Câu hỏi hoá học

Gần khu vực có mỏ đồng (chứa quặng có thành phần chính là Cu2S) người ta xây dựng khu liên hợp sản xuất. Khu liên hợp này sản xuất Cu, bột CuO, CuClO và CuSO4. Vậy trong và xung quanh khu vực này sẽ bị ố nhiễm bởi những chất nào nếu việc xử lí nước thải và khí thải không tốt ?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Các quá trình sản xuất :

Đốt Cu₂S được CuO, SO₂ (sản xuất axit H₂SO₄); dùng axit HC1 sản xuất CuCl₂ ; dùng C hoặc CO khử CuO.

Chất gây ô nhiễm là : SO₂, ion Cu²⁺, axit HCl, khí CO và CO₂.

Nhà máy chế biến thực phẩm tại thị xã Sơn Tây có dây chuyền sản xuất glucozơ từ tinh bột sắn. Hiệu suất của phản ứng tạo glucozơ là 80% và trong bột sắn có 90% tinh bột. a)   Nếu công suất của nhà máy là 180 000 tấn glucozơ/năm và không tận dụng sản phẩm thừa thì lượng chất thải xả ra môi trường là bao nhiêu ? b)    Thực tế, người ta đã thu hồi phần thừa ra để sản xuất cồn y tế (cồn 70°). Tính thể tích cồn y tế tối đa có thể sản xuất được nếụ tận dụng được 80% lượng phế thải. Cho khối lượng riêng của etanol bằng 0,8 g/ml và của nước bằng 1 g/ml. Việc sản xuất này có gây ra sự ô nhiễm nào không ?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

(C₆H₁₀O₅)_n ⟶ n C₆H₁₂O₆

180000 tấn glucozo cần 162000 tấn tinh bột tương ứng với 180000 tấn bột sắn

Lượng bột sắn thực tế cần dùng là: ($\frac{\mathrm{180000.100)\; :}}{80}$ (tấn)

Lượng chất thải ra: 225000- 162000= 63000 (tấn)

Trong 63 000 tấn chất thải có 45 000 tấn bột sắn.

b) Trong 45 000 tấn bột sắn thải ra có 40 500 tấn tinh bột.

(C₆H₁₀O₅)_n ⟶ nC₆H₁₂O₆ ⟶ 2nC₂H₅OH+ 2nCO₂

Theo sơ đồ, số mol etanol là 5.10⁸ mol.

Do hiệu suất tận dụng 80%, nên số mol etanol thu được là 4.10⁸ mol.

Khối lượng etanol nguyên chất : 184.10⁸ g.

Thể tích etanol nguyên chất : 230.10⁸ ml.

Thể tích cồn 70° : 328,57.10⁸ ml = 328,57.10⁵ lít.

Chất gây ô nhiễm : khí CO₂. Khắc phục : dùng CO₂ sản xuất sođa, bình chữa cháy ; NaHCO₃ sản xuất thuốc giảm đau dạ dày,…

Trình bày phương pháp hoá học để xử lí các chất thải công nghiệp sau : a)   Khí SO2 trong quá trình nướng quặng Fe2O3 (có lẫn hợp chất của lưu huỳnh, thí dụ FeS) trong sản xuất gang thép. b)   Khí NO2 trong sản xuất axit HN03 c)   Khí clo trong điện phân sản xuất Na, NaOH. d)   Xỉ quặng của quá trình đốt pirit trong sản xuất axit H2SO4.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Biện pháp đầu tiên là thu hồi để sản xuất các sản phẩm có ích theo nguyên tắc xây dựng khu liên hợp sản xuất. Nếu không giải quyết được thì mới phải dùng hoá chất để khử các chất độc hại này. Thí dụ :

a) Khi nướng quặng chứa Fe₂O₃ có lẫn hợp chất lưu huỳnh trong sản xuất gang sẽ sinh ra SO₂. Có thể thu hồi khí SO₂ để sản xuất axit H₂SO₄, hoặc dùng SO₂ để tẩy màu cho đường saccarozơ.

d) Xỉ quặng của quá trình đốt pirit trong sản xuất axit H₂SO₄ chính là Fe₂O₃. Tận dụng xỉ này để sản xuất gang hoặc sản xuất chất phụ gia cho sản xuất cao su, sơn.

Để xà phòng hoá hoàn toàn 19,4 g hỗn hợp hai este đơn chức A và B cần 200 ml dung dịch natri hiđroxit 1,5M.Sau khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch, thu được hỗn hợp hai ancol đồng đẳng kế tiếp nhau và một muối khan X duy nhất.Tìm công thức cấu tạo, gọi tên và tính phần trăm khối lượng của mỗi este có trong hỗn hợp ban đầu.

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

n _NaOH= 1,5.0,2=0,3 mol

Hai este có cùng gốc axit vì cùng tạo ra một muối sau khi xà phòng hoá. Đặt công thức của 2 este là RCOOR1 và RCOOR2

Đặt công thức chung của 2 este là RCOOR’

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

Theo phương trình hoá học : n _NaOH = n _RCOOR’ = 0,3 mol

→ M _RCOOR’=$\frac{19,\mathrm{4\; :}}{0,3}=64,67$

→ M_R + M_R’ = 64,67 – 44= 20,67

Vậy hai ancol phải là CH₃OH và C₂H₅OH, còn axit là HCOOH.

Công thức cấu tạo của 2 este là :

HCOOCH₃ (metyl fomat) và HCOOCH₂CH₃ (etyl fomat).

Gọi số mol của HCOOCH₃ và HCOOCH₂CH₃ trong hỗn hợp là x và y.

Ta có hệ pt:

n _{hh este} = x+ y = 0,3

m _{hh este} = 60x + 74y = 19,4

→ x= 0,2 ; y= 0,1

%m _HCOOCH3 = ($\frac{0,\mathrm{2.60.100)\; :}}{19,4}$

%m _HCOOCH2CH3= 100- 61,86= 38,14%

Giải thích tại sao khi cho isoamyl axetat (dầu chuối) vào cốc đựng dung dịch natri hiđroxit thấy chất lỏng trong cốc tách thành hai lớp, nhưng khi khuấy đều và đun sôi hỗn hợp một thời gian thấy chất lỏng trong cốc tạo thành một dung dịch đồng nhất.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Dầu chuối không tan trong nước vì nó không có khả năng tạo được liên kết hiđro với nước và vì khối lượng riêng nhỏ hơn nước nên dầu chuối nổi trên mặt nước (hoặc dung dịch kiềm).

Khi đun sôi và khuấy đều đã xảy ra phản ứng xà phòng hoá este :

CH₃COOCH₂CH₂CH(CH₃)₂ + NaOH→ CH₃COONa + OHCH₂CH₂CH(CH₃)₂

Sản phẩm phản ứng tan được trong nước (hoặc dung dịch kiềm dư) nên tạo thành dung dịch đồng nhất.

Tính khối lượng muối dùng để sản xuất xà phòng thu được khi cho 100 kg một loại mỡ chứa 50% tristearin ; 30% triolein và 20% tripanmitin tác dụng với natri hiđroxit vừa đủ (giả thiết hiệu suất phản ứng đạt 100%).

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Phản ứng của các chất với dung dịch NaOH :

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

(C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₇H₃₃COONa + C₃H₅(OH)₃

(C₁₅H₃₁COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → 3C₁₅H₃₁COONa + C₃H₅(OH)₃

Ta có: m_{(C17H35COO)3C3H5=} ($\frac{\mathrm{100.1000.50)\; :}}{100}$= 50000 (g)

→ n_{(C17H35COO)3C3H5}= $\frac{\mathrm{50000\; :}}{890}$= 56,18(mol)

m_{(C17H33COO)3C3H5}= 30000 (g) →n_{(C17H33COO)3C3H5} = 33,94 (mol)

m_{(C15H31COO)3C3H5}= 20000 (g) → n _{(C15H31COO)3C3H5}= 24,81 (mol)

Từ pt ta có: n _C17H35COONa= 3n _{(C17H35COO)3C3H5}

                   n _C17H33COONa =3n_{(C17H33COO)3C3H5}

                   n_C15H31COONa = 3n_{(C15H31COO)3C3H5}

Khối lượng muối thu được :

m _C17H35COONa+ m _C17H33COONa  + m _C15H31COONa  = 3(56,18.306 + 33,94.304 + 24,81.278) = 103218,06 (g) =103,2 (kg).

Chỉ số axit là số miligam KOH cần để trung hoà axit béo tự do có trong 1 g chất béo. Để xà phòng hoá 100 kg chất béo (giả sử có thành phần là triolein) có chỉ số axit bằng 7 cần 14,1 kg kali hiđroxit. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn, tính khối lượng muối thu được

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Chất béo có công thức (C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ tác dụng với kiềm :

(C₁₇H₃₃COO)₃C₃H₅ + 3KOH → 3C₁₇H₃₃COOK + C₃H₅(OH)₃ (1)

Phản ứng trung hoà axit:

RCOOH + KOH → RCOOK + H2O          (2)

m _KOH= 14100 g→ n _KOH=251,786 mol

Số g KOH để trung hoà axit béo là 700 g ứng với số mol KOH là 12,5 mol.

Theo(2) :n_RCOOH = n_KOH= 12,5 mol

n_H2O= n_RCOOH= 12,5 mol

→m _H2O = 12,5.18 = 225 (g)

Số mol KOH tham gia phản ứng (1) là : 251,786 - 12,5 = 239,286 (mol)

Số mol glixerol sinh ra =$\frac{1}{3}$. n _KOH$=\frac{239,\mathrm{286\; :}}{3}$= 79,762 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng :

m_muối=m _{chất béo} + m_KOH - m_nước - m_glixerol

= 100000 + 14100 - 225 - 79,762.92 = 106536,896 (g) =106,54 kg.

Tại sao không nên dùng xô, chậu bằng nhôm để đựng quần áo ngâm xà phòng?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Trong xà phòng luôn có một lượng xút dư ; các muối natri của các axit béo bị thuỷ phân tạo ra môi trường kiềm có thể ăn mòn nhôm.

Xà phòng là gì? Tại sao xà phòng có tác dụng giặt rửa ? Tại sao không nên dùng xà phòng để giặt rửa trong nước cứng ?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

- Xà phòng là hỗn hợp muối natri (hoặc muối kali) của axit béo, có thêm một số chất phụ gia.

-Muối natri (hay muối kali) trong xà phòng có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của các chất bẩn bám trên vải, da, ... do đó vết bẩn được phân tán thành nhiều phần tử nhỏ hơn và được phân tán vào nước.

-Không nên dùng xà phòng để giặt rửa trong nước cứng vì sẽ tạo ra các muối khó tan của các axit béo với các ion Ca²⁺ và Mg²⁺ làm hạn chế khả năng giặt rửa.

Đun sôi a gam một triglixerit X với dung dịch kali hiđroxit (dư) đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 0,92 g glixerol và m gam hỗn hợp Y gồm muối của axit oleic (C17H33COOH) và 3,18 g muối của axit linoleic (C17H31COOH). a)  Tìm công thức cấu tạo có thể có của triglixerit trên. b)   Tính a.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) n _C3H5(OH)3 = 0,01mol

X là triglixerit của glixerol với axit oleic và axit linoleic nên có công thức dạng (C₁₇H₃₁COO)_xC₃H₅(OOCC₁₇H₃₃)_y, với x + y = 3.

Phản ứng của X với KOH :

(C₁₇H₃₁COO)_xC₃H₅(OOCC₁₇H₃₃)_y + 3KOH → xC₁₇H₃₁COOK + yC₁₇H₃₃COOK + C₃H₅(OH)₃

Từ pt: n_C17H31COOK = x.n _C3H5(OH)3 = 0,01x mol = $\frac{3,\mathrm{18\; :}}{318}$ = 0,01 mol