Chuyên đề Hóa 12 Bài 4 (Chân trời sáng tạo): Công nghiệp silicate

Giải Chuyên đề Hóa 12 Bài 4: Công nghiệp silicate

Khởi động trang 20 Chuyên đề Hóa học 12: Công nghiệp silicate là ngành công nghiệp sản xuất đồ gốm, xi măng, thuỷ tinh từ nguồn nguyên liệu có trong tự nhiên, cơ bản là cát thạch anh (silicon dioxide), đất sét và các phụ gia khác.

Những sản phẩm công nghệ silicate được sản xuất như thế nào? Chúng có những ứng dụng nào trong đời sống hàng ngày?

Lời giải:

* Thuỷ tinh:

- Thuỷ tinh được sản xuất theo quy trình sau đây:

+ Chuẩn bị và gia công nguyên liệu: Cát trắng mịn, soda, thuỷ tinh tái chế và các hoá chất phụ gia được trộn đều, rồi đưa vào lò đốt.

+ Nấu thuỷ tinh: Nhiệt độ để nung chảy thuỷ tinh và hoá chất phụ gia khoảng 1 400 ^oC – 1 500 ^oC. Lò được giữ ở nhiệt độ trên đến khi không còn khí thoát ra.

+ Tạo phôi: Thuỷ tinh nóng chảy được đưa vào khuôn phôi để tạo phôi.

+ Thành hình: Phôi được đưa vào khuôn để tạo hình. Đối với sản xuất thuỷ tinh truyền thống người thợ thổi thuỷ tinh làm nguội thuỷ tinh dẻo bằng nước và xoay ống liên tục để thuỷ tinh tròn đều, tạo hình cho thuỷ tinh.

+ Giảm nhiệt: Sản phẩm thuỷ tinh được đưa vào lò ủ để giảm nhiệt dần và sau đó được kiểm tra chất lượng. Giảm nhiệt độ từ từ sẽ tạo độ bền cho thuỷ tinh.

- Tuỳ thuộc vào thành phần mà thuỷ tinh có những tính chất khác nhau, ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ: Bóng đèn, dụng cụ trong phòng thí nghiệm, điện trở cho mạch điện tử, làm kính chắn, kính bảo vệ, kính cường lực …

*Đồ gốm:

- Phương pháp sản xuất đồ gốm:

- Vật liệu gốm có nhiều ứng dụng trong đời sống. Ví dụ: ngói để lợp mái nhà; gạch dùng để xây tường; sứ được sử dụng làm chày cối trong phòng thí nghiệm, lõi cách điện, ấm tách pha trà, bát đĩa …

* Xi măng:

- Quy trình sản xuất xi măng được chia thành các giai đoạn sau:

+ Giai đoạn 1: Khai thác và gia công nguyên liệu

Nguyên liệu đất sét, đá vôi và cát sau khi khai thác, được gia công để có kích thước phù hợp trước khi được vận chuyển tới nhà máy. Ngoài ra, có nhiều nguyên liệu thô khác như đá phiến, bauxite, vảy thép cán, …

+ Giai đoạn 2: Nghiền phối liệu

Nguyên liệu với thành phần xác định được trộn lẫn và nghiền.

+ Giai đoạn 3: Nung hỗn hợp trong lò quay

Nguyên liệu được đưa vào lò quay. Lò quay phải đảm bảo được quy trình khép kín và nhiệt độ tốt nhất để có thể sấy xi măng đạt chuẩn.

Nung hỗn hợp, nhiệt độ trong lò có thể lên tới 1 400 ^oC – 1 600 ^oC. Sản phẩm thu được ở lò quay là những hạt màu xám gọi là clinker.

+ Giai đoạn 4: Làm mát và nghiền sản phẩm

Clinker, thạch cao và phụ gia được nghiền mịn bằng máy nghiền. Sản phẩm đầu ra là bột xi măng có độ mịn cần thiết.

Giai đoạn 5: Đóng bao và vận chuyển đến các nhà phân phối, các công trình xây dựng.

- Ứng dụng của xi măng: Xi măng là nguyên vật liệu quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng.

1. Thủy tinh

Câu hỏi thảo luận 1 trang 20 Chuyên đề Hóa học 12: Nêu một số vật dụng bằng thuỷ tinh được sử dụng trong gia đình em.

Lời giải:

Một số vật dụng bằng thuỷ tinh được sử dụng trong gia đình em: lọ hoa thuỷ tinh, bóng đèn, cửa kính, cốc thuỷ tinh …

Câu hỏi thảo luận 2 trang 22 Chuyên đề Hóa học 12: Từ tính chất của thuỷ tinh, hãy nêu cách bảo quản các đồ dùng bằng thuỷ tinh.

Lời giải:

Đồ vật làm bằng thuỷ tinh thường trong suốt và cho ánh sáng truyền qua dễ dàng, không gỉ, tương đối cứng nhưng giòn và dễ vỡ. Một số lưu ý khi sử dụng các đồ dùng bằng thủy tinh:

+ Các vật dụng bằng thủy tinh khi vỡ dễ gây thương tích, vì vậy cần phải cẩn thận khi sử dụng chúng.

+ Nên dùng vải mềm để lau chùi các vật dụng bằng thủy tinh, tránh đặt những vật cứng, nặng đè lên…

Câu hỏi thảo luận 3 trang 22 Chuyên đề Hóa học 12: Giải thích vì sao NaOH rắn được bảo quản trong lọ nhựa mà không bảo quản trong lọ thuỷ tinh.

Lời giải:

NaOH rắn được bảo quản trong lọ nhựa mà không bảo quản trong lọ thuỷ tinh vì thuỷ tinh thông thường bị ăn mòn bởi kiềm.

Ví dụ:

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O

(với SiO₂ là thành phần chính của thuỷ tinh).

Luyện tập trang 23 Chuyên đề Hóa học 12: Dựa vào các tính chất nào của thuỷ tinh để tạo ra các vật dụng có hình dạng khác nhau?

Lời giải:

Do thuỷ tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định nên khi nung nóng thuỷ tinh mềm dần rồi mới chảy, do đó có thể tạo ra các vật dụng có hình dạng khác nhau.

Vận dụng trang 23 Chuyên đề Hóa học 12: Tìm hiểu các cơ sở sản xuất thuỷ tinh hiện đại ở Việt Nam và các mặt hàng sản xuất ở các cơ sở sản xuất thuỷ tinh đó.

Lời giải:

Một số cơ sở sản xuất thuỷ tinh hiện đại ở Việt Nam:

- Công ty ly thuỷ tinh Hải Âu: công ty có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất các mặt hàng chai, ly thuỷ tinh dân dụng.

- Công ty TNHH thuỷ tinh Vina: công ty chuyên sản xuất các sản phẩm như chai, lọ, bình thuỷ tinh … bằng các công nghệ máy móc hiện đại.

- Công ty TNHH SX TM – DV Minh Hưng: công ty có nhiều sản phẩm phong phú bao gồm thuỷ tinh kĩ thuật, ly thuỷ tinh, quà tặng, logo, trang trí nội thất, dụng cụ thuỷ tinh …

2. Đồ gốm

Vận dụng trang 24 Chuyên đề Hóa học 12: Gốm có nhiều ưu điểm được ứng dụng nhiều trong đời sống. Để sử dụng hiệu quả và an toàn, hãy tìm hiểu đặc tính của gốm và cách bảo quản đồ gốm trong gia đình em.

Lời giải:

- Đặc tính của gốm: Vật liệu gốm có độ cứng và độ chịu nén cao, bề mặt có tính trượt, chịu mài mòn, độ bền nhiệt cao, không bị ăn mòn và chịu được hoá chất, đa số có tính cách điện. Tuy nhiên, vật liệu gốm không bị biến dạng nhưng dễ vỡ khi va chạm mạnh.

- Cách bảo quản đồ gốm trong gia đình em: thường xuyên vệ sinh, lau chùi nhẹ nhàng; không nên dùng hoá chất mạnh và vật sắc nhọn để vệ sinh đồ gốm …

3. Xi măng

Câu hỏi thảo luận 4 trang 25 Chuyên đề Hóa học 12: Vì sao phải bảo quản xi măng ở nơi khô ráo?

Lời giải:

Do các hợp chất trong xi măng có thể tác dụng nhanh với nước tạo thành sản phẩm cứng và bền nên cần bảo quản xi măng ở nơi khô ráo.

Câu hỏi thảo luận 5 trang 26 Chuyên đề Hóa học 12: Tại sao sau khi “đổ bê tông” khoảng 24 giờ, người ta thường phun nước lên bề mặt bê tông?

Lời giải:

Sau khi “đổ bê tông” khoảng 24 giờ, người ta thường phun nước lên bề mặt bê tông để đảm bảo đủ nước cho quá trình đông cứng của bê tông, hạn chế nứt “chân chim” và đảm bảo chất lượng lâu dài của bê tông…

Vận dụng trang 26 Chuyên đề Hóa học 12: Kể tên các nhà máy xi măng mà em biết. Nêu những ảnh hưởng của quá trình sản xuất xi măng đến môi trường.

Lời giải:

Một số nhà máy sản xuất xi măng mà em biết:

- Tập đoàn Xi măng The Vissai;

- Công ty Xi măng Chinfon;

- Công ty cổ phần Xi măng Vicem Bút Sơn;

- Công ty cổ phần xi măng Hoàng Long;

- Công ty cổ phần xi măng Hoàng Thạch.

Những ảnh hưởng của quá trình sản xuất xi măng đến môi trường:

- Bụi phát sinh từ quá trình nung, nghiền clinker gây ô nhiễm môi trường.

- Quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch để nung hỗn hợp nguyên liệu phát sinh lượng lớn CO₂ là một trong những nguyên nhân góp phần gây hiệu ứng nhà kính …

- Quá trình khai thác nguyên liệu (đá vôi, đất sét …) làm ảnh hưởng đến chất lượng nước, không khí và hệ sinh thái khu vực …

Bài tập (trang 28)

Bài tập 1 trang 28 Chuyên đề Hóa học 12: Tính chất nào dưới đây không phải là tính chất của thuỷ tinh thông thường?

A. Trong suốt, không cháy.

B. Không gỉ, không bị acid ăn mòn.

C. Dễ vỡ, không gỉ.

D. Dẫn điện, hút ẩm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Tính chất không phải là tính chất của thuỷ tinh thông thường: dẫn điện, hút ẩm.

Bài tập 2 trang 28 Chuyên đề Hóa học 12: Ngành sản xuất nào sau đây không thuộc về công nghiệp silicate?

A. Sản xuất xi măng.

B. Sản xuất đồ gốm.

C. Sản xuất thuỷ tinh.

D. Sản xuất thuỷ tinh hữu cơ.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Công nghiệp silicate là ngành công nghiệp sản xuất đồ gốm, xi măng, thuỷ tinh từ nguồn nguyên liệu có trong tự nhiên, cơ bản là cát thạch anh (silicon dioxide), đất sét và các phụ gia khác.

Ngành sản xuất không thuộc về công nghiệp silicate: sản xuất thuỷ tinh hữu cơ.

Bài tập 3 trang 28 Chuyên đề Hóa học 12: Nêu cách bảo quản đồ thuỷ tinh, đồ gốm trong gia đình em.

Lời giải:

- Cách bảo quản đồ thuỷ tinh trong gia đình em: thường xuyên dùng vải mềm để lau chùi các vật dụng bằng thủy tinh, không đặt những vật cứng, nặng đè lên…

- Cách bảo quản đồ gốm trong gia đình em: thường xuyên vệ sinh, lau chùi nhẹ nhàng; không lên dùng hoá chất mạnh và vật sắc nhọn để vệ sinh đồ gốm …

Bài tập 4 trang 28 Chuyên đề Hóa học 12: Dưa chua, giấm ăn, … không nên đựng trong đồ dùng bằng kim loại mà nên đựng trong đồ dùng bằng thuỷ tinh, sành, sứ. Giải thích.

Lời giải:

Dưa chua, giấm ăn … có chứa acid, do đó có thể tác dụng với vật đựng bằng kim loại làm cho thực phẩm bị nhiễm độc kim loại, gây hại cho người sử dụng.

Các đồ dùng bằng thuỷ tinh, sành, sứ bền với nhiều loại acid do đó dưa chua, giấm ăn nên nên đựng trong đồ dùng bằng các vật liệu này.