Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Bài 34: Khai thác đá vôi. Công nghiệp silicate chi tiết sách Kết nối tri thức giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn KHTN 9. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập KHTN 9 Bài 34: Khai thác đá vôi. Công nghiệp silicate

Mở đầu trang 149 Bài 34 KHTN 9: Nhỏ dung dịch hydrochloric acid vào đá vôi, thấy bề mặt đá sủi bọt. Vậy đá vôi có thành phần chính là gì? Đá vôi được khai thác từ đâu và có những ứng dụng gì?

Trả lời:

- Đá vôi có thành phần chính là CaCO₃.

- Đá vôi được khai thác từ các dãy núi đá vôi, mỏ đá vôi hoặc bãi vỏ, xương động vật (san hô, vỏ ngao, ốc, …)

- Đá vôi được sử dụng trong nhiều ngành như: xây dựng, công nghiệp, nông nghiệp:

+ Đá vôi nghiền được sử dụng nhiều trong côn nghiệp thủy tinh, xi măng, …

+ Sản xuất vôi sống, clorua vôi, …

I. Khai thác đá vôi

Câu hỏi trang 150 KHTN 9: Ở Việt Nam, đá vôi được khai thác chủ yếu từ nguồn tự nhiên nào?

Trả lời:

Ở Việt Nam, đá vôi được khai thác chủ yếu từ các dãy núi đá vôi tập trung ở các tỉnh thuộc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.

Câu hỏi 1 trang 150 KHTN 9: Viết phương trình hoá học của phản ứng nhiệt phân đá vôi và phản ứng vôi sống

Trả lời:

- Nhiệt phân đá vôi:

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaO + CO₂

- Phản ứng vôi sống tác dụng với nước:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Câu hỏi 2 trang 150 KHTN 9: Việc khai thác đá vôi có ảnh hưởng gì đến môi trường? Em hãy đề xuất một số biện pháp để giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường do việc khai thác đá vôi.

Trả lời:

- Việc khai thác đá vôi có ảnh hưởng lớn đến môi trường như xói mòn đất, ô nhiễm nước và phá hủy môi trường sống.

- Một số biện pháp để giảm thiểu những tác động xấu đến môi trường do việc khai thác đá vôi như:

+ Cần quy hoạch và cấp phép khai thác.

+ Sử dụng các kĩ thuật khai thác, thiết bị tiên tiến để hạn chế bụi gây ô nhiễm.

+ Trồng nhiều cây xanh.

+ Tránh hoặc giảm sử dụng thuốc nổ.

II. Công nghiệp silicate

Câu hỏi 1 trang 151 KHTN 9: Hãy quan sát các vật dụng trong gia đình làm từ thuỷ tinh và cho biết vật dụng nào làm từ thuỷ tinh thường? Vật dụng nào làm từ thuỷ tinh chịu nhiệt.

Trả lời:

- Thủy tinh thường thì được dùng để sản xuất các loại ly, cốc thủy tinh, bình hoa, chai lọ sử dụng hằng ngày.

- Thủy tinh chịu nhiệt được sử dụng để làm đồ trang trí nội thất, cửa kính các tòa nhà, kính bồn tắm đứng, …

Câu hỏi 2 trang 151 KHTN 9: Đất sét trắng (cao lanh) là nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế lớn của Việt Nam. Em hãy tìm hiểu và cho biết các ứng dụng của đất sét trắng.

Trả lời:

Đất sét trắng được sử dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau: Nghề gốm, giấy, cao su, sơn, làm thủy tinh, làm chất dẻo, xi măng trắng, gạch chịu nhiệt, …

Hoạt động trang 152 KHTN 9: Tìm hiểu thông tin trên sách, báo, internet về ngành công nghiệp silicate ở Việt Nam, viết bài thuyết trình theo dàn ý sau:

1. Ngành công nghiệp silicate gồm những ngành sản xuất nào? Kể tên một số nơi sản xuất chính ở Việt Nam.

2. Vì sao ở công đoạn ép, thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật, phải làm nguội từ từ?

Trả lời:

Công nghiệp silicate ở Việt Nam đang rất phát triển. Công nghiệp silicate bao gồm các ngành sản xuất đồ gốm, thủy tinh, xi măng. Nước ra có nhiều nhà máy sản xuất gốm, sứ lớn ở Hà Nội, Hải Dương, Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai, … và các làng nghề sản xuất gốm như Bát Tràng (Hà Nội), Phù Lãng (Bắc Ninh), Thổ Hà (Bắc Giang), Thanh Hà (Hội An), Bàu Trúc (Ninh Thuận), …Ngành sản xuất thủy tinh ở nước ta có nhiều cơ sở ở Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh, …Nước ta có nhiều cơ sở sản xuất xi măng ở Hải Dương, Thanh Hóa, Hải Phòng, Hà Nam, Nghệ An, Tây Ninh, Hà Tiên, … Từ đó, ta thấy ngành công nghiệp silicate ở nước ta đang vô cùng triển vọng và phát triển mạnh mẽ hơn nữa trong tương lai.

Các đồ dùng bằng thủy tinh có mặt khắp nơi trong nhà chúng ta. Vậy thành nó của nó là gì? Làm như thế nào? Thuỷ tinh loại thông thường (được dùng làm cửa kính, chai lọ,...) là hỗn hợp của sodium silicate, calcium silicate. Thuỷ tinh loại này được sản xuất từ các nguyên liệu: cát thạch anh (cát trắng), đá vôi và soda (Na₂CO₃).

Các công đoạn chính sản xuất thuỷ tinh:

- Trộn hỗn hợp cát trắng, đá vôi, soda theo một tỉ lệ thích hợp

- Nung hỗn hợp trong lò ở nhiệt độ cao khoảng 1400 °C thành thuỷ tinh dạng nhão.

- Làm nguội từ từ được thuỷ tinh dẻo, ép thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật.

Các phương trình hoá học:

CaCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaO + SiO₂

CaO + SiO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ CaSiO₃

Na₂CO₃ + SiO₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ Na₂SiO₃ + CO₂

Các bạn có biết không ở công đoạn ép, thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật, phải làm nguội từ từ vì nếu làm lạnh nhanh, nhiệt độ chuyển biến đột ngột sẽ khiến thủy tinh bị giòn và dễ vỡ. Sau khi làm nguội, người thợ sẽ đun nóng lại thủy tinh để giúp tăng cường độ bền, loại bỏ các điểm tụ hoặc bong bóng khí phát sinh trong quá trình làm nguội. Như vậy, để làm ra một đồ vật bằng thủy tinh cần khá nhiều công đoạn và sự kiên nhẫn của bác thợ.

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 33. Sơ lược về hoá học vỏ Trái Đất và khai thác tài nguyên từ vỏ Trái Đất

Bài 34. Khai thác đá vôi. Công nghiệp silicate

Bài 35. Khai thác nhiên liệu hoá thạch. Nguồn carbon. Chu trình carbon và sự ấm lên toàn cầu

Bài 36. Khái quát về di truyền học

Bài 37. Các quy luật di truyền của Mendel

Bài 38. Nucleic acid và gene

Lý thuyết KHTN 9 Bài 34: Khai thác đá vôi. Công nghiệp silicate

I. Khai thác đá vôi

1. Nguồn đá vôi

- Đá vôi có nhiều ở vỏ Trái Đất, được tìm thấy ở những dãy núi đá, mỏ đá hay những bãi vỏ, xương động vật (san hô, vỏ ngao, ốc,…) ở ven biển.

- Ở nước ta, các dãy núi đá vôi tập trung nhiều ở các tỉnh thuộc Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ.

Mở rộng: Khai thác đá vôi có các bước chính sau:

- Khoan và nổ mìn: khoan lỗ vào đá và lấp đầy chúng bằng chất nổ. Chất nổ sau đó được kích nổ, phá vỡ đá thành nhiều mảnh nhỏ hơn.

- Bốc xếp và vận chuyển đá đến nhà máy.

- Chế biến đá vôi: đá vôi được đập nhỏ và phân loại. Đá vôi đã xử lí sẽ được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau.

Cần lưu ý là việc khai thác đá vôi có thể gây ra các tác động đến môi trường, bao gồm xói mòn đất, ô nhiễm nước và phá huỷ môi trường sống. Vì vậy, việc khai thác đá vôi cần phải được quy hoạch, cấp phép và thực hiện các biện pháp để giảm thiểu những tác động này.

2. Thành phần chính của đá vôi

- Đá vôi có thành phần chính là calcium carbonate (CaCO₃).

- Calcium carbonate là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.

- Đá vôi thường lẫn tạp chất nên có nhiều màu sắc khác nhau.

3. Ứng dụng từ đá vôi

Đá vôi được sử dụng trong nhiều ngành như: xây dựng, công nghiệp, nông nghiệp.

a) Đá vôi nghiền

- Đá vôi được nghiền thành hạt nhỏ mịn, dùng làm chất độn cao su trong sản xuất săm lốp xe, chất độn trong sản xuất chất dẻo,…; được sử dụng nhiều trong công nghiệp thuỷ tinh, xi măng,…

b) Calcium oxide, calcium hydroxide

- Nung nóng đá vôi ở nhiệt độ cao xảy ra phản ứng thuỷ phân tạo thành vôi sống (thành phần chính là calcium oxide (CaO) và khí carbon dioxide.

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$

+ CaO là chất rắn, màu trắng, hút ẩm mạnh, phản ứng với nước tạo thành calcium hydroxide (Ca(OH)₂): CaO + H₂O → Ca(OH)₂

+ CaO được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất thuỷ tinh, làm chất tạo xỉ trong luyện kim và còn được sử dụng trong xử lí nước thải, khử chua cho đất, khử trùng.

- Calcium hydroxide (Ca(OH)₂) là chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước, tạo dung dịch base mạnh (gọi là nước vôi trong).

Ca(OH)₂ có nhiều ứng dụng như khử chua đất trồng, sản xuất clorua vôi dùng để tẩy trắng và khử trùng,…

II. Công nghiệp silicate

1. Ứng dụng của silicon và hợp chất chứa silicon

- Silicon là nguyên tố phổ biến thứ hai trong vỏ Trái Đất (chiếm 28,2% về khối lượng, chỉ sau oxygen).

- Trong tự nhiên, silicon chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu là oxide (SiO₂) có trong thạch anh, các loại cát,… hoặc muối silicate có trong đất sét, cao lanh, mica,… Các hợp chất và khoáng chất này được sử dụng làm nguyên liệu cho công nghiệp silicate, sản xuất gốm, sứ, thuỷ tinh, xi măng,…

- Silicon tinh khiết là vật liệu bán dẫn, được sử dụng rộng rãi để chế tạo các vi mạch điện tử, thiết bị quang điện, cảm biến, pin Mặt Trời,…

- Thạch anh (SiO₂ gần nguyên chất) được sử dụng trong máy phát siêu âm, dụng cụ quang học, sản phẩm thuỷ tinh chịu nhiệt, sợi cáp quang,….

2. Ngành công nghiệp silicate

Công nghiệp silicate bao gồm các ngành sản xuất đồ gốm, thuỷ tinh, xi măng.

a) Sản xuất đồ gốm

- Gạch ngói:

+ Nghiền, phối trộn nguyên liệu (đất sét, nước,…) thành khối dẻo; tạo hình; phơi (sấy) khô sản phẩm thô.

+ Nung sản phẩm thô trong lò ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian thích hợp.

- Đồ sứ:

+ Nghiền, phối trộn nguyên liệu (đất sét trăng, cát trắng, nước,…) thành khối dẻo; tạo hình; phơi (sấy) khô sản phẩm thô.

+ Nung sản phẩm thô lần thứ nhất trong lò ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian thích hợp.

+ Tráng men, trang trí lên sản phẩm rồi nung lần hai.

- Nước ta có nhiều nhà máy sản xuất gốm, sứ lớn ở Hà Nội, Hải Dương, Bình Dương,… và các làng nghề sản xuất gốm như Bát Tràng (Hà Nội), Phù Lăng (Bắc Ninh),..

b) Sản xuất thuỷ tinh

- Thuỷ tinh thông thường (được dùng làm cửa kính, chai lọ,…) là hỗn hợp của sodium silicate, calcium silicate.

- Nguyên liệu sản xuất: Cát, thạch anh (cát trắng), đá vôi và soda (Na₂CO₃).

- Các công đoạn chính sản xuất thuỷ tinh:

+ Trộn hỗn hợp cát trắng, đá vôi, soda theo một tỉ lệ thích hợp.

+ Nung hỗn hợp trong lò ở nhiệt độ cao khoảng 1400^oC thành thuỷ tinh dạng nhão.

+ Làm nguội từ từ được thuỷ tinh dẻo, ép thổi thuỷ tinh dẻo thành các đồ vật.

Các phương trình hoá học:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_3$

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^{°}}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$

- Nước ta có nhiều cơ sở sản xuất thuỷ tinh ở Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh,…

c) Sản xuất xi măng

- Xi măng là một loại vật liệu kết dính, được dùng trong xây dựng, đó là chất bột min, thường có màu lục xám.

- Xi măng được sản xuất bằng cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO₂ và một ít quặng sắt rồi nung hỗn hợp trong lò quay, hoặc lò đứng ở 1400 – 1600^oC. Sau khi nung, thu được hỗn hợp rắn, màu xám gọi là clanhke (clinke). Nghiền clanhke với thạch cao (CaSO₄.2H₂O) (khoảng 5%) và một số chất phụ gia khác thành bột mịn sẽ thu được xi măng.

- Nước ta có nhiều cơ sở sản xuất xi măng ở Hải Dương, Thanh Hoá, Hải Phòng, Hà Nam, Nghệ An,….