Điện phân là một ứng dụng quan trọng của dòng điện trong việc biến đổi điện năng và hóa năng. Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn là phương pháp chủ đạo để sản xuất các hóa chất cơ bản như NaOH và chlorine (Cl₂). Cho các phát biểu sau về quá trình điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn, sử dụng các điện cực trơ:

(a) Tại cực dương (anode), xảy ra quá trình khử ion chloride thành khí chlorine.

(b) Tại cực âm (cathode), xảy ra quá trình oxi hóa nước tạo thành khí hydrogen và ion OH^-.

(c) Dung dịch thu được trong quá trình điện phân có khả năng làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.

(d) Màng ngăn xốp có tác dụng ngăn không cho khí Cl₂ tiếp xúc và phản ứng với dung dịch NaOH.

Số phát biểu đúng là:

Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh xác định thành phần của chiếc đinh sắt (đinh sắt được làm từ hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác) đã bị oxi hóa một phần thành gỉ sắt (Fe₂O₃.nH₂O) theo các bước sau:

• Bước 1: Hòa tan hoàn toàn đinh sắt vào dung dịch H₂SO₄ loãng, nóng (dùng gấp đôi lượng phản ứng), thu được 200 mL dung dịch X và 0,2225 mol H₂.

• Bước 2: Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào 20 mL dung dịch X thu được 14,4 g kết tủa.

• Bước 3: Nhỏ từ từ dung dịch KMnO₄ 0,1M vào 20 mL dung dịch X đến khi phản ứng vừa đủ thì hết 46 mL.

Giả thiết toàn bộ gỉ sắt tạo ra bám trên đinh sắt; carbon và một số nguyên tố khác trong đinh sắt là những chất không tham gia phản ứng trong các bước.

Dung dịch acetic acid 2% – 5% trong nước gọi là giấm ăn. Một trong những phương pháp cổ nhất ngày nay vẫn dùng để sản xuất giấm ăn là lên men ethanol. Một người đã thực hiện lên men 500 mL dung dịch ethanol 4,6° với hiệu suất của quá trình lên men là 85% và khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL.

Gang (hợp kim Fe-C nóng chảy) được sản xuất từ quặng sắt (chứa 90% Fe₂O₃ theo khối lượng và tạp chất không chứa sắt), vật liệu tạo xỉ (CaO), than cốc và không khí nóng. Các phản ứng chính diễn ra trong lò cao:

C(s) + O₂(g) → CO₂(g) (1)

C(s) + CO₂(g) → 2CO(g) (2)

Fe₂O₃(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO₂(g) (3)

Fe(l) + C(s) → Gang (l) (4)

Gang thu được gồm có 95,50% sắt và 4,50% carbon (theo khối lượng). Để sản xuất 10 tấn gang thì khối lượng quặng sắt đã tiêu thụ là bao nhiêu tấn? Biết rằng có 2% lượng sắt mới sinh bị tiêu hao trong lò cao do chuyển vào xỉ. (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)

Trong công nghiệp, ammonia được sản xuất theo phản ứng: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g). Nung nóng hỗn hợp X gồm N₂ và H₂ trong bình kín có dung tích không đổi với xúc tác Fe (có thể tích không đáng kể) sau một thời gian đưa về nhiệt độ ban đầu thu được hỗn hợp khí Y có áp suất giảm 10% so với áp suất ban đầu và tỉ khối của Y so với H₂ bằng 85/18. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là a%. Giá trị của a là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)

Pin nhiên liệu sử dụng ethanol được đặc biệt quan tâm do có nguồn nhiên liệu sinh học dồi dào. Phản ứng chung trong pin ethanol – oxygen như sau:

C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l)

Một pin ethanol – oxygen được dùng để thắp sáng 8 bóng đèn LED, mỗi bóng có công suất 3 W (3 J/s) liên tục trong t giờ, tiêu thụ hết 230 gam ethanol. Biết rằng 60% lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng (ở điều kiện chuẩn) được chuyển hóa thành điện năng. Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:

Giá trị của t bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến hàng phần mười)

Cho các phát biểu sau:

(1) Aldehyde vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.

(2) Phenol tham gia phản ứng thế bromine dễ hơn benzene.

(3) Acetone phản ứng với Cu(OH)₂ đun nóng tạo kết tủa màu đỏ gạch.

(4) Aldehyde tác dụng với LiAlH₄ thu được alcohol bậc một.

(5) Dung dịch phenol trong nước làm quỳ tím hóa đỏ.

Liệt kê các phát biểu đúng theo số thứ tự tăng dần.

Trong công nghiệp, sodium hydrogencarbonate (baking soda) và sodium carbonate được sản xuất bằng phương pháp Solvay từ nguyên liệu chính là đá vôi, muối ăn, ammonia và nước. Quá trình sản xuất theo phương pháp Solvay bao gồm các công đoạn như trong sơ đồ sau: