15 bài tập về nước cứng có đáp án và lời giải chi tiết

Phương pháp giải:

+ Bảo toàn điện tích

+ Viết phương trình ion rút gọn

Lời giải chi tiết:

Bảo toàn điện tích: 2n_Ca2+ + n_K+ = n_Cl- + n_HCO3-

=> 0,2 + a = 0,15 + b

=> b – a = 0,05 ( mol) (1)

 Thêm vào cốc 0,1 mol Ca(OH)₂ thì dung dịch thu được chỉ chứa 1 muối duy nhất => muối đó là KCl

=> n_K+ = n_Cl- = 0,15 (mol) = a

Từ (1) => b = n_HCO3- = 0,05 + 0,15 = 0,2 (mol)

Khi đun sôi nước cứng trên thì:

2HCO₃^- → CO₃^2- + CO₂ + H₂O

0,2          →  0,1                            (mol)

=> n_{CO3 2-} = 0,1 (mol)

=> m_rắn = m_Ca2+  + m_CO32- + m_K+ + m_Cl-

= 0,1. 40 + 0,1.60 + 0,15.39 + 0,15. 35,5

= 21,175 (g)

Đáp án B

Phương pháp giải:

Khi đun nóng thì:

2HCO₃^- → CO₃^2-+ CO₂+ H₂O

Trong dung dịch sau phản ứng ta so sánh: n_{Ca2+, Mg2+} và n_CO32- => tính cứng của nước còn lại trong cốc

Lời giải chi tiết:

Khi đun nóng thì:

2HCO₃^- → CO₃^2-+ CO₂+ H₂O

0,1→        0,05 mol

Mà n_{Ca2+, Mg2+} = 0,02 + 0,04 = 0,06 mol > 0,05 mol nên Ca²⁺ và Mg²⁺ vẫn còn dư.

→ Dung dịch chứa Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO₄^2- nên nước còn lại trong cốc là nước cứng vĩnh cửu.

Đáp án B

Phương pháp giải:

Chuyển từ nước cứng thành nước mềm là kết tủa hết ion Ca²⁺ và Mg²⁺ có trong dd

Ca²⁺ + CO₃^2-→ CaCO₃

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃

Bảo toàn điện tích

Tính theo PTHH

Lời giải chi tiết:

Ca²⁺ + CO₃^2-→ CaCO₃

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃

Bảo toàn điện tích nên \({n_{C{a^{2 + }}}} + {n_{M{g^{2 + }}}} = {n_{HCO_3^ - }} + {n_{C{l^ - }}} = 0,01 + 0,006 = 0,016\) mol

Theo pthh thì n_CO3 = n_Ca + n_Mg = 0,016 mol

→n_Na2CO3 = 0,016 mol

→ V_Na2CO3 = 0,08 lít = 80ml

Đáp án B

Phương pháp giải:

OH^-   + HCO₃^- → CO₃^2-  +  H₂O

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓

Khi thêm từ từ HCl vào thì xảy ra pư theo thứ tự:

H⁺    + OH^- → H₂O

H⁺  + CO₃^- → HCO₃^-

Khi bắt đầu sinh khí thì n_H⁺  = n_OH^- + n_CO3^2-

Lời giải chi tiết:

 n_Ba(OH)2 = 0,02 mol và n_NaHCO3 = 0,03 mol

           OH^-   + HCO₃^- → CO₃^2-  +  H₂O

Bđ:      0,04       0,03

Pư:       0,03 ← 0,03 →   0,03

Sau:     0,01        0            0,03

           Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓

Bđ:    0,02     0,03

Pư:    0,02 → 0,02  →   0,02

Sau:    0          0,01        0,02

Vậy dung dịch X gồm: Na⁺ (0,03 mol); OH^- (0,01 mol) và CO₃^2- (0,01 mol)

Khi thêm từ từ HCl vào thì xảy ra pư theo thứ tự:

H⁺  + OH^- → H₂O

H⁺  + CO₃^- → HCO₃^-

Khi bắt đầu sinh khí thì n_H⁺  = n_OH^- + n_CO3^2- = 0,01 + 0,01 = 0,02 mol

V = 0,02 : 0,25 = 0,08 lít = 80 ml

Đáp án A

Phương pháp giải:

Phân tích theo đồ thị:

+ Tại thời điểm V = 0,1 lít thì n_Ba(OH)2 = 0,05 mol

PTHH :  OH^-  + HCO₃^- → H₂O + CO₃^2-

               Ba²⁺  + CO₃^2- → BaCO₃

Vì n_CO3^2- = n_BaCO3 = 0,1 mol nên n_Ba²⁺ _{phản ứng} = 0,1 mol > n_Ba(OH)2 nên lương Ba²⁺ trong BaCl₂ tham giá phản ứng và phản ứng hết (do đồ thị biến đổi ) → y

+ Tại thời điểm V  = 0,3 lít thì kết tủa thu được lớn nhất thì kết tủa hoàn thành BaCO₃:

Ba(OH)₂ + NaHCO₃ → BaCO₃ + NaOH + H₂O

Lời giải chi tiết:

+ Tại thời điểm V = 0,1 lít thì n_Ba(OH)2 = 0,05 mol

PTHH :  OH^-  + HCO₃^- → H₂O + CO₃^2-

               0,1 mol                            0,1 mol        

               Ba²⁺  + CO₃^2- → BaCO₃

Vì n_CO3^2- = n_BaCO3 = 0,1 mol nên n_Ba²⁺ _{phản ứng} = 0,1 mol > n_Ba(OH)2 nên lương Ba²⁺ trong BaCl₂ tham giá phản ứng và phản ứng hết (do đồ thị biến đổi)

→ n_BaCl2 = 0,1 – 0,05 = 0,05 mol = y

+ Tại thời điểm V = 0,3 lít → n_Ba(OH)2 = 0,15 mol thì kết tủa thu được lớn nhất thì kết tủa hoàn thành BaCO₃

Ba(OH)₂ + NaHCO₃ → BaCO₃ + NaOH + H₂O

→ n_{Ba(OH)2 thêm}  = n_{NaHCO3 còn lại}  → 0,15 – 0,05 = x – 0,1 → x = 0,2 mol

Đáp án B

Lời giải chi tiết:

Các phản ứng:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O(1)

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂(2)

- Tại n_CO2 = a (đồ thị đi lên) => Chỉ xảy ra phản ứng (1)

=> n_CaCO3 = n_CO2 = a

- Tại n_CO2 = b (đồ thị đi xuống): Kết tủa đã bị hòa tan một phần

Sản phẩm lúc này gồm:

CaCO₃: a mol

Ca(HCO₃)₂: 0,12 - a (BTNT "Ca")

BTNT "C": n_CO2 = n_CaCO3 + 2n_Ca(HCO3)2 => b = a + 2(0,12 - a) => b = 0,24 - a

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Đối với những bài chứa Mg²⁺; Ca²⁺; HCO₃^-; SO₄^2-; Cl^-… thì ta đem đun lên:

+ Nếu nước mất tính cứng ⟹ Nước cứng tạm thời

+ Nếu nước không mất tính cứng ⟹ Nước cứng toàn phần

Lời giải chi tiết:

Đun nóng dung dịch:

2HCO₃^- → CO₃^2- + CO₂ + H₂O

0,04 →       0,02                          (mol)

Ta thấy Ca²⁺ và Mg²⁺ bị kết tủa hết:

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃ ↓

0,01     0,01

Mg²⁺ + CO₃^2- → MgCO₃ ↓

0,01     0,01

Vậy nước cứng bị mất tính cứng khi đun nóng nên là nước cứng tạm thời.

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Đối với những bài chứa Mg²⁺; Ca²⁺; HCO₃^-; SO₄^2-; Cl^-… thì ta đem đun lên:

+ Nếu nước mất tính cứng ⟹ Nước cứng tạm thời

+ Nếu nước không mất tính cứng ⟹ Nước cứng toàn phần

Lời giải chi tiết:

Đun nóng dung dịch:

2HCO₃^- → CO₃^2- + CO₂ + H₂O

0,04 →       0,02                          (mol)

Ta thấy: \({n_{C{a^{2 + }}}} + {n_{M{g^{2 + }}}} > {n_{C{O_3}^{2 - }}}\) nên các ion này chưa bị kết tủa hết

Vậy nước này bị giảm tính cứng khi đun nóng nhưng không mất tính cứng nên là nước cứng toàn phần.

Đáp án C

Phương pháp giải:

Gọi số mol mỗi chất ban đầu là a mol

Viết các phương trình phản ứng của các chất với nước, các chất phản ứng với nhau, so sánh số mol để xét chất dư, chất hết

Lời giải chi tiết:

Giả sử ban đầu mỗi chất đều là a mol.

Khi cho vào nước thì chỉ có K₂O tác dụng với nước

K₂O + H₂O → 2KOH

a        →             2a    (mol)

KOH + NH₄Cl → KCl + NH₃ + H₂O

a               a                                         (mol)

2KOH + 2NaHCO₃ → K₂CO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

 a                a                  0,5a       0,5a                    (mol)

CO₃^2-     +            Ba²⁺   →    BaCO₃

(0,5a + 0,5a)          a

Vậy cuối cùng chỉ còn K⁺, Na⁺ và Cl^-

Đáp án A

Phương pháp giải:

Tiến hành đun nóng cốc nước. Nước trong cốc thu được sẽ thuộc loại:

+ Nước mềm nếu mất tính cứng

+ Nước cứng vĩnh cửu nếu không mất tính cứng

Lời giải chi tiết:

2HCO₃^- → CO₃^2- + CO₂ + H₂O (t^o)

0,065 →   0,0325 (mol)

Nhận thấy: ∑n_Ca2+,Mg2+ = 0,03 < n_{CO3 2-} = 0,0325 ⟹ Ion Ca²⁺, Mg²⁺ bị kết tủa hết

Vậy nước thu được là nước mềm.

Đáp án B

Phương pháp giải:

Sử dụng bảo toàn nguyên tố Ba, C

Kết tủa thu được lớn nhất khi tất cả C trong CO₂ chuyển thành C trong BaCO₃

BTNT “Ba”: n_BaCO3 = n_{Ba(OH)2 lần} 1+ n_{Ba(OH)2 lân 2} = ? (mol)

BTNT “C”: n_CO2 = n_BaCO3 = ? ⟹ V_CO2(đktc) = ?

Lời giải chi tiết:

4000 ml = 4 lít

n_Ba(OH)2 = V.C_M = 4.0,1 = 0,4 (mol)

Kết tủa thu được lớn nhất khi tất cả C trong CO₂ chuyển thành C trong BaCO₃

BTNT “Ba”: n_BaCO3 = n_{Ba(OH)2 lần} 1+ n_{Ba(OH)2 lân 2} = 0,2 + 0,4 = 0,6 (mol)

BTNT “C”: n_CO2 = n_BaCO3 = 0,6 (mol)

⟹ V_CO2 (đktc)= 0,6.22,4 = 13,44 (lít)

Đáp án A

Lời giải chi tiết:

NO: x mol

CO₂: y mol

x+y=0,2

30x+44y=0,2.37

=>x=0,1 mol; y=0,1 mol

=>n_MgCO3=n_CO2=0,1 mol

\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
Mg:a \hfill \\
MgO:b \hfill \\
MgC{O_3}:0,1 \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{HNO3:2,15}}\left\{ \begin{gathered}
NO:0,1 \hfill \\
C{O_2}:0,1 \hfill \\
N{H_4}N{O_3}:c \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\left\{ \begin{gathered}
2x = 0,1.3 + 8z\,(BT\,e) \hfill \\
24x + 40y + 8,4 = 30 \hfill \\
2,15 = 0,1 + 2z + 2(x + y + 0,1)\,(BTNT\,\,\,N) \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
= > \left\{ \begin{gathered}
x = 0,65 \hfill \\
y = 0,15 \hfill \\
z = 0,125 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > {m_{muoi}} = {m_{Mg{{(N{O_3})}_2}}} + {m_{N{H_4}N{O_3}}} = 143,2gam \hfill \\
\end{gathered} \)

Đáp án C

Lời giải chi tiết:

\(\begin{gathered}
\xrightarrow{{BTDT}}{n_{HC{O_3}^ - }} = 2{n_{C{a^{2 + }}}} + 2{n_{M{g^{2 + }}}} = 0,01(mol) \hfill \\
{n_{Ca{{(OH)}_2}}} = 0,05V \hfill \\
Ca{(OH)_2} \to C{a^{2 + }} + 2O{H^ - } \hfill \\
0,05V\,\,\,\,\, \to 0,05V \to 0,1V \hfill \\
M{g^{2 + }} + 2O{H^ - } \to Mg{(OH)_2} \hfill \\
0,003 \to 0,006 \hfill \\
HC{O_3}^ - + O{H^ - } \to C{O_3}^{2 - } + {H_2}O \hfill \\
0,01 \to 0,01 \to 0,01 \hfill \\
\to {n_{O{H^ - }}} = 0,006 + 0,01 = 0,1V \to V = 0,16(l) \hfill \\
C{a^{2 + }} + C{O_3}^{2 - } \to CaC{O_3} \hfill \\
\sum {{n_{C{a^{2 + }}}}} = 0,05.0,16 + 0,02 = 0,01(mol) \hfill \\
\end{gathered} \)

Ta thấy Ca²⁺ và Mg²⁺ đã bị kết tủa hết. Vậy V = 0,16 lít = 160 ml

Đáp án C

Lời giải chi tiết:

\(\begin{gathered}
Ca{(HC{O_3})_2} + Ca{(OH)_2} \to 2CaC{O_3} + 2{H_2}O \hfill \\
x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2x \hfill \\
Mg{(HC{O_3})_2} + Ca{(OH)_2} \to MgC{O_3} + CaC{O_3} + 2{H_2}O \hfill \\
y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y \hfill \\
\to \left\{ \begin{gathered}
x + y = {n_{Ca{{(OH)}_2}}} = 0,001 \hfill \\
100(2x + y) + 84.y = {m_ \downarrow } = 0,192 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = {5.10^{ - 4}} \hfill \\
y = {5.10^{ - 4}} \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)

Đáp án B