Sách bài tập KHTN 9 Bài 31 (Cánh diều): Ứng dụng một số tài nguyên trong vỏ Trái Đất

Giải SBT KHTN 9 Bài 31: Ứng dụng một số tài nguyên trong vỏ Trái Đất

Bài 31.1 trang 73 Sách bài tập KHTN 9: Công nghiệp silicate là

A. ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ) và xi măng từ nguyên liệu chính gồm các hợp chất của silicon trong tự nhiên.

B. ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ) và xi măng từ nguyên liệu chính gồm các hợp chất silicate trong tự nhiên.

C. ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ) và xi măng từ nguyên liệu chính gồm đất sét và cát trong tự nhiên.

D. Ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm và xi măng từ nguyên liệu chính gồm các khoáng vật có trong tự nhiên.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Công nghiệp silicate là ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ) và xi măng từ nguyên liệu chính gồm các hợp chất của silicon trong tự nhiên.

Bài 31.2 trang 74 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về sản xuất thuỷ tinh?

A. Nguyên liệu chính để sản xuất thuỷ tinh là thạch anh, cát trắng, đá vôi, soda.

B. Hỗn hợp nguyên liệu được nung chảy ở nhiệt độ cao.

C. Sau khi làm nguội, thuỷ tinh được tạo hình.

D. Thêm các chất phụ gia khác nhau vào nguyên liệu có thể tạo ra các loại thuỷ tinh khác nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Kết hợp quá trình làm nguội thuỷ tinh lỏng với quá trình tạo hình cho sản phẩm.

Bài 31.3 trang 74 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về sản xuất gạch và ngói?

A. Nguyên liệu chính để sản xuất đồ gốm là đất sét, nước.

B. Trong nguyên liệu sản xuất gạch và ngói, có thể có cát hoặc không có cát.

C. Hỗn hợp nguyên liệu được nghiền, phối trộn thành khối dẻo, tạo hình cho sản phẩm thô, sấy khô để tạo sản phẩm thô có màu đỏ gạch.

D. Sau sấy khô, sản phẩm thô được nung ở nhiệt độ cao.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Nghiền, phối trộn hỗn hợp nguyên liệu thành khối dẻo, tạo hình cho sản phẩm thô, sấy khô.

Bài 31.4 trang 74 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về sản xuất sứ?

A. Nguyên liệu chính để sản xuất sứ là đất sét trắng, cát trắng, nước, một số hợp chất của kim loại.

B. Quá trình sản xuất sứ có hai lần nung.

C. Màu sắc của sứ là kết quả của quá trình trang trí, tráng men.

D. Quá trình tạo hình cho sản phẩm sứ được thực hiện sau lần nung thứ nhất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Quá trình tạo hình cho sản phẩm sứ thô được thực hiện sau khi nghiền, phối trộn hỗn hợp nguyên liệu thành khối dẻo.

Bài 31.5 trang 74 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về sản xuất xi măng?

A. Nguyên liệu chính đế sản xuất xi măng là đất sét có hàm lượng silicon cao, đá vôi.

B. Nghiền, phối trộn hồn hợp đất sét, đá vôi,... rồi nung ở nhiệt độ cao, để nguội thu được hỗn hợp rắn gọi là clinker.

C. Thêm chất phụ gia và nước vào clinker trộn, nghiền thu được xi măng.

D. Sản phẩm xi măng cần được bảo quản ngay trong bao bì chống ẩm.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Thêm chất phụ gia vào clinker trộn, nghiền thu được xi măng.

Bài 31.6 trang 74 Sách bài tập KHTN 9: Viết các phương trình hoá học để hoàn thành mỗi chuỗi phản ứng sau:

a) Đá vôi $\stackrel{\left(1\right)}{\to }$ vôi sống $\stackrel{\left(2\right)}{\to }$ vôi tôi

b) CaCO₃ $\stackrel{\left(1\right)}{\to }$ CaCl₂ $\stackrel{\left(2\right)}{\to }$ Ca.

Lời giải:

a)

(1) $CaC{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }CaO+C{O}_2$

(2) CaO + H₂O → Ca(OH)₂

b)

(1) CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂

(2) $CaC{l}_2\stackrel{đpnc}{\to }Ca+C{l}_2$

Bài 31.7 trang 75 Sách bài tập KHTN 9: Bột calcium carbonate hoặc bột calcium oxide đều có thể được sử dụng để điều chỉnh pH của đất.

a) Vì sao hai chất trên có khả năng điều chỉnh pH của đất?

b) Nêu hai ưu điểm của calcium carbonate so với calcium oxide khi sử dụng để điều chỉnh pH của đất.

c) Phản ứng của calcium carbonate với ion H+ trong đất có thể được mô tả như sau:

CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑

Tính khối lượng bột calcium carbonate (kg) cần để chuyển hoá 500 mol H⁺ có trong một khu đất.

d) Sau quá trình điều chỉnh pH của đất bằng calcium carbonate thì đất cũng trở nên ẩm và tơi xốp hơn. Vì sao?

Lời giải:

a) CaCO₃, CaO đều phản ứng được với acid trong đất, làm giảm nồng độ acid trong đất. Từ đó, làm thay đổi pH của đất.

b) CaCO₃ phản ứng chậm với acid trong đất nên không làm thay đổi đột ngột pH của đất; CaCO₃ có giá thành thấp hơn CaO (trong khi CaO kết hợp với nước trong đất sẽ làm đất nóng lên).

c) Phản ứng của calcium carbonate với ion H⁺ trong đất có thể được mô tả như sau:

CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑

$m_{CaC{O}_3}=M_{CaC{O}_3}.n_{CaC{O}_3}=100.\frac{1}{2}{n}_{H^{+}}=100.\frac{1}{2}.500=25000\left(g\right)=25\left(kg\right).$

d) Phản ứng tạo ra H₂O làm cho đất ẩm hơn và khí CO₂ làm cho đất tơi xốp hơn.

Bài 31.8 trang 75 Sách bài tập KHTN 9: Có thể cho trực tiếp calcium oxide vào ao nuôi cá để điều chỉnh pH của nước trong ao không? Vì sao?

Lời giải:

Không nên, vì phản ứng giữa CaO và nước là phản ứng toả nhiều nhiệt, ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong nước.

Bài 31.9 trang 75 Sách bài tập KHTN 9: Bột calcium carbonate tinh khiết dùng làm thuốc được sản xuất từ phản ứng của CO₂ với dung dịch calcium hydroxide:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O.

a) Hiện tượng quan sát được khi phản ứng trên diễn ra là gì? Làm thế nào để thu được calcium carbonate tinh khiết từ quá trình trên.

b) Tính lượng calcium carbonate thu được khi CO₂ phản ứng vừa đủ với 1 m³ dung dịch Ca(OH)₂ 0,021 M ở 20 °C theo phản ứng trên.

c) Tìm hiểu và cho biết vai trò của CaCO₃ trong một số loại thuốc chứa chất này.

Lời giải:

a) Lọc và rửa CaCO₃ nhiều lần bằng nước, sấy khô.

b) $n_{CaC{O}_3}=n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=0,021.1000=21\left(mol\right)$

$m_{CaC{O}_3}=M_{CaC{O}_3}.n_{CaC{O}_3}=100.21=2100\left(g\right)=2,1\left(kg\right).$

c) CaCO₃ trong một số loại thuốc nhằm cung cấp nguyên tố calcium cho cơ thể hoặc giúp làm giảm nồng độ acid trong trường hợp dạ dày có triệu chứng dư acid.

Bài 31.10 trang 75 Sách bài tập KHTN 9: Trong nước biển có lượng đáng kể các muối của nguyên tố magnesium như magnesium chloride (MgCl₂), magnesium sulfate (MgSO₄),... Nước biển là một nguồn quan trọng cung cấp kim loại magnesium cho con người. Để thực hiện được điều đó, người ta cho nước biển phản ứng với nước vôi trong (dung dịch calcium hydroxide) đổ thu chất kết tủa A. Hoà tan kết tủa A bởi dung dịch hydrochloric acid. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được muối B. Từ muối B, chọn phương pháp phù hợp để tách được kim loại magnesium.

Viết các phương trình hoá học minh hoạ quá trình trên.

Lời giải:

MgCl₂ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaCl₂

MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaSO₄

Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O

MgCl_{2 $\stackrel{dpnc}{\to }Mg+C{l}_2$}

Bài 31.11 trang 75 Sách bài tập KHTN 9: Có khoáng vật được đặt tên là chalcopyrite. Khi phân tích 13,80 gam một mẫu chalcopyrite thì thấy có chứa 4,80 gam nguyên tố đồng; 4,20 gam nguyên tố sắt; còn lại là khối lượng của nguyên tố lưu huỳnh.

a) Tính và điền số liệu theo mẫu bảng sau từ kết quả phân tích trên.

b) Nguyên tố đồng còn tồn tại ở dạng hợp chất Cu₂CO₃(OH)₂ tạo nên khoáng vật malachite. Khoáng vật chalcopyrite tinh khiết hay khoáng vật malachite tinh khiết giàu nguyên tố đồng hơn?

Lời giải:

a) m_S = m_mẫu – m_Cu – m_Fe = 13,8 – 4,8 – 4,2 = 4,8 (g)

$n_{Cu}=\frac{4,8}{64}=0,075\left(mol\right)$; $n_{Fe}=\frac{4,2}{56}=0,075\left(mol\right)$; $n_S=\frac{4,8}{32}=0,15\left(mol\right)$

n_Cu : n_Fe : n_S = 0,075 : 0,075 : 0,15 = 1 : 1 : 2. Từ đó, đề xuất công thức khoáng vật là CuFeS₂.

b) Trong hợp chất CuFeS₂ (khoáng vật chalcopyrite) có:

$\%m_{Cu}=\frac{64}{64+56+32.2}.100\%\approx 34,78\%$

Trong hợp chất Cu₂CO₃(OH)₂ (khoáng vật malachite) có:

$\%m_{Cu}=\frac{64.2}{64.2+12+16.3+16.2+1.2}.100\%\approx 57,66\%$

Từ kết quả trên, ta thấy khoáng vật malachite tinh khiết giàu nguyên tố đồng hơn.

Bài 31.12 trang 76 Sách bài tập KHTN 9: Vì sao gạch và ngói có màu “đỏ gạch”?

Lời giải:

Trong đất sét có một số hợp chất của sắt. Khi nung gạch, ngói thô, nhiều hợp chất của sắt biến thành các oxide của sắt (Fe₂O₃, FeO.Fe₂O₃ hay Fe₃O₄) làm cho gạch ngói thường có màu “đỏ gạch”.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 31: Ứng dụng một số tài nguyên trong vỏ Trái Đất

I. ỨNG DỤNG CỦA ĐÁ VÔI

- Đá vôi được phân bổ ở nhiều nơi trên Trái Đất. Thành phần chính của đá vôi là khoáng vật calcite tạo bởi calcium carbonate (CaCO₃).

- Sau khi được khai thác từ mỏ, đá vôi sẽ được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất vôi sống, vôi tôi, xi măng,…

- Sơ đồ sản xuất vôi sống, vôi tôi từ đá vôi được thể hiện ở hình:

Sản xuất vôi sống

Đá vôi được đập nhỏ, nung ở nhiệt độ cao thu được vôi sống có thành phần chính là calcium oxide (CaO).

Sản xuất vôi tôi

- Khi cho vôi sống vào nước, xảy ra phản ứng giữa calcium oxide với nước, phản ứng toả nhiệt và tạo thành calcium hydroixde (Ca(OH)₂). Sau phản ứng thu được vôi tôi là phần calcium hydroxide dạng bột nhão và phần dung dịch chứa một lượng nhỏ calcium hydroxide hoà tan.

- Đá vôi, vôi sống, vôi tôi có nhiều ứng dụng:

+ Đá vôi được dùng để sản xuất đá vôi nghiền, vôi sống, xi măng, gang,…; khử acid (phản ứng với acid để làm giảm nồng độ acid) trong đất,…

+ Vôi sống được dùng để sản xuất vôi tôi, khử acid trong đất,…

+ Vôi tôi được dùng để chế tạo vữa dùng trong xây dựng, khử acid trong đất và trong nước bị mưa acid hay nhiễm phèn, loại SO₂ trong khí thải,…

II. ỨNG DỤNG CỦA SILICON VÀ HỢP CHẤT CỦA SILICON

1. Ứng dụng của silicon

- Silicon (Si) được dùng để tạo hợp kim với các kim loại khác trong lĩnh vực luyện kim. Silicon tinh khiết được sử dụng làm chất bán dẫn trong các thiết bị điện tử.

2. Ứng dụng của các hợp chất của silicon

- Hợp chất của silicon trong tự nhiên chủ yếu là silicon oxide (là thành phần chính của cát) và các muối silicate (là thành phần chính của đất sét).

- Ngành sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ) và xi măng từ nguyên liệu chính gồm các hợp chất của silicon trong tự nhiên được gọi là ngành công nghiệp silicate. Một số sản phẩm của ngành công nghiệp silicate được mô tả trong hình:

- Nguyên liệu và các công đoạn của quá trình sản xuất thuỷ tinh, đồ gốm, xi măng được mô tả trong bảng:

III. KHAI THÁC NHIÊN LIỆU HOÁ THẠCH

1. Nhiên liệu hoá thạch và lợi ích của nhiên liệu hoá thạch

- Nhiên liệu hoá thạch là các chất được tạo thành bởi quá trình phân huỷ xác sinh vật bị chôn vùi trong lòng đất hàng trăm triệu năm, chứa hàm lượng nguyên tố carbon cao, khi bị đốt cháy sẽ toả nhiều nhiệt và phát thải khí CO₂.

- Phần lớn năng lượng mà con người sử dụng chính là nhiệt lượng phát ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch.

2. Thực trạng khai thác nhiên liệu hoá thạch

- Hiện nay, nhiên liệu hoá thạch được khai thác, sử dụng để đáp ứng khoảng 80% nhu cầu năng lượng của con người.

- Nguồn nhiên liệu hoá thạch ngày càng cạn kiệt. Quá trình khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch gây ô nhiễm môi trường.

3. Giải pháp hạn chế việc sử dụng nhiên liệu hoá thạch

- Con người đang thực hiện một số giải pháp để hạn chế việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch, như:

+ Sử dụng hydrogen, ethanol,… làm nhiên liệu để thay thế nhiên liệu hoá thạch.

+ Sử dụng năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng từ thuỷ điện để thay cho năng lượng từ nhiên liệu hoá thạch.

+ Thu thêm một loại thuế đối với những hàng hoá mà quá trình sản xuất chúng có sử dụng nhiên liệu hoá thạch (thuế carbon). Từ đó, góp phần hạn chế sử dụng nhiên liệu hoá thạch trong sản xuất.