Giải Hóa học 12 trang 117

Trang ảnh ghi số 115 và 116 (đề bài nêu 117–118, nhưng theo số in trên sách là 115–116). Mình sẽ giải đúng theo nội dung thực tế trên trang nhé.

Tóm tắt lý thuyết

Hai trang này gồm phần cuối Bài 24 (quá trình Solvay) và phần mở đầu Bài 25 (Nguyên tố nhóm IIA).

Quá trình Solvay sản xuất NaHCO₃ và Na₂CO₃:

• Nước muối bão hòa được đưa vào tháp carbonate hóa cùng với NH₃ và CO₂.
• Sản phẩm NaHCO₃ kết tủa, được tách ra (làm lạnh, lọc); dung dịch còn lại chứa NH₄Cl.
• Nung NaHCO₃ thu được Na₂CO₃, đồng thời giải phóng CO₂ (được quay vòng tái sử dụng).

Phần "Em đã học" hệ thống lại kiến thức về kim loại nhóm IA. Phần "Em có thể" nêu mục tiêu vận dụng.

Trang 116 mở đầu Bài 25 với mục tiêu học tập về nhóm IIA (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) và ứng dụng của chúng. Đây là phần dẫn nhập, không có bài tập.

---

Bài 4: Phương trình hóa học và sự quay vòng trong quá trình Solvay

Đề bài

a) Trong quá trình Solvay, viết các phương trình hóa học của phản ứng:

• Nung vôi để cung cấp vôi sống và carbon dioxide.
• Tái chế ammonia từ vôi sống và dung dịch ammonium chloride.

b) Quy trình Solvay đã giảm thiểu tác động đến môi trường bằng cách quay vòng các sản phẩm trung gian (CO₂ và NH₃) để tái sử dụng. Từ sơ đồ quá trình Solvay, hãy làm sáng tỏ nhận định trên.

Lời giải

a) Các phương trình hóa học

Nung vôi (phân hủy đá vôi để tạo vôi sống CaO và khí CO₂):

$$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$$

Tái chế ammonia từ vôi sống và dung dịch ammonium chloride:

Trước tiên, vôi sống tác dụng với nước tạo vôi tôi:

$$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$$

Sau đó vôi tôi phản ứng với dung dịch NH₄Cl giải phóng lại NH₃:

$$Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \rightarrow CaCl_2 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$$

Như vậy NH₃ được thu hồi để quay lại tháp carbonate hóa.

b) Làm sáng tỏ việc quay vòng các sản phẩm trung gian

Nhìn vào sơ đồ Hình 24.5, ta thấy hai chất NH₃ và CO₂ được tuần hoàn (mũi tên nét đứt quay ngược trở lại):

Về CO₂:

• Phản ứng chính tạo NaHCO₃ cần CO₂:

$$NaCl + NH_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow NaHCO_3\downarrow + NH_4Cl$$

• Khi nung NaHCO₃ để tạo soda, một phần CO₂ được giải phóng:

$$2NaHCO_3 \xrightarrow{t^\circ} Na_2CO_3 + CO_2\uparrow + H_2O$$

• Lượng CO₂ này (cùng CO₂ từ nung đá vôi) được dẫn quay lại tháp carbonate hóa để dùng tiếp.

Về NH₃:

• Dung dịch sau khi tách NaHCO₃ chứa NH₄Cl. Cho NH₄Cl phản ứng với Ca(OH)₂ (từ vôi sống) sẽ tái sinh NH₃:

$$Ca(OH)_2 + 2NH_4Cl \rightarrow CaCl_2 + 2NH_3\uparrow + 2H_2O$$

• NH₃ thu hồi lại được đưa trở về tháp carbonate hóa.

Nhờ tuần hoàn cả CO₂ và NH₃, lượng nguyên liệu tiêu hao giảm đáng kể và lượng chất thải ra môi trường cũng ít đi. Chất thải chủ yếu còn lại là CaCl₂, tương đối ít gây hại. Đó là lý do quy trình Solvay được xem là thân thiện với môi trường hơn.

---

Trang 116 là phần mở đầu Bài 25, chỉ gồm mục tiêu và hình ảnh giới thiệu ứng dụng (mỏ lết, vật liệu hàng không, sản xuất xi măng, pháo bông, chất cản quang, chất phóng xạ) nên không có bài tập cần giải.