Nước Cứng Hóa 12: Tổng Hợp Kiến Thức Trọng Tâm

Nước cứng là một vấn đề thường gặp trong cuộc sống, đặc biệt là với các bạn học sinh lớp 12 đang ôn thi tốt nghiệp THPT. Để giúp các bạn nắm vững kiến thức về nước cứng hóa 12, bài viết này hocvn sẽ cung cấp tổng hợp kiến thức trọng tâm, phương pháp giải bài tập và bài tập chọn lọc bám sát chương trình học.

1. Khái niệm nước cứng và phân loại

Nước cứng: là nước có chứa hàm lượng cation Ca2+ và Mg2+ cao vượt quá mức cho phép.
Phân loại:
- Nước cứng tạm thời: chứa Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2.
- Nước cứng vĩnh cửu: chứa CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4.
- Nước cứng toàn phần: là tổng hợp của nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu.

2. Tác hại của nước cứng

Trong sinh hoạt: Giảm khả năng tạo bọt của xà phòng, gây lãng phí; hình thành cặn bám trên dụng cụ, thiết bị, gây tắc nghẽn, giảm tuổi thọ.
Trong sản xuất: Gây nổ nồi hơi, giảm hiệu suất truyền nhiệt, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

3. Phương pháp làm mềm nước cứng

Phương pháp kết tủa: Sử dụng các dung dịch như Na2CO3, Na3PO4 để tạo kết tủa với ion Ca2+ và Mg2+.
Phương pháp trao đổi ion: Sử dụng các hạt nhựa trao đổi ion để hấp thụ Ca2+ và Mg2+ và giải phóng Na+ hoặc H+.
Phương pháp nhiệt: Đun sôi nước để loại bỏ Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2.

4. Phân biệt nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu

Đặc điểm	Nước cứng tạm thời	Nước cứng vĩnh cửu
Thành phần	Chứa Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2	Chứa muối clorua và sunfat của Ca2+ và Mg2+
Cách nhận biết	Đun sôi nước thấy xuất hiện kết tủa trắng	Không kết tủa khi đun sôi, chỉ kết tủa với Na2CO3
Ví dụ	Nước giếng khoan, nước suối đá vôi	Nước biển

5. Bài tập chọn lọc và phương pháp giải

Dạng 1: Nhận biết nước cứng

Bài tập: Cho các mẫu nước sau: nước mưa, nước giếng khoan, nước cất. Hãy cho biết mẫu nước nào là nước cứng? Giải thích.
Phương pháp: Dựa vào khái niệm và dấu hiệu nhận biết nước cứng.

Dạng 2: Tính toán lượng chất trong phản ứng làm mềm nước cứng

Bài tập: Cần dùng bao nhiêu gam Na2CO3 để làm mềm 10 lít nước cứng có chứa 0,01 mol Ca2+ và 0,005 mol Mg2+?
Phương pháp:
1. Viết phương trình phản ứng.
2. Tính số mol Na2CO3 cần dùng dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình.
3. Tính khối lượng Na2CO3.

Dạng 3: So sánh hiệu quả làm mềm nước cứng

Bài tập: Cho hai dung dịch A và B, dung dịch A chứa 0,1 mol Na2CO3, dung dịch B chứa 0,1 mol NaOH. Dung dịch nào có hiệu quả làm mềm nước cứng tốt hơn?
Phương pháp:
1. Viết phương trình phản ứng của Na2CO3 và NaOH với Ca2+, Mg2+.
2. So sánh số mol Ca2+, Mg2+ bị kết tủa bởi mỗi dung dịch.