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.

 

Hòa tan hết 0,2 mol FeO bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư), thu được khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Hấp thụ hoàn toàn khí SO2 sinh ra ở trên vào dung dịch chứa 0,13 mol KOH, thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Bảo toàn electron: 2n_SO2 = n_FeO ⇒ n_SO2 = 0,1mol

nKOH/nSO2 =0,13/0,1 = 1,3

n_Na2SO3 = n_NaOH - n_SO2 = 0,13 – 0,1 = 0,03 (mol)

⇒ n_NaHSO3 = 0,07 mol

⇒ m = 0,07.120 + 0,03.158 = 13,14 (gam)

Sản xuất nhôm bằng phương pháp điện phân nhôm oxit nóng chảy. Hãy tính khối lượng Al2O3 và than chì (C) cần dùng để sản xuất được 5,4 tấn nhôm. Cho rằng toàn bộ lượng khí oxi sinh ra ở cực dương đã đốt cháy than chì thành cacbon đioxit

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

m_Al = 5,4 tấn = 5,4.10⁶ gam ⇒ n_Al = 0,2.10⁶ mol

2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂

C + O₂ → CO₂

Theo pt: n_Al2O3 = 1/2 . n_Al = 0,1. 10⁶ mol

n_C = n_O2 = 3/4 . n_Al = 0,15. 10⁶ mol

Khối lượng Al₂O₃ cần dùng: m_Al2O3 = 0,1.10⁶.102 = 10,2.10⁶ (g) = 10,2 (tấn)

Khối lượng than chì cần dùng m_C = 0,15.10⁶.12 = 1,8.10⁶ (g) = 1,8 tấn

Có dung dịch chứa các anion NO3-, CO32-. Hãy nêu cách nhận biết từng ion trong dung dịch đó. Viết các phương trình hóa học.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

- Lấy một phần dung dịch, nhỏ từ từ HCl vào, dẫn khí thoát ra vào nước vôi trong và qua dung dịch brom thấy nước vôi vẩn đục còn dung dịch brom không đổi màu

⇒ khí thoát ra là CO₂ còn trong dung dịch ban đầu có CO₃^2-.

CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

- Cho một lá đồng vào dung dịch vừa thu được, rồi thêm từ từ dung dịch H₂SO₄, đun nhẹ thấy có khí không màu bay ra và hóa nâu trong không khí ⇒ dung dịch có NO₃^-

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

2NO không màu + O₂ → 2NO₂ màu nâu

Để khử hoàn toàn 23,2 gam một oxit kim loại cần dùng 8,96 lít H2 (đktc). Xác định kim loại đó?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Gọi công thức của oxit kim loại là M_xO_y

Số mol H₂ là n_H2 = 8,96/22,4 = 0,4(mol)

M_xO_y + yH₂ → xM + yH₂O

0,4/y      0,4

Ta có: M(oxit) = 23,2 : (0,4/y) = 23,2/ 0,4 = 58y

Như vậy:

Mx + 16y = 58y

Mx = 42y

→ x/y = 42/M

Giá trị thỏa mãn: M = 56; x = 3; y = 4

Kim loại là Fe và công thức oxit là Fe₃O₄