LUÂN QUỐC NGUYÊN
Giới thiệu về bản thân
Tính khối lượng nhôm nguyên chất cần thiết:\(m_{Al}=4\text{\ tn}=4.000.000\text{\ g}\)Tính khối lượng \(Al_{2}O_{3}\) cần dùng theo lý thuyết (dựa trên bảo toàn nguyên tố Al):Khối lượng mol của \(Al_{2}O_{3}\) là \(2 \times 27 + 3 \times 16 = 102 \text{ g/mol}\).Khối lượng mol của Al là \(27 \text{ g/mol}\).Khối lượng \(Al_{2}O_{3}\) lý thuyết: \(m_{Al_2O_3} = \frac{m_{Al}}{2 \times 27} \times 102 = \frac{4.000.000}{54} \times 102 \approx 7.555.556 \text{ g}\).Tính khối lượng \(Al_{2}O_{3}\) thực tế cần dùng (tính đến hiệu suất phản ứng 95%):\(m_{Al_{2}O_{3}\text{\ thc\ t}}=\frac{7.555.556}{95\%}\approx 7.953.217\text{\ g}\)Tính khối lượng quặng bauxite cần dùng (chứa 48% \(Al_{2}O_{3}\)):\(m_{qung}=\frac{m_{Al_{2}O_{3}\text{\ thc\ t}}}{48\%}=\frac{7.953.217}{0,48}\approx 16.569.202\text{\ g}\approx \mathbf{16,57}\text{\ tn}\)
X là \(Na_{2}CO_{3}\) (Natri cacbonat)Y là \(Na_{2}SO_{4}\) (hoặc các muối Natri khác có thể tạo ra \(NaNO_{3}\) như \(NaCl, NaOH...\)), tuy nhiên phổ biến nhất để chuyển từ \(NaHCO_{3}\) sang muối trung hòa rồi đến \(NaNO_{3}\) là \(Na_{2}CO_{3}\)
Bước 1: Ngâm hỗn hợp bột bạc, đồng, nhôm vào dung dịch axit clohiđric (\(HCl\)) dư. Nhôm sẽ phản ứng và tan hoàn toàn trong dung dịch, trong khi bạc và đồng không phản ứng. Lọc lấy phần chất rắn không tan (gồm bạc và đồng) và rửa sạch.\(2Al+6HCl\rightarrow 2AlCl_{3}+3H_{2}\uparrow \)Bước 2: Cho tiếp phần chất rắn thu được (\(Ag\) và \(Cu\)) vào dung dịch bạc nitrat (\(AgNO_{3}\)) dư. Đồng sẽ phản ứng với dung dịch \(AgNO_{3}\), tan ra, đồng thời giải phóng bạc kim loại mới.\(Cu+2AgNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2Ag\downarrow \)Bước 3: Lọc lấy phần chất rắn còn lại cuối cùng, đó chính là bạc tinh khiết. Rửa sạch và sấy khô.
Liên kết kim loại được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại tại các nút mạng tinh thể và các electron tự do di chuyển trong toàn bộ mạng tinh thể đó.
Nồng độ NaCl ban đầu: \(300\text{ g/L}\).Nồng độ NaCl còn lại ("nước muối nghèo"): \(220\text{ g/L}\).Khối lượng NaCl đã tham gia phản ứng trong \(1\text{ lít}\) dung dịch là:\(m_{\text{NaCl\ phn\ ng}}=300-220=80\text{\ (gam)}\)Phương trình điện phân:\(2\text{NaCl}+2\text{H}_{2}\text{O}\xrightarrow{\text{đin\ phân\ dung\ dch\ có\ màng\ ngăn}}2\text{NaOH}+\text{H}_{2}+\text{Cl}_{2}\)Khối lượng mol: \(M_{\text{NaCl}} = 58,5\text{ g/mol}\); \(M_{\text{NaOH}} = 40\text{ g/mol}\).Theo phương trình, \(117\text{ gam NaCl}\) (2 mol) tạo ra \(80\text{ gam NaOH}\) (2 mol).Khối lượng NaOH thu được theo lý thuyết:\(m_{\text{NaOH\ lý\ thuyt}}=\frac{80\times 80}{117}\approx 54,7\text{\ (gam)}\)Khối lượng NaOH thực tế thu được (Hiệu suất 80%):\(m_{\text{NaOH\ thc\ t}}=54,7\times 80\%\approx 43,76\text{\ (gam)}\)
Phương pháp điện hóa (bảo vệ bằng anode hy sinh): Người ta gắn các tấm kẽm (Zn) vào phần vỏ tàu chìm trong nước biển.Giải thích: Kẽm hoạt động hóa học mạnh hơn sắt (thép). Khi tiếp xúc với nước biển (môi trường điện ly), sẽ hình thành pin điện hóa. Kẽm đóng vai trò là anode và bị ăn mòn (hy sinh) trước để bảo vệ vỏ tàu bằng thép (cathode) không bị gỉ sét.
. Phản ứng với \(CuSO_{4}\)Sắt đứng trước Đồng (\(Cu\)) nên sẽ đẩy được Đồng ra khỏi muối.\(Fe+CuSO_{4}\rightarrow FeSO_{4}+Cu\)2. Phản ứng với \(Fe_2(SO_4)_3\)Sắt phản ứng với muối sắt (III) để tạo thành muối sắt (II).\(Fe+Fe_{2}(SO_{4})_{3}\rightarrow 3FeSO_{4}\)3. Phản ứng với \(AgNO_{3}\)Sắt đứng trước Bạc (\(Ag\)) nên sẽ đẩy được Bạc ra khỏi muối.\(Fe+2AgNO_{3}\rightarrow Fe(NO_{3})_{2}+2Ag\)(Lưu ý: Nếu \(AgNO_{3}\) dư, \(Fe(NO_3)_2\) có thể tiếp tục phản ứng tạo thành \(Fe(NO_3)_3\)).4. Phản ứng với \(Pb(NO_3)_2\)Sắt đứng trước Chì (\(Pb\)) nên sẽ đẩy được Chì ra khỏi muối.\(Fe+Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow Fe(NO_{3})_{2}+Pb\)Các trường hợp không xảy ra phản ứng:\(AlCl_{3}\): Sắt đứng sau Nhôm (\(Al\)).\(KCl\): Sắt đứng sau Kali (\(K\)).
Gang: Là hợp kim của sắt (Fe) và carbon (C), trong đó hàm lượng carbon chiếm từ 2% đến 5% về khối lượng. Ngoài ra, gang còn chứa một lượng nhỏ các nguyên tố khác như silicon (Si), manganese (Mn), sulfur (S), và phosphorus (P).Thép: Là hợp kim của sắt (Fe) và carbon (C), với hàm lượng carbon thường chiếm dưới 2% về khối lượng. Thép cũng chứa các nguyên tố khác nhưng với hàm lượng thấp hơn so với gang để đảm bảo các tính chất cơ lý mong muốn