSO₃^-, HS^-, H₂PO₄^-…

- Muối amoni của axit yếu như: (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₃, (NH₄)₂S, CH₃COONH₄…

3. Các phản ứng của các chất lưỡng với dd HCl, NaOH

- Giả sử: X ( là Al, Cr), Y là ( Zn, Be, Sn, Pb)

a. Oxit:

* Tác dụng với HCl

  X₂O₃ + 6HCl → 2MCl₃ + 3H₂O

  YO + 2HCl → YCl₂ + H₂O

* Tác dụng với NaOH

  X₂O₃ + NaOH → NaXO₂ + 2H₂O

  YO + 2NaOH → Na₂YO₂ + H₂O

b. Hidroxit lưỡng tính

* Tác dụng với HCl

  X(OH)₃ + 3HCl →XCl₃ + 3H₂O

  Y(OH)₂ + 2HCl → YCl₂ + 2H₂O

* Tác dụng với NaOH

  X(OH)₃ + NaOH → NaXO₂ + 2H₂O

  Y(OH)₂ + 2NaOH →  Na­₂YO₂ + 2H₂O

c. Muối chứa ion lưỡng tính

* Tác dụng với HCl

  HCO₃^- + H⁺ →  H₂O + CO₂

  HSO₃^- + H⁺ →  H₂O + SO₂

  HS^- + H⁺ →  H₂S

* Tác dụng với NaOH

  HCO₃^- + OH^- →  CO₃^2- + H₂O

  HSO₃^- + OH^- →  SO₃^2- + H₂O

  HS^- + OH^- →  S^2- + H₂O

d. Muối của NH₄⁺ với axit yếu

* Tác dụng với HCl

  (NH₄)₂RO₃ + 2HCl →  2NH₄Cl + H₂O + RO₂  ( với R là C, S)

  (NH_4­)₂S + 2HCl →  2NH₄Cl + H₂S

* Tác dụng với NaOH

  NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

Lưu ý: Kim loại Al, Zn, Be, Sn, Pb không phải chất lưỡng tính nhưng cũng tác đụng được với cả axit và dung dịch bazơ

  M + nHCl →  MCl_n + H₂  ( M là kim loại Al, Zn, Be, Sn, Pb; n là hóa trị của M)

  M + (4 - n)NaOH + (n – 2) H₂O →  Na_4-nMO₂ + H₂

Bài 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Nước cứng là nước có chứa các muối CaCl₂, MgCl₂,...

B. Nước mềm là nước có chứa ít hoặc không chứa các ion Ca²⁺, Mg²⁺

C. Nước trong tự nhiên đều là nước cứng vì có chứa cation Ca²⁺, Mg²⁺.

D. Nước khoáng đều là nước cứng.

Hướng dẫn:

Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Ca²⁺, Mg²⁺.

Nếu nước có chứa Ca²⁺, Mg²⁺ nhưng dưới mức tới hạn thì không gọi là nước cứng.

Bài 2: Trong thể tích nước cứng có chứa 6.105- mol CaSO₄ cần số gam Na₂CO₃ đủ làm mềm thể tích nước đó là:

A. 7,20 mg

B. 6,82 mg

C. 7,00 mg

D. 6,36 mg

Hướng dẫn:

Phản ứng: Na₂CO₃ + CaSO₄ → CaCO₃ + Na₂SO₄

Số mol Na₂SO₄ = số mol CaSO₄ = 6.10-5 (mol)

Khối lượng Na₂CO₃ cần dùng là:

106 . 6.10^-5 gam = 636.10^-5 (gam) = 6,36 (mg)

Bài 3: Một cốc nước có chứa các ion: Na⁺ (0,02 mol), Mg²⁺ (0,02 mol), Ca²⁺ (0,04 mol), Cl^- (0,02 mol), HCO₃^- (0,10 mol) và SO₄^2- (0,01 mol). Đun sôi cốc nước trên cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì nước trong cốc:

A. có tính cứng toàn phần        

B. có tính cứng vĩnh cửu

C. là nước mềm        

D. có tính cứng tạm thời.

Hướng dẫn:

- Phản ứng khi đun sôi:

Mg²⁺ + 2HCO₃^- → MgCO₃ + CO₂ + H₂O

Ca²⁺ + 2HCO₃^- → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

- Nhận xét: 2. n_Ca²⁺,Mg²⁺ 2.(0,02 + 0,04) = 0,12 > n_HCO3^-

Nên sau khi đun nóng HCO₃^- đã chuyển hết thành kết tủa và CO₂. Trong dung dịch còn Cl^-,SO₄^2- (Mg²⁺, Ca²⁺) dư nên nước còn lại trong cốc có tính cứng toàn phần.

Bài 4: Dung dịch A chứa các cation Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺ và 0,1 mol Cl^-, 0,2 mol NO^3-. Thêm V lít dung dịch K₂CO₃ 1M vào dung dịch A để thu được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị của V là:

A. 150 ml

B. 300 ml

C. 200 ml

D. 250 ml

Hướng dẫn:

Các phương trình ion rút gọn:

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃    (1)

Ca²⁺  + CO₃^2- → CaCO₃   (2)

Ba²⁺  + CO₃^2- → BaCO₃   (3)

Gọi x, y và z là số mol Mg²⁺, Ca²⁺ và Ba²⁺ trong dung dịch A. Dung dịch trung hòa điện nên:

2x + 2y + 2z = 0,1 + 0,2 = 0,3 → x + y + z = 0,15

Từ (1), (2) và (3) ⇒ n_CO3^2- = x + y + z = 0,15 = n_K2CO₃

⇒ V_dd K₂CO₃ = 0,15/1 = 0,15 (lit)=150 (ml)

Câu 1. Cho dãy các chất: Ca(HCO₃)₂, NH₄Cl, (NH₄)₂CO₃, ZnSO₄, Al(OH)₃, Zn(OH)₂. Số chất trong dãy có tính chất lưỡng tính là

A. 3.                           

B. 4.                           

C. 2.                           

D. 5.

Câu 2. Các hợp chất trong dãy chất nào dưới đây đều có tính lưỡng tính?

A. Cr(OH)₃, Zn(OH)₂, Pb(OH)₂.       

B. Cr(OH)₃, Pb(OH)₂, Mg(OH)₂.

C. Cr(OH)₃, Zn(OH)₂, Mg(OH)₂.      

D. Cr(OH)₃, Fe(OH)₂, Mg(OH)₂.

Câu 3. Cho dãy các chất: Cr(OH)₃, Al₂(SO₄)₃, Mg(OH)₂, Zn(OH)₂, MgO, CrO₃. Số chất trong dãy có tính chất lưỡng tính là

A. 5.                           

B. 2.                           

C. 3.                           

D. 4.

Câu 4. Dãy gồm các chất vừa tan trong dung dịch HCl, vừa tan trong dung dịch NaOH là:

A. NaHCO₃, MgO, Ca(HCO₃)₂.      

B. NaHCO₃, Ca(HCO₃)₂, Al₂O₃.

C. NaHCO₃, ZnO, Mg(OH)₂.                      

D. Mg(OH)₂, Al₂O₃, Ca(HCO₃)₂.

Câu 5. Cho dãy các chất: NaOH, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂, Al(OH)₃, Cr(OH)₃. Số chất trong dãy có tính chất lưỡng tính là

A. 1.                           

B. 2.                           

C. 4.                           

D. 3.

Câu 6. Cho dãy các chất sau: Al, NaHCO₃, (NH₄)₂CO₃, NH₄Cl, Al₂O₃, Zn, K₂CO₃, K₂SO₄. Có bao nhiêu chất trong dãy vừa tác dụng được với dung dịch HCl, vừa tác dụng được với dung dịch NaOH?

A. 5.                           

B. 2.                           

C. 3.                           

D. 4.

Câu 7. Cho dãy các chất: Al, Al(OH)₃, Zn(OH)₂, NaHCO₃, Na₂SO₄. Số chất trong dãy vừa phản ứng được với dung dịch HCl, vừa phản ứng được với dung dịch NaOH là

A. 5.                           

B. 4.                           

C. 3.                           

D. 2

Câu 8. Chất nào sau đây được dùng để làm mềm nước cứng vĩnh cửu?

A. Na₂CO₃ và Na₃PO₄        

B. Na₂SO₄ và Na₃PO₄.

C. HCl và Na₂CO₃.        

D. HCl và Ca(OH)₂.

Câu 9. Một cốc nước có chứa các ion: Na⁺ (0,02 mol), Mg²⁺ (0,02 mol), Ca²⁺ (0,04 mol), Cl^-(0,02 mol), HCO₃^- (0,10 mol) và SO₄^2-(0,01 mol). Đun sối cốc nước trên cho đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì nước còn lại trong cốc:

A. Có tính cứng hoàn toàn

B. Có tính cứng vĩnh cửu

C. Là nước mềm

D. Có tính cứng tạm thời

Câu 10. Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol Na⁺; 0,02 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,05 mol HCO₃^- và 0,02 mol Cl^-. Nước trong cốc là:

A. Nước mềm

B. Nước cứng tạm thời

C. Nước cứng vĩnh cửu

D. Nước cứng toàn phần

Câu 11. Có các chất sau : NaCl, Ca(OH)₂ ,Na₂CO₃, HCl . Cặp chất nào có thể làm mềm nước cứng tạm thời :

A. NaCl và Ca(OH)₂

B. Ca(OH)₂ và Na₂CO₃

C. Na₂CO₃ và HCl

D. NaCl và HCl

Câu 12. Có các chất sau:

(1) NaCl         (2) Ca(OH)₂         (3) Na₂CO₃

(4) HCl         (5) K₃PO₄

Các chất có thể làm mềm nước cứng tạm thời là:

A. 1, 3, 5

B. 2, 3, 4

C. 2, 3, 5

D. 3, 4, 5

Câu 13. Trong một bình nước có chứa 0,01 mol \(Na^+;0,02molCa^{2+};0,005molMg^{2+};0,05molHCO_3^-\) và 0,01 mol \(Cl^-\). Đun sôi nước trong bình cho đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nước thu được còn lại trong bình là :

A. nước cứng có tính cứng tạm thời

B. nước cứng có tính cứng vĩnh cửu

C. nước cứng có tính cứng toàn phần

D. nước mềm

Câu 14. Một loại nước cứng khi được đun sôi thì mất tính cứng. Trong loại nước cừng này có hòa tàn hợp chất nào dưới đây ?

A. \(Ca\left(HCO_3\right)_2;MgCl_2\)

B. \(Ca\left(HCO_3\right)_2;Mg\left(HCO_3\right)_2\)

C. \(Mg\left(HCO_3\right)_2;CaCl_2\)

D. \(MgCl_2;CaSO_4\)

Câu 15. Hai chất được dùng để làm mềm nước vĩnh cửu là :

A. \(Na_2CO_3;Na_3PO_4\)

B. \(Na_2CO_3;Ca\left(OH\right)_2\)

C. \(NaCl;Ca\left(OH\right)_2\)

D. \(Na_2CO_3;HCl\)

 

Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Lý thuyết và bài tập chuyên đề nước cứng môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào website Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Chúc các em học tốt!