Câu hỏi Hoạt động 3 trang 114 Hóa 12 Kết nối tri thức: Trong thực tiễn, sodium carbonate có một số ứng dụng. Tách loại ion Mg2+ và Ca2+ ra khỏi nước (để làm mềm nước)

Câu hỏi/Đề bài:

Trong thực tiễn, sodium carbonate có một số ứng dụng.

1. Tách loại ion Mg²⁺ và Ca²⁺ ra khỏi nước (để làm mềm nước).

2. Tách loại ion Fe³⁺ ra khỏi nước ở dạng kết tủa Fe(OH)₃ (để xử lí nước nhiễm phèn).

Viết phương trình hoá học để giải thích các ứng dụng trên.

Hướng dẫn:

Trong dung dịch, Na₂CO₃ phân li tạo các ion sau: \({\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to 2{\rm{N}}{{\rm{a}}^ + } + {\rm{CO}}_3^{2 – }\)

Lời giải:

a) Để làm mềm nước cứng, người ta loại bỏ ion Mg²⁺ và Ca²⁺ ra khỏi nước bằng cách cho thêm Na₂CO₃ vì:

+ Trong dung dịch, Na₂CO₃ phân li tạo các ion sau: \({\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to 2{\rm{N}}{{\rm{a}}^ + } + {\rm{CO}}_3^{2 – }\)

+ Ion \({\rm{CO}}_3^{2 – }\)kết hợp với các ion Mg²⁺ và Ca²⁺ :

\({\rm{M}}{{\rm{g}}^{2 + }}{\rm{ + CO}}_3^{2 – } \to {\rm{MgC}}{{\rm{O}}_3} \downarrow \)

\({\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }}{\rm{ + CO}}_3^{2 – } \to {\rm{CaC}}{{\rm{O}}_3} \downarrow \)

Các ion Mg²⁺ và Ca²⁺ tạo kết tủa, lọc kết tủa thu được nước.

b) Để xử lí nước nhiễm phèn, người ta loại ion Fe³⁺ ra khỏi nước bằng cách cho thêm Na₂CO₃ vì:

+ Trong dung dịch, Na₂CO₃ phân li tạo các ion sau: \({\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to 2{\rm{N}}{{\rm{a}}^ + } + {\rm{CO}}_3^{2 – }\)

+ Trong nước, ion \({\rm{CO}}_3^{2 – }\)kết hợp với ion Fe³⁺ trong nước : \({\rm{2F}}{{\rm{e}}^{3 + }}{\rm{ + 3CO}}_3^{2 – } + 3{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to 2{\rm{Fe(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{3}}} \downarrow + {\rm{ 3C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}\)

Ion Fe³⁺ tạo kết tủa, lọc kết tủa thu được nước.