Vôi sống có nhiều ứng dụng như: sản xuất vật liệu xây dựng, vật liệu chịu nhiệt, khử chua đất trồng, tẩy uế, sát trùng, xử lí nước thải,... Hiện nay, nhiều lò nung vôi thủ công hoạt động tự phát, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Ở các lò nung vôi công nghiệp, quá trình kiểm soát phát thải ô nhiễm được thực hiện chặt chẽ hơn.

Xét một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu.

Giả thiết:

+ Đá vôi chỉ chứa CaCO₃ và để phân hủy 1 kg đá vôi cần cung cấp một lượng nhiệt là 1800 kJ.

+ Đốt cháy 1 kg than đá giải phóng ra một lượng nhiệt là 27000 kJ và có 50% lượng nhiệt này được hấp thụ ở quá trình phân hủy đá vôi.

+ Công suất của lò nung vôi là 420 tấn vôi sống/ngày.

Tổng khối lượng (tấn) đá vôi và than đá mà lò nung vôi trên sử dụng mỗi ngày là bao nhiêu?

Giá trị biến thiên enthalpy chuẩn của phản ứng nhiệt phân muối nitrate của kim loại nhóm IIA (R) (R(NO₃)₂(s) RO(s) + 2NO₂(g) + \(\frac{1}{2}\)O₂(g)) theo bảng sau:

a) Độ bền nhiệt của các muối nitrate của kim loại nhóm IIA có xu hướng tăng dần từ \[Mg{\left( {N{O_3}} \right)_2}\]tới\[Ba{\left( {N{O_3}} \right)_2}.\]

b) Dựa vào bảng giá trị biến thiên enthalpy chuẩn ở trên có thể dự đoán xu hướng biến đổi độ bền nhiệt của\[R{\left( {N{O_3}} \right)_2}.\]

c) Phản ứng nhiệt phân muối nitrate của kim loại nhóm IIA \[\left( {R{{\left( {N{O_3}} \right)}_2}} \right)\] là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó vai trò chất oxi hoá là\[{R^{2 + }}.\;\]

d) Nhiệt độ phân huỷ theo thứ tự sau: \[Mg{\left( {N{O_3}} \right)_2} < {\rm{ }}Ca{\left( {N{O_3}} \right)_2} < {\rm{ }}Sr{\left( {N{O_3}} \right)_2} < {\rm{ }}Ba{\left( {N{O_3}} \right)_2}.\;\]

Để đánh giá mức độ tự diễn biến của một phản ứng tại nhiệt độ T, người ta dựa vào đại lượng biến thiên năng lượng tự do Gibbs \[({\Delta _r}G_T^o).\] Nếu \[{\Delta _r}G_T^o > 0\]: phản ứng không tự xảy ra; \[{\Delta _r}G_T^o < 0\]: phản ứng tự xảy ra. 

Giá trị của đại lượng này được tính theo biểu thức:

\[{\Delta _r}G_T^o = {\rm{ }}{\Delta _r}H_T^o - {\rm{ }}T{\Delta _r}S_T^o.\] Trong đó

• T: nhiệt độ tính theo thang Kelvin (K);
• \[{\Delta _r}H_T^o\]: Biến thiên enthalpy của phản ứng;
• \[{\Delta _r}S_T^o\]: Biến thiên entropy của phản ứng (đại lượng đặc trưng cho độ mất trật tự của hệ ở một trạng thái và điều kiện xác định).

Tính giá trị thấp nhất của T (làm tròn đến hàng đơn vị) để phản ứng sau tự xảy ra:

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

Cho biết: \[{\Delta _r}S_T^o = 159,26{\rm{ }}J/mo{l^{ - 1}}.{K^{ - 1}}\]và nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

Giả sử \[{\Delta _r}H_T^o\] và \[{\Delta _r}S_T^o\] của quá trình không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Ion Ca²⁺ cần thiết cho máu của người hoạt động bình thường. Nồng độ ion calcium không bình thường là dấu hiệu của bệnh. Để xác định nồng độ ion calcium, người ta lấy mẫu máu, sau đó kết tủa ion calcium dưới dạng calcium oxalate (CaC₂O₄) rồi cho calcium oxalate tác dụng với dung dịch potassium permanganate trong môi trường acid theo phản ứng sau:

Giả sử calcium oxalate kết tủa từ 1 mL máu một người tác dụng vừa hết với 2 mL dung dịch potassium permanganate \[\left( {KMn{O_4}} \right){\rm{ }}{5.10^{ - 4}}M.\] Xác định nồng độ ion calcium trong máu người đó bằng đơn vị \[mg{\rm{ }}C{a^{2 + }}/100{\rm{ }}mL\]máu.

Một loại nước cứng có thành phần ion như sau:

a) Nước cứng đã nêu có tính cứng vĩnh cửu.

b) Giá trị của x là 0,05.

c) Có làm mềm mẫu nước cứng trên bằng cách đun nóng.

d) Để làm mềm 1 lít nước cứng trên, cần dùng ít nhất 40 mL dung dịch NaOH 0,5 M.

Magnesium \(({\rm{Mg}})\) là kim loại được ứng dụng để tạo các hợp kim nhẹ, bền, đặc biệt là cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ. Magnesium được sản xuất trong công nghiệp theo quá trình Pidgeon với nguyên liệu ban đầu là quặng dolomite. Quá trình được thực hiện qua các giai đoạn sau:

a) Quá trình Pidgeon là quá trình thu nhiệt.

b) Phản ứng ở giai đoạn (2) thuộc phương pháp nhiệt luyện.

c) Phản ứng ở giai đoạn (2) chứng tỏ MgO có tính oxi hoá mạnh hơn CaO.

d) Nếu hiệu suất của quá trình là 90% thì cứ 1 tấn quặng dolomite sẽ điều chế được 120 kg kim loại magnesium.

Xét các phản ứng phân hủy sau:

Biến thiên enthalpy chuẩn (\({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)) của phản ứng thuận ở mỗi cân bằng (1) và (2) khi phân hủy 1 mol mỗi chất lần lượt có giá trị là 108,7 kJ và 271,5 kJ.

a) Nhiệt lượng tỏa ra khi phân hủy 1 mol BaCO₃ lớn hơn nhiệt lượng tỏa ra khi phân hủy 1 mol CaCO₃.

b) BaCO₃ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hơn CaCO₃.

c) Khi tăng nhiệt độ, cả hai phản ứng đều dịch chuyển theo chiều thuận.

d) CO₂ cần được lấy ra khỏi lò nung để tăng hiệu suất của phản ứng.

Làm mềm \(10\;{{\rm{m}}^3}\) nước cứng có tổng nồng độ \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{2 + }}\) và \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }}\) là \(5,5{\rm{mmol}}/{\rm{L}}\) bằng \({\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}\), thu được nước có tổng nồng độ \({\rm{M}}{{\rm{g}}^{2 + }}\) và \({\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }}\) là \(1,5{\rm{mmol}}/{\rm{L}}\). Coi toàn bộ lượng \({\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}\) cho vào đều chuyển hết thành kết tủa \({\rm{CaC}}{{\rm{O}}_3}\) và \({\rm{MgC}}{{\rm{O}}_3}\). Khối lượng \({\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{C}}{{\rm{O}}_3}\) đã dùng là bao nhiêu kg? (Làm tròn kết quả đến hàng phần trăm)