Номер 10, страница 129 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

10. Постоянную жёсткость воды можно уменьшить

1) добавлением соды $Na_2CO_3$

2) фильтрованием

3) кипячением

4) добавлением известковой воды $Ca(OH)_2$

Жесткость воды обусловлена наличием в ней растворенных солей кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$). Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.

Постоянная жесткость вызвана присутствием в воде сульфатов, хлоридов и нитратов кальция и магния (например, $CaSO_4$, $MgCl_2$, $Ca(NO_3)_2$). В отличие от временной жесткости, постоянную нельзя устранить кипячением. Рассмотрим предложенные способы уменьшения постоянной жесткости.

Добавление кальцинированной соды (карбоната натрия $Na_2CO_3$) является эффективным химическим методом умягчения воды для устранения постоянной жесткости. Карбонат-ионы ($CO_3^{2-}$), образующиеся при растворении соды, вступают в реакцию с ионами кальция и магния, образуя нерастворимые осадки — карбонат кальция и карбонат магния. Эти осадки затем можно удалить фильтрованием.

Примеры реакций:

$CaSO_4 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + Na_2SO_4$

$MgCl_2 + Na_2CO_3 \rightarrow MgCO_3 \downarrow + 2NaCl$

Поскольку ионы $Ca^{2+}$ и $Mg^{2+}$, вызывающие постоянную жесткость, удаляются из раствора, этот способ является правильным.

Обычное фильтрование — это механический процесс, который позволяет удалить из воды нерастворенные, взвешенные частицы (песок, ил, ржавчину). Соли, обусловливающие постоянную жесткость, находятся в воде в растворенном состоянии в виде ионов. Фильтрование не способно задержать отдельные ионы или молекулы, поэтому этот метод не уменьшает жесткость воды.

Кипячение позволяет устранить только временную (карбонатную) жесткость, которая обусловлена гидрокарбонатами кальция и магния. При нагревании они разлагаются с образованием нерастворимых карбонатов, которые выпадают в осадок (накипь):

$Ca(HCO_3)_2 \xrightarrow{t^\circ} CaCO_3 \downarrow + H_2O + CO_2 \uparrow$

Соли, вызывающие постоянную жесткость (сульфаты и хлориды), являются термически устойчивыми и при кипячении из воды не удаляются. Следовательно, кипячение не уменьшает постоянную жесткость.

Добавление известковой воды (раствора гидроксида кальция $Ca(OH)_2$) в основном используется для устранения временной жесткости. Этот реагент также может удалить ионы магния, вызывающие постоянную жесткость, осаждая их в виде гидроксида магния:

$MgSO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow Mg(OH)_2 \downarrow + CaSO_4$

Однако этот метод не удаляет ионы кальция, вызывающие постоянную жесткость (например, $CaSO_4$ или $CaCl_2$). Более того, как видно из реакции, ионы магния замещаются на ионы кальция, то есть общая жесткость воды может не уменьшиться или уменьшиться незначительно. Поэтому данный метод не является универсальным для снижения постоянной жесткости.

Таким образом, наиболее подходящим и универсальным методом для уменьшения постоянной жесткости воды из предложенных является добавление соды $Na_2CO_3$.

Ответ: 1