Title Chuyên đề 70- Hóa học thực tiễn, ứng dụng các dang năng lượng- Phan Đình Viên - Bình Phước.docx ✅

Mẫu soạn thứ 2 giành cho các chuyên đề HSG hoặc ôn chuyên hóa Quy ước tên file: Chuyên Đề Số..... + Tên chuyên đề + Tên Tác Giả + Tên Địa Phương VD: Chuyên đề 33 – Nhận biết các chất vô cơ – Nguyễn Quốc Dũng – Gia Lai - Hạn nộp cuối là ngày 10/07/2024 (yêu cầu đúng hạn) ========================================= Tên Chuyên Đề: Hóa học thực tiễn, ứng dụng và các dạng năng lượng 1. Hóa học thực tiễn, ứng dụng Câu 1. Một nhóm học sinh đi tham quan du lịch động Phong Nha – Kẻ Bàng. Các bạn thực sự ngạc nhiên khi được nhìn thấy những hang động nơi đây. Bức ảnh dưới đây là một trong những hang động mà các bạn đã đến. Có một bạn hỏi: Hang động này rất đẹp nhưng không biết những thạch nhũ này được hình thành như thế nào nhỉ? Em hãy đưa ra lời giải đáp giúp bạn nhé. Hướng dẫn giải - Ở các vùng núi đá vôi, thành phần chủ yếu là CaCO 3 . Khi trời mưa trong không khí có CO 2 tạo thành môi trường axit nên làm tan được đá vôi, như vậy khi trời mưa sẽ làm bào mòn đá theo phương trình CaCO 3 + CO 2 + H 2 O  Ca(HCO 3 ) 2 - Khi nước có chứa Ca(HCO 3 ) 2 thay đổi về nhiệt độ và áp suất sẽ tạo ra CaCO 3 theo phương trình Ca(HCO 3 ) 2 0t CaCO 3  + CO 2  + H 2 O - Như vậy những giọt nước nhỏ từ từ tạo thành lớp CaCO 3 dần dần lưu lại ngày càng nhiều, dày tạo thành những hình thù đa dạng, theo thời gian tạo thành các hang động tuyệt đẹp. Câu 2. sulfur dioxide là một trong những chất khí chủ yếu gây ra mưa axit. Mưa axit đã gây tổn thất cho các công trình xây dựng từ thép, đá vôi,... a. Hãy giải thích quá trình tạo thành mưa axit và sự phá hủy các công trình đá vôi do hiện tượng mưa axit. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. b. Em hãy giải thích tại sao không nên trộn vôi chung với phân ure để bón ruộng? Hướng dẫn giải a Khí thải công nghiệp và khí thải của các động cơ đốt trong (ô tô, xe máy) có chứa các khí SO 2 , NO, NO 2 ,…Các khí này tác dụng với oxi O 2 và hơi nước trong không khí nhờ xúc tác
oxit kim loại (có trong khói, bụi nhà máy) hoặc ozon tạo ra axit sunfuric H 2 SO 4 và axit nitric HNO 3 . Axit H 2 SO 4 , HNO 3 tan vào nước mưa tao ra mưa axit. Thành phần chính của mưa axit là H 2 SO 4 : 2SO 2 + O 2 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 Mưa axit phá hủy các công trình xây dựng bằng đá vôi: CaCO 3 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + CO 2 + H 2 O b. Khi bón chung ure với vôi, xảy ra phản ứng: (NH 2 ) 2 CO + 2H 2 O → (NH 4 ) 2 CO 3 (NH 4 ) 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + 2NH 3 + 2H 2 O. Kết quả làm thất thoát đạm, làm mất độ tới xốp của đất trồng. Câu 3. Hãy giải thích và viết phương trình hóa học. a) Nước Gia-ven được dùng làm thuốc tẩy trắng, tẩy trùng trong công nghiệp cũng như trong gia đình và y tế. b) Tại sao khi quét nước vôi lên tường thì sau một thời gian vôi khô và cứng lại? c) Trong trồng trọt ta không được bón chung phân đạm (NH 4 NO 3 ) với vôi (CaO). Hướng dẫn giải a) Nước Gia-vel là hỗn hợp khí Clo dư vào dung dịch NaOH: Cl 2 +2NaOH  NaCl + NaClO + H 2 O Nước Gia-vel có tính tẩy màu vì nó có chứa NaClO, NaClO có tính oxi hóa rất mạnh nên phá vỡ các sắc tố màu sắc của các chất, phá vỡ cấu trúc sinh học của vi sinh vật. Vì thế, Nước Javel được dùng làm thuốc tẩy trắng, tẩy trùng trong công nghiệp cũng như trong gia đình và y tế. b) Vôi là chất Ca(OH) 2 , là chất tan ít trong nước nên khi cho nước vào tạo dung dịch trắng đục, khi quét lên tường thì Ca(OH) 2 nhanh chóng bị khô và cứng lại vì tác dụng với CO 2 trong không khí theo phương trình sau: Ca(OH) 2 + CO 2  CaCO 3  + H 2 O c) NH 4 NO 3 là phân đạm 2 lá, khi vôi tan trong nước tạo ra Ca(OH) 2 . Theo phương trình sau: CaO + H 2 O  Ca(OH) 2 sau đó tác dụng với NH 4 NO 3 2NH 4 NO 3 + Ca(OH) 2  Ca(NO 3 ) 2 + 2NH 3  + 2H 2 O Tạo ra khí NH 3 . Chính vì vậy luôn bị thất thoát đạm do giải phóng NH 3  . Câu 4. Nước đá khô là chất gì? Nước đá khô thường được dùng để bảo quản thực phẩm tại sao? Khí CO 2 có thể dùng dập các đám cháy thông thường nhưng lại không thể dùng để dập tắt các đám cháy chứa lượng lớn các kim loại như Mg, Al vì sao? Hướng dẫn giải Nước đá khô là tên thương phẩm là CO 2 ở trạng thái rắn (còn gọi là tuyết cacbonic), được sản xuất bằng cách nén để hóa lỏng khí CO 2 , sau đó cho CO 2 lỏng bay hơi nhanh tạo thành trạng thái rắn, có màu trắng. Nước đá khô được sử dụng để bảo quản thực phẩm nhờ có các ưu điểm:  Nước đá khô thăng hoa ở -79˚C. Một kg nước đá khô khi bay hơi hấp thụ lượng nhiệt gần gấp đôi so với một kg nước đá thường khi tan chảy, do đó có tác dụng đông lạnh thực phẩm tốt hơn nhiều nước đá thường, giúp ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật gây phân hủy thực phẩm.  Khi thăng hoa, nước đá khô không để lại nước làm ướt thực phẩm, đồng thời khí CO 2 nặng, bao quanh thực phẩm, giúp tạo ra môi trường không oxi, từ đó tiêu diệt hầu hết vi khuẩn xung quanh thực phẩm.  CO 2 có tính trơ, không phản ứng với hầu hết các chất cháy; đồng thời khí CO 2 nặng, bao quanh bề mặt chất cháy, ngăn cách chất cháy tiếp xúc với oxi, do đó CO 2 được dùng để dập tắt các đám cháy. Tuy nhiên không thể dùng CO 2 để dập tắt các đám cháy của kim loại như Mg, Al. Nguyên nhân là do các kim loại này có tính khử mạnh nên cháy được trong CO 2 :
2Mg + CO 2 t 2MgO + C 4Al + 3CO 2 t 2Al 2 O 3 + 3C C sinh ra lại tiếp tục tham gia phản ứng cháy: C + O 2 t CO 2 Câu 5. Nước thải công nghiệp thường chứa các kim loại nặng như thủy ngân, chì, sắt… ở dạng muối tan. Để xử lí sơ bộ nước thải trên (làm giảm hàm lượng các muối của kim loại nặng) với chi phí thấp, người ta sử dụng chất nào trong số các chất sau đây: NaNO 3 , Ca(OH) 2 , HNO 3 , KOH? Hãy giải thích và viết phương trình phản ứng minh họa? Hướng dẫn giải: Chọn dung dịch nước vôi trong Ca(OH) 2 làm chất xử lý sơ bộ ion kim loại nặng trong nước thải. Các muối tan của các kim loại nặng sẽ tạo kết tủa với dung dịch baz dưới dạng các baz không tan. Dung dịch Ca(OH) 2 là một bazơ mạnh, dễ tìm và khá rẻ trong cuộc sống. Phương trình phản ứng minh họa: 2Fe(NO 3 ) 3 + 3Ca(OH) 2  2Fe(OH) 3  + 3Ca(NO 3 ) 2 CuCl 2 + Ca(OH) 2  Cu(OH) 2  + CaCl 2 Câu 6. Trong khí thải công nghiệp và khí thải của các động cơ đốt trong (ô tô, xe máy) có chứa lưu huỳnh đioxit. Khi lưu huỳnh đioxit là một trong những khí chủ yếu gây ra mưa acid. Mưa acid phá hủy những công trình, tượng đài làm bằng đá, bằng thép. Bằng kiến thức hóa học hãy giải thích cho vấn đề trên. Hướng dẫn giải - Mưa axit do 2SO 2 + O 2 0t 2SO 3 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 H 2 SO 4 rơi xuống cùng với nước mưa, tạo nên mưa acid. Mưa acid phá hủy các công trình xây dựng bằng đá vôi hoặc bằng sắt, thép H 2 SO 4 + CaCO 3 → CaSO 4 + CO 2 + H 2 O H 2 SO 4 + Fe → FeSO 4 + H 2 Câu 7: Một loại muối ăn ở dạng bột, có lẫn các tạp chất magie cacbonat và magie sunfat. Chỉ được dùng thêm không quá ba loại hóa chất vô cơ, hãy trình bày cách loại bỏ tạp chất để thu được muối ăn tinh khiết. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra (nếu có). Hướng dẫn giải o 2 du23 duduBaClNaCO+HCl t 32 du 23 dudu 42 NaClNaCl NaClNaCl MgCOBaClNaCl NaCOHCl MgSOMgCl      - Nhỏ dung dịch BaCl 2 đến dư vào hỗn hợp muối ăn lẫn tạp chất thì chỉ có MgSO 4 tham gia phản ứng, NaCl và MgCO 3 không tham gia phản ứng. MgSO 4 + BaCl 2  MgCl 2 + BaSO 4  - Lọc bỏ chất rắn không tan (BaSO 4 , MgCO 3 ), lấy phần dung dịch (gồm NaCl, MgCl 2 và BaCl 2 dư). - Nhỏ tiếp dung dịch Na 2 CO 3 dư vào hỗn hợp dung dịch thu được ở trên: BaCl 2 + Na 2 CO 3  BaCO 3  + 2NaCl MgCl 2 + Na 2 CO 3  MgCO 3  + 2NaCl - Lọc bỏ chất rắn không tan, lấy phần dung dịch (gồm NaCl và Na 2 CO 3 dư). - Nhỏ tiếp dung dịch HCl lấy dư vào dung dịch vừa thu được ở trên. Na 2 CO 3 + 2HCl  NaCl + H 2 O + CO 2 - Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng, H 2 O và HCl bay hơi, chỉ còn lại NaCl tinh khiết.
Câu 8. 1) Nêu hiện tượng xảy ra khi cho 2 ml dầu hỏa hoặc xăng vào cốc nước nhỏ. Thí nghiệm này minh họa tính chất gì của hidrocacbon? Tại sao trên thực tế người ta không dùng nước để dập tắt các đám chay do xăng dầu? 2) Nêu biện pháp xử lí môi trường trong trường hợp tàu chở dầu gặp sự cố và tràn dầu ra biển. Hướng dẫn: 1) Khi cho 2 ml dầu hỏa hoặc xăng vào cốc nước, dầu hỏa hoặc xăng không tan trong nước, nổi trên mặt nước. Thí nghiệm này chứng minh tính tan của các hidrocacbon trong nước và khối lượng riêng của các hidrocacbon so với nước. Trên thực tế, người ta không dùng nước để dập tắt đám cháy do xăng dầu gây ra. Vì nếu dùng nước để dập thì do tỉ khối lượng riêng nhẹ hơn nước, xăng dầu nổi lên trên mặt nước khiến diện tích đám cháy càng lan rộng. Nước trong trường hợp này không hề có tác dụng ngăn cản vật liệu cháy với oxi. Để đối phó với đám cháy xăng dầu, người ta thường dùng cát, một chất có tác dụng hấp thụ nhiệt; hoặc những chất có thể ngăn vật liệu cháy với oxi, khiến quá trình cháy không thể duy trì và tắt hẳn. 2) Biện pháp xử lí: Dùng phao để ngăn chặn dầu không cho loang rộng, sau đó dùng bơm hút nước và dầu nổi trên bề mặt vào thiết bị dùng để tách dầu ra khỏi nước Câu 9. Viết phương trình phản ứng giải thích vì sao khi nấu ăn bằng bếp dầu, nếu vặn bấc vừa phải thì ngọn lửa cháy sáng xanh không có khói. Còn vặn bấc quá cao thì ngọn lửa cháy không sáng và khói đen nhiều? Hướng dẫn giải Thành phần của dầu hỏa là hỗn hợp một số hiđrocabon. Trường hợp 1: Phản ứng cháy hoàn toàn nên ngọn lửa cháy sáng xanh C x H y + ( x + 4 y ) O 2 0t xCO 2 + 2 y H 2 O (1) Trường hợp 2: Một phần cháy hoàn toàn như phương trình (1), một phần bị oxi hóa không hoàn toàn tạo ra muội than. C x H y + 4 y O 2 0t xC + 2 y H 2 O (2) Câu 10. Muối ăn khi khai thác từ nước biển, mỏ muối, hồ muối thường có lẫn nhiều tạp chất như: MgCl 2 , CaCl 2 , CaSO 4 …làm cho muối có vị đắng chát và dễ chảy nước, gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng muối nên cần loại bỏ. Một mẫu muối thô thu được bằng phương pháp bay hơi nước biển cở vùng Bà Nà – Ninh Thuận có thành phần khối lượng: 97,625% NaCl, 0,190% MgCl 2 , 1,224% CaSO 4 , 0,010% CaCl 2 , 0,951% H 2 O. Để loại bỏ các tạp chất trên trong nước muối, người ta dùng lần lượt từng lượng vừa đủ dung dịch chứa chất BaCl 2 và Na 2 CO 3 . a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra của quá trình loại bỏ các tạp chất có trong muối ăn ở trên từ BaCl 2 và Na 2 CO 3 . b. Tính tổng khối lượng hai muối BaCl 2 và Na 2 CO 3 cần dùng để loại bỏ hết các tạp chất có trong 3 tấn muối ăn có thành phần như trên. Giả thiết các tạp chất trên đều tan trong nước. Hướng dẫn giải a. Viết các phương trình phản ứng BaCl 2 + CaSO 4  BaSO 4 + CaCl 2 (1) MgCl 2 + Na 2 CO 3  MgCO 3 + 2NaCl (2)