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

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và g[r]

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ NƯỚC CỨNG MÔN HÓA HỌC 12 NĂM 2021

A TÓM TẮT LÍ THUYẾT

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, H2SO4 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- → CO32- + H2O

HSO3- + OH- → SO32- + H2O

HS- + OH- → S2- + H2O

d Muối của NH 4 + với axit yếu

* Tác dụng với HCl

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

(NH4)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 → MCln +

2

n

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

M + (4 - n)NaOH + (n – 2) H2O → Na4-nMO2 +

2

n

H2

B BÀI TẬP MINH HỌA

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)

HCO3- (0,10 mol) và SO42- (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 nCa2+ + Mg2+ = 2.(0,02 + 0,04) = 0,12 > nHCO3

Nên sau khi đun nóng HCO3- đã chuyển hết thành kết tủa và CO2 Trong dung dịch còn Cl-,SO42- (Mg2+,

Ca2+) dư nên nước còn lại trong cốc có tính cứng vĩnh cửu

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+ + CO32- → MgCO3 (1)

Ca2+ + CO32- → CaCO3 (2)

Ba2+ + CO32- → 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) ⇒ nCO32- = x + y + z = 0,15 = nK2CO3

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

C LUYỆN TẬP

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

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

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

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?

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

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 SO42-(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 \(Na_2CO_3;HCl\)

Câu 16 Trong một cốc nước có chứa 0,01 mol \(Na^+\); 0,02 mol \(Ca^{2+}\); 0,01 mol \(Mg^{2+}\);

0,05 mol \(HCO^-_3\); 0,12 mol \(Cl^-\) Nước trong cốc thuộc loại :

A nước cứng tính cứng tạm thời

B nước cứng tính cứng vĩnh viễn

C nước cứng có tính cứng toàn phần

D nước mềm

Câu 17 Dãy gồm các chất đều có thể làm mất tính cứng tạm thời của nước là :

A \(HCl;NaOH;Na_2CO_3\)

B \(NaOH;Na_3PO_4;Na_2CO_3\)

C \(KCl;Ca\left(OH\right)_2;Na_2CO_3\)

D \(HCl;Ca\left(OH\right)_2;Na_2CO_3\)

Câu 18 Một loại nước cứng chứa các ion : \(Ca^{2+};Mg^{2+};HCO_3^-;Cl^-\) Để làm giảm tính cứng

của loại nước này tốt nhất ta dùng :

A dung dịch NaOH

B dung dịch \(Na_2CO_3\)

C cách đun sôi

D dung dịch HCl

Câu 19 Có 4 cốc đựng lần lượt : nước cất, nước cứng tạm thời, nước cứng vĩnh cửu và nước cứng toàn

phần Nếu chỉ dùng thêm dung dịch \(Na_2CO_3\) thì có thể nhận ra tối đa bao nhiêu cốc trong số 4 cốc

trên ?

A 2

B 1

C 3

D 4

Câu 20. Một loại nước cứng chứa đồng thời \(Ca\left(HCO_3\right)_2;CaCl_2;MgSO_4\) Để làm giảm

tính cứng của loại nước này ta cần thêm hóa chất :

A dung dịch HCl

B dung dịch \(BaCl_2\)

C \(Na_3PO_4\)

D \(CH_3COONa\)

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh tiếng

I.Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức Tấn

II.Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III.Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

-

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí