Trong một bể nước gia đình, người ta xử lí nước cứng vĩnh cửu bằng cách cho Ca(OH)₂ vào bể nước. Biết rằng khi trích mẫu thử nghiên cứu thì người ta phân tích được trong nước có nồng độ các ion Ca²⁺ 0,004M; Mg²⁺ 0,003M và HCO₃^-. Thể tích dung dịch Ca(OH)₂ 0,02M vừa đủ để xử lí bể nước có thể tích 1000 lít nước cứng thành nước mềm là V lít. Coi như các phản ứng xảy ra hoàn toàn và kết tủa thu được gồm CaCO₃ và Mg(OH)₂. Giá trị của V là

Phương pháp giải:

Gọi vận tốc thực của thuyền và vận tốc của dòng nước lần lượt là $x,y( \text{km}/\text{h}),(0<x<y)$

Dựa vào các giả thiết bài toán, biểu diễn các đại lượng chưa biết theo ẩn và các đại lượng đã biết.

Từ đó lập hệ phương trình, giải hệ phương trình tìm ẩn, đối chiếu với điều kiện rồi kết luận.

Giải chi tiết:

Gọi vận tốc thực của thuyền và vận tốc của dòng nước lần lượt là $x,y( \text{km}/\text{h}),(0<x<y)$.

$\Rightarrow$ Vận tốc của thuyền khi nước xuôi dòng và ngược dòng lần lượt là: $x+y(km/h),x-y(km/h)$.

$\Rightarrow$ Thời gian thuyền đi xuôi dòng và ngược dòng hết 40 km lần lượt là: $x+y(km/h),x-y(km/h)$.

Chiếc thuyền đã đi xuôi dòng và ngược dòng khúc sông dài 40 km hết 4 giờ 30 phút $=\frac{9}{2}$ giờ nên ta có phương trình: $\frac{40}{x+y}+\frac{40}{x-y}=\frac{9}{2}$ (1)

Thời gian thuyền xuôi dòng 5 km là: $\frac{5}{x+y}\left(h\right)$.

Thời gian thuyền ngược dòng 4 km là: $\frac{4}{x-y}\left(h\right)$.

Khi đó ta có phương trình: $\frac{5}{x+y}=\frac{4}{x-y}$ (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}\frac{40}{x+y}+\frac{40}{x-y}=\frac{9}{2}\\ \frac{5}{x+y}=\frac{4}{x-y}\end{array}\right.$

Đặt $\left\{\begin{array}{l}\frac{1}{x+y}=a\\ \frac{1}{x-y}=b\end{array}\right.$. Khi đó ta có hệ phương trình $\iff \left\{\begin{array}{l}40a+40b=\frac{9}{2}\\ 5a=4b\end{array}\right.$

$$\begin{gathered} \iff \left\{\begin{array}{l}40a+40b=\frac{9}{2}\\ 50a-40b=0\end{array}\iff \left\{\begin{array}{l}90a=\frac{9}{2}\\ b=\frac{5}{4}a\end{array}\iff \left\{\begin{array}{l}a=\frac{1}{20}\\ b=\frac{1}{16}\end{array}\right.\right.\right. \\ \Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\frac{1}{x+y}=\frac{1}{20}\\ \frac{1}{x-y}=\frac{1}{16}\end{array}\iff \left\{\begin{array}{l}x+y=20\\ x-y=16\end{array}\iff \left\{\begin{array}{l}2x=36\\ y=x-16\end{array}\iff \left\{\begin{array}{l}x=18\left(tm\right)\\ y=2\left(tm\right)\end{array}.\right.\right.\right.\right. \end{gathered}$$

Vậy vận tốc của dòng nước là: 2 km/h.

Chọn A