Hướng dẫn giải Câu hỏi Hoạt động trang 124 SGK Hóa 12 Kết nối tri thức – Bài 25. Nguyên tố nhóm IIA. Gợi ý: Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ các cation Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
Câu hỏi/Đề bài:
1. Đề xuất hai cách (không dùng hoá chất và có dùng hoá chất) để làm mềm mẫu nước có tính cứng tạm thời chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2. Viết phương trình hoá học để minh họa.
2. Đề xuất hai hoá chất có thể dùng để làm mềm mẫu nước có tính cứng vĩnh cửu chứa CaCl2 và MgSO4. Giải thích.
Hướng dẫn:
Nguyên tắc làm mềm nước cứng là làm giảm nồng độ các cation Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng. Có hai phương pháp làm mềm nước cứng phổ biến: chuyển các cation Ca2+ và Mg2+ vào hợp chất không tan (phương pháp kết tủa) và thay thế những cation này bằng các cation khác (phương pháp trao đổi ion).
Lời giải:
1. Cách 1: Đun nóng nước có tính cứng tạm thời để làm mềm nước
Cách 2: Sử dụng dung dịch Na2CO3
\({\rm{Ca(HC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} + {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3} \to {\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \downarrow + {\rm{ }}2{\rm{NaHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}\)
\({\rm{Mg(HC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} + {\rm{N}}{{\rm{a}}_{\rm{2}}}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3} \to {\rm{MgC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \downarrow + {\rm{ }}2{\rm{NaHC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}\)
2. Để làm mềm nước cứng vĩnh cửu chứa CaCl2 và MgSO4 ta có thể sử dụng Na2CO3 hoặc Na3PO4. Ca2+ và Mg2+ phản ứng tạo kết tủa với \({\rm{CO}}_3^{2 – }\)và \({\rm{PO}}_4^{3 – }\), làm giảm nồng độ các cation Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
\({\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }} + {\rm{CO}}_3^ – \to {\rm{CaC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \downarrow \);
\({\rm{3C}}{{\rm{a}}^{2 + }} + 2{\rm{PO}}_4^{3 – } \to {\rm{C}}{{\rm{a}}_3}{{\rm{(P}}{{\rm{O}}_4})_2} \downarrow \)
\({\rm{M}}{{\rm{g}}^{2 + }} + {\rm{CO}}_3^ – \to {\rm{MgC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \downarrow \);
\({\rm{3M}}{{\rm{g}}^{2 + }} + 2{\rm{PO}}_4^{3 – } \to {\rm{M}}{{\rm{g}}_3}{{\rm{(P}}{{\rm{O}}_4})_2} \downarrow \)