Tiêu đề CĐ28-BÀI TẬP THỰC TẾ - PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC - FILE GV.pdf ✅

1 BÀI TẬP THỰC TẾ - PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC Bài 1. Hypo là một hợp chất chứa các nguyên tố Na, S và O, với % khối lượng tương ứng là 29,11; 40,51; 30,38% trong muối khan nước. Hypo có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp như nhiếp ảnh, xử lý nước, y học (sản xuất thuốc Pedmark giúp giảm nguy cơ mất thính giác ở trẻ nhỏ) và trong sản xuất hóa chất. a) Xác định công thức hoá học của Hypo. b) Hãy so sánh công thức hoá học của Hypo với Na2SO4, từ đó nhận xét về sự khác biệt tính chất hoá học của Hypo so với Na2SO4. c) Hypo cho phản ứng với dung dịch HCl loãng tạo thành sulfur, khí A và dung dịch muối B. Cho khí A phản ứng với dung dịch NaOH (dư) tạo thành muối C. Viết các phương trình hoá học. d) Phản ứng của Hypo với dung dịch NaOH tạo thành muối Na2SO4 và muối D. Cho D phản ứng với dung dịch HCl tạo thành khí E có mùi trứng thối và dung dịch muối B. Viết các phương trình hoá học. e) Cho dung dịch Hypo phản ứng vừa đủ với khí clo tạo thành muối Na2SO4 và hỗn hợp hai acid. Viết phương trình hoá học. f) Hypo được điều chế bằng cách cho muối C phản ứng với sulfur hoặc bằng phản ứng của dung dịch NaOH với khí A có mặt sulfur. Viết các phương trình hoá học. Hướng dẫn a) Tỷ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất là: Na : S : O 29,11 40,51 30,38 : : 1,266 :1,266 :1,899 1:1:1,5 2 : 2 : 3 23 32 16     Công thức hóa học của Hypo là: Na2S2O3 (Sodium thiosulfate) b) Nguyên tử S trong Hypo có số oxi hóa là +2, nên Na2S2O3 vừa có tính oxid hóa, vừa tính khử. c) Phương trình hóa học Na2S2O3 + 2HCl  S↓ + SO2↑ + 2NaCl + H2O Khí A là SO2, muối B là NaCl SO2 + 2NaOH (dư)  Na2SO3 + H2O Muối C là Na2SO3 d) Na2S2O3 + 2NaOH  Na2SO4 + Na2S + H2O Muối D là Na2S 2HCl + Na2S  2NaCl + H2S↑ Muối B là NaCl, khí E là H2S e) Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O  Na2SO4 + 8HCl + H2SO4 f) Na2SO3 + S  Na2S2O3 2NaOH + S + SO2  Na2S2O3 + H2O
2 Bài 2. Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc qua 3 giai đoạn. Nguyên liệu là: sulfur (hoặc quặng pyrite sắt), không khí và nước. - Giai đoạn 1: Oxi hoá sulfur (hoặc quặng pyrite sắt) bằng không khí giàu oxi. - Giai đoạn 2: Oxi hoá sản phẩm chứa sulfur thu được ở giai đoạn 1 bằng xúc tác thích hợp. - Giai đoạn 3: Hấp thụ sản phẩm chứa sulfur thu được ở giai đoạn 2 bằng dung dịch H2SO4 đặc để tạo oleum. a. Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra ở 3 giai đoạn trên. b. Ở giai đoạn 3 có nên dùng nước thay thế dung dịch H2SO4 đặc để hấp thụ sản phẩm chứa sulfur thu được ở giai đoạn 2 hay không? Vì sao? c. Một trong các ứng dụng của acid H2SO4 là điều chế tinh thể FeSO4.7H2O theo quy trình sau: Thêm từng lượng nhỏ FeCO3 đến dư vào dung dịch H2SO4 loãng. Sau đó lọc hỗn hợp phản ứng thu lấy dung dịch. Đun nóng dung dịch đến khi thu được dung dịch bão hoà rồi để nguội. Lọc thu lấy tinh thể chất rắn và thấm khô bằng giấy lọc. Tại sao phải dùng lượng dư FeCO3 và cho biết hợp chất nào có thể thay thế FeCO3 trong quy trình trên? Hướng dẫn a. Các phương trình ở 3 giai đoạn - Giai đoạn 1: S + O2 0 t SO2 hoặc 4FeS2 + 11O2 0 t 2Fe2O3 + 8SO2 - Giai đoạn 2: 2SO2 + O2 0 0  V O , 450 – 500 C 2 5 2SO3 - Giai đoạn 3: nSO3 + H2SO4 → H2SO4.nSO3 b. - Không nên dùng nước để hấp thụ SO3, vì khi dùng nước, hiệu suất phản ứng có thể rất thấp, do phản ứng toả nhiệt nên sản phẩm sinh ra tạo lớp sương mù, vừa khó thu hồi, vừa hạn chế sự tiếp xúc giữa các chất tham gia phản ứng. - Khi dùng dung dịch H2SO4 đặc để hấp thụ sẽ tạo oleum. Oleum dễ vận chuyển, an toàn hơn sulfuric acid. c. Phải dùng lượng dư FeCO3 để dung dịch H2SO4 hết. Nếu H2SO4 dư thì FeSO4 thu được có lẫn tạp chất Fe2(SO4)3 do xảy ra phản ứng sau: 4FeSO4 + 2O2 + 2H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O. Hợp chất có thể thay thế FeCO3 trong quy trình trên là FeS hoặc FeS2. Bài 3. Sulfuric acid là hóa chất hàng đầu được sử dụng trong nhiều ngành sản xuất. Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc, đi từ nguyên liệu chính là sulfur và quặng pyrite với 3 giai đoạn: sản xuất SO2, sản xuất SO3, hấp thụ SO3 bằng dung dịch sulfuric acid đặc. a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong mỗi giai đoạn trên. b) Tại sao người ta dùng sulfuric acid đặc để hấp thụ SO3 mà không dùng nước? c) Sulfuric acid tinh khiết có thể hòa tan khí SO3 theo các tỷ lệ khác nhau tạo thành các acid polisunfuric có công thức cấu tạo cho ở hình bên. Hòa tan 5,07 gam acid polisunfuric X vào một lượng nước dư thu được dung dịch acid Y. Để trung hòa dung dịch Y cần dùng 120 ml dung dịch KOH 1,0M. Xác định công thức phân tử của X. d) Từ chất X ở trên, hãy trình bày cách pha chế để thu được 500ml dung dịch H2SO4 0,5M.
3 Hướng dẫn a. Phương trình hóa học: o o 0 2 5 t 2 2 t 2 2 2 3 2 t ,V O 2 2 3 3 2 4 2 4 3 2 4 3 2 2 4 S O SO 4FeS 11O 2Fe O 8SO 2SO O 2SO nSO H SO H SO .nSO H SO .nSO nH O (n 1)H SO             b. Hơi SO3 mới điều chế có xu hướng tạo thành màn sương, do đó khó hợp nước. Do đó người ta dùng H2SO4 đặc hấp thụ SO3 để tạo oleum, sau đó dùng nước pha loãng thành acid nồng độ tuỳ ý. c. Dựa vào công thức cấu tạo ta có: Công thức phân tử của acid polisulfuric: H2SO4.nSO3 - Ta có: KOH n 0,12 (mol)  2 4 3 2 2 4 2 4 2 4 2 H SO .nSO nH O (n 1)H SO (1) H SO 2KOH K SO 2H O (2) 0,06 0,12 (mol)        - Theo pthh (1): H SO .nSO H SO H SO .nSO 2 4 3 2 4 2 4 3 2 4 3 1 0,06 5,07.(n 1) n n M 84,5(n 1) n 1 n 1 0,06 98 80n 84,5n 84,5 n 3 CTHH : H SO .3SO                 d. H SO ,3.SO 2 4 3 5,07 n 0,015 (mol) 338   H SO .3SO 3H O 4H SO 2 4 3 2 2 4   - Trong 500ml dung dịch H2SO4 0,5M: H SO 2 4 n 0,5.0,5 0,25 (mol)   → số mol H2SO4 tăng thêm: H SO (theâm) 2 4 n 4.0,015 0,06 (mol)   H SO (ban ñaàu) M(H SO )(ban ñaàu) 2 4 2 4 0,19 n 0,25 0,06 0,19 (mol) C 0,38M 0,5        * Cách pha chế 500ml dung dịch H2SO4 0,5M. 1. Cân lấy 5,07 gam H SO .3SO 2 4 3 tinh khiết. 2. Lấy cốc chia vạch rót vào cốc 500ml dung dịch H2SO4 0,38M. - Cho 5,07 gam H SO .3SO 2 4 3 tinh khiết vào cốc đựng 500ml dung dịch H2SO4 0,38M khấy đều đến khi chất rắn tan hết ta thu được 500ml dung dịch H2SO4 0,38M. Bài 4. Baking soda được sử dụng nhiều trong đời sống. Thành phần chính của baking soda có tên gọi sodium hydrogencarbonate. Sodium hydrogencarbonate có thể được tạo ra bằng cách cho carbon dioxide tác dụng với sodium hydroxide. a. Viết phương trình hoá học của phản ứng. b. Tính thể tích carbon dioxide (đkc) và khối lượng sodium hydroxide cần để tạo ra 420 gam sodium hydrogencarbonate. Hướng dẫn a) Phương trình hoá học của phản ứng: CO2 + NaOH  NaHCO3. b) Theo bài ra: NaHCO3 420 n 5 84   mol
4 - Theo phương trình hóa học: CO NaOH NaHCO 2 3 n n n   - Thể tích carbon dioxide (đkc) cần dùng là: V = 5 . 24,79 = 123,95 (L). - Khối lượng sodium hydroxide cần dùng là: mNaOH = 5 × 40 = 200 (gam). Bài 5. Trong nước biển có lượng đáng kể các muối của nguyên tố magnesium như magnesium chloride (MgCl2), magnesium sulfate (MgSO4),... Nước biển là một nguồn quan trọng cung cấp kim loại magnesium cho con người. Để thực hiện được điều đó, người ta cho nước biển phản ứng với nước vôi trong (dung dịch calcium hydroxide) để thu chất kết tủa A. Hoà tan kết tủa A bởi dung dịch hydrochloric acid. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được muối B. Từ muối B, chọn phương pháp phù hợp để tách được kim loại magnesium. Viết các phương trình hoá học minh hoạ quá trình trên. Hướng dẫn - Các phương trình hóa học 2 2 2 2 4 2 2 4 2 2 2 dpnc 2 2 MgCl Ca(OH) Mg(OH) CaCl MgSO Ca(OH) Mg(OH) CaSO Mg(OH) 2HCl MgCl 2H O MgCl Mg Cl              Bài 6. 1. Máy tạo oxygen (O2) hóa học (hình bên) là thiết bị chứa hỗn hợp gồm: sodium chlorate (NaClO3), potassium chlorate (KClO3), barium peroxide (BaO2) và bột iron (Fe). Máy tạo oxygen hóa học được sử dụng để tạo oxygen trong máy bay, trạm không gian, Trong tình huống khẩn cấp trên máy bay, khi được yêu cầu sử dụng mặt nạ dưỡng khí, chúng ta phải kéo mặt nạ xuống trước khi đeo mặt nạ. Khi kéo mặt nạ, kíp nổ và kim hỏa sẽ được kích hoạt cung cấp nhiệt cho quá trình phân hủy sodium chlorate (phản ứng 1) và potassium chlorate (phản ứng 2) tạo oxygen để hô hấp. Bột iron tác dụng với oxygen (phản ứng 3) là phản ứng tỏa nhiệt, giúp quá trình phân hủy sodium chlorate và potassium chlorate diễn ra tiếp tục mà không bị gián đoạn. Tuy nhiên, trong quá trình phân hủy các muối chlorate có khả năng xuất hiện phản ứng phụ, sinh ra khí độc A (màu vàng lục). Khí A được loại bỏ bởi barium peroxide (phản ứng 4) nên không ảnh hưởng đến sự hô hấp. Viết phương trình hóa học các phản ứng từ 1 đến 4 trong đoạn thông tin trên. 2. Thực hiện các yêu cầu sau: a) Thành phần trong bình bột chữa cháy gồm: chất chữa cháy (hỗn hợp bột trắng mịn, chủ yếu là NaHCO3) và khí đẩy (N2, CO2, ...). Giải thích tại sao khi chất chữa cháy trong bình phun ra sẽ dập tắt được đám cháy. b) Nhỏ từ từ dung dịch potassium hydroxide (KOH) đến dư vào dung dịch aluminium chloride (AlCl3). Nêu hiện tượng và viết phương trình phản ứng minh họa.