Với giải Câu hỏi 4 trang 115 Hóa học 12 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 24: Nguyên tố nhóm IA giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 24: Nguyên tố nhóm IA

Câu hỏi 4 trang 115 Hóa học 12: a) Trong quá trình Solvay viết các phương trình hoá 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 được tác động đến môi trường bằng cách quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO₂ và NH₃) để tái sử dụng trong quy trình sản xuất.

Từ sơ đồ quá trình Solvay, hãy làm sáng tỏ nhận định trên.

Lời giải:

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

- Nung vôi để cung cấp vôi sống và carbon dioxide:

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

- Tái chế ammonia từ vôi sống và dung dịch ammonium chloride.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O

Hoặc có thể viết gọn:

2NH₄Cl + CaO → 2NH₃ + CaCl₂ + H₂O

b) Quy trình Solvay đã giảm thiểu được tác động đến môi trường bằng cách quay vòng các sản phẩm trung gian (như CO₂ và NH₃) để tái sử dụng trong quy trình sản xuất.

Từ sơ đồ quá trình Solvay, ta có quá trình cụ thể như sau:

(1) Hoà tan NaCl vào dung dịch NH₃ đặc đến bão hoà.

(2) Nung CaCO₃, rồi dẫn khí thoát ra vào dung dịch bão hoà của NaCl trong NH₃:

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

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O $\rightleftharpoons$ NaHCO₃ + NH₄Cl

(3) Do NaHCO₃ ít tan hơn các muối khác nên kết tinh trước. Tách NaHCO₃ ra khỏi dung dịch, nung ở nhiệt độ cao được soda:

2NaHCO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$ Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

(4) Sản phẩm NH₄Cl được chế hoá bởi vôi tôi, thu khí NH₃:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

Các khí CO₂, NH₃ được đưa vào sử dụng lại. NH₃ được tuần hoàn trong quá trình sản xuất.

Lý thuyết Hợp chất của kim loại nhóm IA

1. Đặc điểm chung

- Các hợp chất của kim loại kiềm thường dễ tan trong nước và tạo thành dung dịch chất điện li mạnh

- Ở điều kiện thường, các ion kim loại nhóm IA đều không có màu. Tuy nhiên, đốt nóng kim loại kiềm hoặc các hợp chất của chúng trên ngọn lửa không màu làm ngọn lửa có màu đặc trưng. Do vậy, có thể nhận biết hợp chất của kim loại nhóm IA bằng màu ngọn lửa.

2. Hợp chất quan trọng

a) Sodium chloride

- Ứng dụng:

- Quá trình điện phân dung dịch NaCl:

Trong công nghiệp chlorine – kiềm, quá trình điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn điện cực được ứng dụng để sản xuất xút công nghiệp (NaOH), khí chlorine (Cl₂). Điện phân dung dịch NaCl bão hòa không có màng ngăn điện cực được ứng dụng để sản xuất nước Javel (NaClO)

b) Sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate

- Ứng dụng

- NaHCO₃ có dạng bột, màu trắng, còn được gọi là baking soda

Trong sản xuất và đời sống, baking soda có một số ứng dụng như

+ Điều chỉnh vị chua của nước giải khát theo phản ứng

+ Làm tăng độ xốp của bánh, làm mềm thực phẩm. Đó là do sau khi trộn baking soda vào bột làm bánh hoặc tẩm ướp baking soda vào thực phẩm và đun nóng, NaHCO₃ bị phân hủy sinh ra khí CO₂, hơi nước

- Sodium carbonate

- Sản xuất

Trong công nghiệp, sodium hydrogencarbonate (baking soda) và sodium carbonate (soda) được sản xuất bằng phương pháp Solvay từ nguyên liệu chính là đá vôi, muối ăn, ammonia và nước

Quá trình Solvay sản xuất soda gồm hai giai đoạn chính

+ Giai đoạn tạo NaHCO₃: NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O $\overrightarrow{\leftarrow \phantom{{}_{\text{vbox}to.5ex\text{vss}}}}$NaHCO₃ + NH₄Cl

Khi làm lạnh NaHCO₃ kết tinh và được lọc, tách khỏi hệ phản ứng.

+ Giai đoạn tạo Na₂CO₃: