.jpg)
(D&3H) Giải thích một số hiện tượng mắt thấy tai nghe
1. Hỏi: Clorua vôi có tác dụng tẩy màu và sát trùng
Đáp: Clorua vôi có tác dụng tẩy màu và sát trùng vì trong phân tử của nó có CaOCl2 có với tính oxi hóa rất mạnh
2. Hỏi: Tác dụng làm trong nước của phèn chua
Đáp: Phèn chua là muối kép ngậm nước: Kal(SO4)2.12H2O. Khi phèn chua tan trong nước có quá trình thủy phân ion Al3+ (thể hiện tính axit)
Al3+ + 3HOH ↔ Al(OH)3 ↓ + 3H+
=> ion H+ trong nước làm cho nước có vị chua
=> kết tủa keo Al(OH)3 lơ lửng trong nước, trong quá trình lắng đọng, Al(OH)3 kết tủa kéo theo các chất bẩn trong nước và kết quả là nước qua xử lí phèn sẽ sạch và trong hơn.
3. Hỏi: Sự hình thành thạch nhũ trong các hang động
Đáp:
Sự tạo thành thạch nhũ gồm 2 quá trình:
- Phá hủy đá vôi CaCO3 do tác dụng của nước mưa có hòa tan CO2 tạo ra muối Ca(HCO3)2 tan:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
- Sự phân hủy Ca(HCO3)2 theo các kẽ nứt chảy xuống các vòm hang và bị phân hủy tạo thành thạch nhũ:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O
4. Hỏi: Giải thích tại sao trong tàu ngầm người ta dùng natripeoxit để cung cấp oxi và hấp thụ CO2 do thủy thủ đoàn hô hấp thải ra?
Đáp:
Na2O(r) + H2O(l) → 2NaOH(l) + H2O2(l) (1)
2H2O2 → 2H2O(l) + O2(k) (2)
Trong tàu ngầm người ta dùng natripeoxit để cung cấp O2 (theo 2) và hấp thụ khí CO2 do thủy thủ đoàn hô hấp thải ra bằng dung dịch NaOH tạo ra từ (1)
5. Hỏi: Tại sao hiđrosunfua lại độc đối với người? Ta biết H2S nặng hơn không khí và trong tự nhiên có nhiều nguồn phát sinh ra nó, nhưng tại sao trên mặt đất khí này không tích tụ lại?
Đáp:
Khí H2S độc với người vì khi vào máu, máu hóa đen do tạo ra FeS làm cho hemoglobin của máu chứa Fe2+ bị phá hủy
H2S + Fe2+ (trong hemoglobin) → FeS↓ + 2H+
Không tích tụ lại vì phản ứng sau xảy ra nhanh:
2H2S + O2(k) → 2S↓ + 2H2O
6. Hỏi: Tại sao ở điều kiện thường H2S là chất khí, nhưng H2O là chất lỏng?
Đáp:
Khả năng tạo liên kết H của H2S rất yếu so với H2O. Vì vậy ở điều kiện thường H2S là chất khí.
7. Hỏi: Giải thích câu ca dao:
“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm chổ cờ mà lên”
Đáp:
Do hiện tượng phóng điện xảy ra giữa các đám mây tích điện trái dấu nằm cạnh nhau (sấm) và giữa đám mây tích điện dương với vùng đất cao tích điện am khi có gió to (không khí chuyển động mạnh cọ xát với mặt đất) gọi là xét. Trong điều kiện đó, N2 và O2 của không khí tác dụng với nhau tạo ra NO và sau đó là NO2.
N2 + O2 → 2NO (tia lửa điện)
2NO + O2 → 2NO2
Nitơ đioxit phản ứng với nước mưa tạo ra axit HNO3 và nitơ oxit
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
Axit nitric rơi xuống mặt đất phản ứng với các chất có trong đất như: đá vôi (CaCO3), magiezit (MgCO3), đôlômit (MgCO3.CaCO3),…tạo ra muối nitrat là những phân đạm cung cấp ion làm cho cây xanh tốt:
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
4HNO3 + MgCO3.CaCO3 → Ca(NO3)2 + Mg(NO3)2 + 2CO2 + H2O
Khí CO2 do các phản ứng tạo ra và do sự thối rữa của xác động thực vật ẩm ướt dưới tác dụng của vi khuẩn thoát ra cũng làm tăng quá trình diệp lục hóa (biến CO2 và hơi nước của lá và thân non thành chất hữu cơ, nhờ năng lượng của ánh sáng mặt trời) của cây cối. Ngoài ra axit HNO3 tạo ra cũng liên kết với các phân tử khí NH3 (sinh ra do sự phân hủy của nước tiểu, phân chuồng,…dưới tác dụng của vi khuẩn) tạo muối amoni. Các ion NH4+ cũng là nguồn phân đạm mà cây có thể đồng hóa được.
8. Hỏi: Thuốc nổ đen được người Trung Quốc và Việt Nam sử dụng từ nhiều thế kỉ trước khi người Châu Âu biết đến thuốc nổ. Hãy nếu thành phân, phản ứng hóa học chủ yếu và tác dụng của thuốc nổ đen. Giải thích ý nghĩa của công thức kinh nghiệm “nhứt đồng thán, bán đồng sinh, lục đồng diêm”
Đáp:
Thuốc nổ đen là hỗn hợp nghiền mịn, trộn đều: diêm tiêu KNO3, than gỗ C và lưu huỳnh S theo tỷ lệ khối lượng;
Phản ứng chủ yếu:
2KNO3 + S + 3C → K2S + N2↑ + 3CO2 ↑
Kết quả là thuốc nổ đen cháy tạo ra một thể tích khí lơn gấp khoảng 2000 lần thể tích thuốc nổ ban đầu. Nó sẽ cháy yên lặng trong bình hở và sẽ nổ tung trong bình kín.
Công thức kinh nghiệm thuốc nổ đen: nhất đồng thán (một phần than), bán đồng sinh (nửa phần lưu huỳnh), lục đồng diêm (sáu phần diêm) gần đúng với công thức thuốc nổ đen hiện dùng:
15% C + 10% S + 75% KNO3
9. Hỏi: Vì sao trộn phân đạm một lá (NH4)2SO4, hai lá NH4NO3 hoặc nước tiểu với vôi trong Ca(OH)2 hay tro bếp (có hàm lượng K2CO3 cao) đều bj mất đạm?
Đáp:
Vì NH3 bị mất mát do phản ứng:
(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 → 2NH3 ↑ + CaSO4 ↓ + 2H2O (1)
(NH4)2SO4 + K2CO3 ( tro bếp) → 2NH3 ↑ + CO2 ↑ + K2SO4 + H2O (2)
2NH4NO3 + Ca(OH)2 → 2NH3 ↑ + Ca(NO3)2 + H2O (3)
2NH4NO3 + K2CO3 → NH3 ↑ + CO2 ↑ + 2KNO3 + H2O (4)
Nước tiểu có chứa hàm lượng ure CO(NH2)2, vi sinh vật hoạt động chuyển ure thành (NH4)2CO3:
CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 (5)
(NH4)2CO3 dễ bị phân hủy khi trời nắng theo phản ứng:
(NH4)2CO3 → NH3 ↑ + CO2 ↑ + H2O
Và phản ứng với K2CO3 trong tro bếp:
(NH4)2CO3 + K2CO3 → K2CO3 + 2NH3 ↑ + CO2 ↑ + H2O
10. Hỏi: Các chất freon gây ra hiện tượng “lỗ thủng ozon”. Cơ chế phân hủy freon (thí dụ CF2Cl2) được viết như sau:
CF2Cl2 → Cl + CF2Cl (a)
O3 + Cl → O2 + ClO (b)
O3 + ClO → O2 + Cl (c)
Giải thích tại sao một phần tử CF2Cl2 có thể phân hủy hàng chục ngàn phân tử ozon?
Trong khí quyển có một lượng nhỏ khí metan. Hiện tượng gì xảy ra đồng thời với hiện tượng “lỗ thủng ozon”? Giải thích?
Đáp:
Phản ứng phân hủy ozon là phản ứng dây chuyền theo cơ chế gốc. Nguyên tử Cl sinh ra ở phản ứng (c) lại tiếp tục tham gia ở phản ứng (b), qua trình đó được lặp đi lặp lại hàng chục ngàn lần. Do đó mỗi phân tử CF2Cl2 có thể phân hủy hàn chục ngàn phân tử O3.
Đồng thời với hiện tượng “lỗ thủng ozon” là hiện tượng mưa axit do:
CH4 (khí quyển) + Cl. → HCl + ۠ CH3
Hiên tượng này góp phần giảm bớt sự phân hủy O3
11. Hỏi: Giải thích hiện tượng:
- “Lân quang”
- “Ma chơi”
Đáp:
Hiện tượng lân quang
Ở dạng vụn, P trắng tự bốc cháy. Ở dạng khối (thí dụ ngưng hơi P đỏ) P trắng bị O2 không khí oxi hóa từ từ qua 2 giai đoạn:
P4 + 3O2 → P4O6 (1)
P4O6 + 2O2 → P4O10 (2)
Giai đoạn (2) phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng nên có hiện tượng phát “lân quang”.
Hiện tượng “ma trơi”
Tại các nghĩa địa, khi xác chết bị thối rữa do vi sinh vật hoạt động, ở não người chứa lượng P được giải phóng dưới dạng phophin PH3 có lẫn điphotphin P2H4. Điphotphin là chất lỏng, dễ bay hơi và tự bốc cháy ngoài không khí ở nhiệt độ thường làm cho PH3 cháy theo tạo ra P4H10 và H2O:
2P2H4 + 7O2 → P4H10 + 4H2O + Q (1)
Nhờ nhiệt Q tỏa ra ở phản ứng (1) mà:
4PH3 + 8O2 → P4H10 + 6H2O + Q’ (2)
Các phản ứng (1), (2) tỏa ra năng lượng dưới dạng ánh sáng. Do đó khi cháy hỗn hợp (PH3 + P2H4) có hình thành ngọn lửa vàng sáng, bay là là di động trên mặt đất, lúc ẩn lúc hiện mà người ta gọi là “ma trơi” Hiện tượng này thường gặp ở các nghĩa địa khi trời mưa và có gió nhẹ.
Đáp: Clorua vôi có tác dụng tẩy màu và sát trùng vì trong phân tử của nó có CaOCl2 có với tính oxi hóa rất mạnh
2. Hỏi: Tác dụng làm trong nước của phèn chua
Đáp: Phèn chua là muối kép ngậm nước: Kal(SO4)2.12H2O. Khi phèn chua tan trong nước có quá trình thủy phân ion Al3+ (thể hiện tính axit)
Al3+ + 3HOH ↔ Al(OH)3 ↓ + 3H+
=> ion H+ trong nước làm cho nước có vị chua
=> kết tủa keo Al(OH)3 lơ lửng trong nước, trong quá trình lắng đọng, Al(OH)3 kết tủa kéo theo các chất bẩn trong nước và kết quả là nước qua xử lí phèn sẽ sạch và trong hơn.
3. Hỏi: Sự hình thành thạch nhũ trong các hang động
Đáp:
Sự tạo thành thạch nhũ gồm 2 quá trình:
- Phá hủy đá vôi CaCO3 do tác dụng của nước mưa có hòa tan CO2 tạo ra muối Ca(HCO3)2 tan:
CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2
- Sự phân hủy Ca(HCO3)2 theo các kẽ nứt chảy xuống các vòm hang và bị phân hủy tạo thành thạch nhũ:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O
4. Hỏi: Giải thích tại sao trong tàu ngầm người ta dùng natripeoxit để cung cấp oxi và hấp thụ CO2 do thủy thủ đoàn hô hấp thải ra?
Đáp:
Na2O(r) + H2O(l) → 2NaOH(l) + H2O2(l) (1)
2H2O2 → 2H2O(l) + O2(k) (2)
Trong tàu ngầm người ta dùng natripeoxit để cung cấp O2 (theo 2) và hấp thụ khí CO2 do thủy thủ đoàn hô hấp thải ra bằng dung dịch NaOH tạo ra từ (1)
5. Hỏi: Tại sao hiđrosunfua lại độc đối với người? Ta biết H2S nặng hơn không khí và trong tự nhiên có nhiều nguồn phát sinh ra nó, nhưng tại sao trên mặt đất khí này không tích tụ lại?
Đáp:
Khí H2S độc với người vì khi vào máu, máu hóa đen do tạo ra FeS làm cho hemoglobin của máu chứa Fe2+ bị phá hủy
H2S + Fe2+ (trong hemoglobin) → FeS↓ + 2H+
Không tích tụ lại vì phản ứng sau xảy ra nhanh:
2H2S + O2(k) → 2S↓ + 2H2O
6. Hỏi: Tại sao ở điều kiện thường H2S là chất khí, nhưng H2O là chất lỏng?
Đáp:
Khả năng tạo liên kết H của H2S rất yếu so với H2O. Vì vậy ở điều kiện thường H2S là chất khí.
7. Hỏi: Giải thích câu ca dao:
“Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm chổ cờ mà lên”
Đáp:
Do hiện tượng phóng điện xảy ra giữa các đám mây tích điện trái dấu nằm cạnh nhau (sấm) và giữa đám mây tích điện dương với vùng đất cao tích điện am khi có gió to (không khí chuyển động mạnh cọ xát với mặt đất) gọi là xét. Trong điều kiện đó, N2 và O2 của không khí tác dụng với nhau tạo ra NO và sau đó là NO2.
N2 + O2 → 2NO (tia lửa điện)
2NO + O2 → 2NO2
Nitơ đioxit phản ứng với nước mưa tạo ra axit HNO3 và nitơ oxit
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
Axit nitric rơi xuống mặt đất phản ứng với các chất có trong đất như: đá vôi (CaCO3), magiezit (MgCO3), đôlômit (MgCO3.CaCO3),…tạo ra muối nitrat là những phân đạm cung cấp ion làm cho cây xanh tốt:
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
4HNO3 + MgCO3.CaCO3 → Ca(NO3)2 + Mg(NO3)2 + 2CO2 + H2O
Khí CO2 do các phản ứng tạo ra và do sự thối rữa của xác động thực vật ẩm ướt dưới tác dụng của vi khuẩn thoát ra cũng làm tăng quá trình diệp lục hóa (biến CO2 và hơi nước của lá và thân non thành chất hữu cơ, nhờ năng lượng của ánh sáng mặt trời) của cây cối. Ngoài ra axit HNO3 tạo ra cũng liên kết với các phân tử khí NH3 (sinh ra do sự phân hủy của nước tiểu, phân chuồng,…dưới tác dụng của vi khuẩn) tạo muối amoni. Các ion NH4+ cũng là nguồn phân đạm mà cây có thể đồng hóa được.
8. Hỏi: Thuốc nổ đen được người Trung Quốc và Việt Nam sử dụng từ nhiều thế kỉ trước khi người Châu Âu biết đến thuốc nổ. Hãy nếu thành phân, phản ứng hóa học chủ yếu và tác dụng của thuốc nổ đen. Giải thích ý nghĩa của công thức kinh nghiệm “nhứt đồng thán, bán đồng sinh, lục đồng diêm”
Đáp:
Thuốc nổ đen là hỗn hợp nghiền mịn, trộn đều: diêm tiêu KNO3, than gỗ C và lưu huỳnh S theo tỷ lệ khối lượng;
| | KNO3 | S | C | Hỗn hợp thuốc nổ |
| Khối lượng gam | 202 | 32 | 36 | 270 |
| % | 74,82% | 11,85% | 13,33% | 100% |
Phản ứng chủ yếu:
2KNO3 + S + 3C → K2S + N2↑ + 3CO2 ↑
Kết quả là thuốc nổ đen cháy tạo ra một thể tích khí lơn gấp khoảng 2000 lần thể tích thuốc nổ ban đầu. Nó sẽ cháy yên lặng trong bình hở và sẽ nổ tung trong bình kín.
Công thức kinh nghiệm thuốc nổ đen: nhất đồng thán (một phần than), bán đồng sinh (nửa phần lưu huỳnh), lục đồng diêm (sáu phần diêm) gần đúng với công thức thuốc nổ đen hiện dùng:
15% C + 10% S + 75% KNO3
9. Hỏi: Vì sao trộn phân đạm một lá (NH4)2SO4, hai lá NH4NO3 hoặc nước tiểu với vôi trong Ca(OH)2 hay tro bếp (có hàm lượng K2CO3 cao) đều bj mất đạm?
Đáp:
Vì NH3 bị mất mát do phản ứng:
(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 → 2NH3 ↑ + CaSO4 ↓ + 2H2O (1)
(NH4)2SO4 + K2CO3 ( tro bếp) → 2NH3 ↑ + CO2 ↑ + K2SO4 + H2O (2)
2NH4NO3 + Ca(OH)2 → 2NH3 ↑ + Ca(NO3)2 + H2O (3)
2NH4NO3 + K2CO3 → NH3 ↑ + CO2 ↑ + 2KNO3 + H2O (4)
Nước tiểu có chứa hàm lượng ure CO(NH2)2, vi sinh vật hoạt động chuyển ure thành (NH4)2CO3:
CO(NH2)2 + 2H2O → (NH4)2CO3 (5)
(NH4)2CO3 dễ bị phân hủy khi trời nắng theo phản ứng:
(NH4)2CO3 → NH3 ↑ + CO2 ↑ + H2O
Và phản ứng với K2CO3 trong tro bếp:
(NH4)2CO3 + K2CO3 → K2CO3 + 2NH3 ↑ + CO2 ↑ + H2O
10. Hỏi: Các chất freon gây ra hiện tượng “lỗ thủng ozon”. Cơ chế phân hủy freon (thí dụ CF2Cl2) được viết như sau:
CF2Cl2 → Cl + CF2Cl (a)
O3 + Cl → O2 + ClO (b)
O3 + ClO → O2 + Cl (c)
Giải thích tại sao một phần tử CF2Cl2 có thể phân hủy hàng chục ngàn phân tử ozon?
Trong khí quyển có một lượng nhỏ khí metan. Hiện tượng gì xảy ra đồng thời với hiện tượng “lỗ thủng ozon”? Giải thích?
Đáp:
Phản ứng phân hủy ozon là phản ứng dây chuyền theo cơ chế gốc. Nguyên tử Cl sinh ra ở phản ứng (c) lại tiếp tục tham gia ở phản ứng (b), qua trình đó được lặp đi lặp lại hàng chục ngàn lần. Do đó mỗi phân tử CF2Cl2 có thể phân hủy hàn chục ngàn phân tử O3.
Đồng thời với hiện tượng “lỗ thủng ozon” là hiện tượng mưa axit do:
CH4 (khí quyển) + Cl. → HCl + ۠ CH3
Hiên tượng này góp phần giảm bớt sự phân hủy O3
11. Hỏi: Giải thích hiện tượng:
- “Lân quang”
- “Ma chơi”
Đáp:
Hiện tượng lân quang
Ở dạng vụn, P trắng tự bốc cháy. Ở dạng khối (thí dụ ngưng hơi P đỏ) P trắng bị O2 không khí oxi hóa từ từ qua 2 giai đoạn:
P4 + 3O2 → P4O6 (1)
P4O6 + 2O2 → P4O10 (2)
Giai đoạn (2) phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng nên có hiện tượng phát “lân quang”.
Hiện tượng “ma trơi”
Tại các nghĩa địa, khi xác chết bị thối rữa do vi sinh vật hoạt động, ở não người chứa lượng P được giải phóng dưới dạng phophin PH3 có lẫn điphotphin P2H4. Điphotphin là chất lỏng, dễ bay hơi và tự bốc cháy ngoài không khí ở nhiệt độ thường làm cho PH3 cháy theo tạo ra P4H10 và H2O:
2P2H4 + 7O2 → P4H10 + 4H2O + Q (1)
Nhờ nhiệt Q tỏa ra ở phản ứng (1) mà:
4PH3 + 8O2 → P4H10 + 6H2O + Q’ (2)
Các phản ứng (1), (2) tỏa ra năng lượng dưới dạng ánh sáng. Do đó khi cháy hỗn hợp (PH3 + P2H4) có hình thành ngọn lửa vàng sáng, bay là là di động trên mặt đất, lúc ẩn lúc hiện mà người ta gọi là “ma trơi” Hiện tượng này thường gặp ở các nghĩa địa khi trời mưa và có gió nhẹ.