Bi nghiền quặng được sản xuất từ gang trắng hoặc gang đúc hợp kim với manganese, chromium và nickel. Dùng m kg quặng manhetit (chứa 80% Fe3O4 về khối

Bi nghiền quặng được sản xuất từ gang trắng hoặc gang đúc hợp kim với manganese, chromium và nickel. Dùng m kg quặng manhetit (chứa 80% Fe₃O₄ về khối lượng, còn lại là tạp chất không chứa sắt) để sản xuất gang, sau đó dùng toàn bộ lượng gang trên để sản xuất bi nghiền quặng thì được 1568 viên. Biết mỗi viên bi nghiền quặng là một khối cầu có đường kính 50 mm, khối lượng riêng 7,63 g/cm³, chứa 90% Fe về khối lượng; quá trình sản xuất bị hao hụt 5%. Lấy $\pi$ = 3,14. Tìm giá trị của m (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

B. PHẦN TỰ LUẬN (7,0 điểm)

Câu I (1,5 điểm)

1. Muối ăn đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng nước trong và ngoài tế bào, trong lòng mạch máu, có chức năng duy trì áp lực thẩm thấu, duy trì điện thế tế bào và dẫn truyền xung động thần kinh... Muối ăn có thành phần chủ yếu là sodium chloride.

a) Cho biết vị trí của các nguyên tố sodium và chlorine trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

b) Cho biết liên kết trong phân tử muối ăn thuộc loại liên kết gì. Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử muối ăn.

c) Giải thích quá trình hòa tan muối ăn vào nước. Cho biết tại sao dung dịch muối ăn dẫn điện được.

2. Khí sulfur dioxide do các nhà máy thải ra là một trong các nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường.

a) Theo quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (tại thời điểm nghiên cứu), nếu lượng sulfur dioxide vượt quá 350 $\mu g$/m3 không khí đo trong 1 giờ ở thành phố thì coi như không khí ở đó bị ô nhiễm. Người ta lấy 50 lít không khí đo trong 1 giờ ở một thành phố và phân tích thấy có 0,018 mg sulfur dioxide. Thông qua tính toán, em hãy cho biết không khí ở đó có bị ô nhiễm không. Biết: 1 g = 10⁶ $\mu g$

b) Sự gia tăng hàm lượng sulfur dioxide trong không khí là một trong các nguyên nhân gây ra mưa acid. Mưa acid ăn mòn các công trình xây dựng, kiến trúc bằng đá và kim loại. Bằng kiến thức hóa học, em hãy giải thích các vấn đề trên.

c) Một phương pháp được đề xuất để chuyển hóa hydrogen sulfide trong khí thiên nhiên thành sulfur là tận dụng sulfur dioxide có trong khí thải của các nhà máy. Nếu tận dụng toàn bộ lượng sulfur dioxide sinh ra khi đốt cháy 2 tấn than đá (chứa 3,2% sulfur theo khối lượng) thì có thể chuyển hóa được tối đa V lít (ở 25^oC và 1 bar) hydrogen sulfide theo phương pháp trên. Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tìm giá trị của V.

3. Polymer A trong suốt, được dùng làm hộp đựng thực phẩm, đồ chơi trẻ em, vỏ đĩa CD, DVD... Trong công nghiệp sản xuất chất dẻo, polymer A được điều chế từ benzene (C6H6) theo sơ đồ sau:

Từ 100 kg benzene và 32 m3 ethylene (ở 25^oC và 1 bar), với hiệu suất của mỗi quá trình (1), (2), (3) lần lượt là 60%, 55% và 60%. Tính khối lượng polymer A thu được.

Câu II (1,5 điểm)

1. Giấm ăn có thể làm giảm lượng đường trong máu và insuline, đồng thời cũng có thể làm kéo dài cảm giác no dẫn đến giảm nhu cầu về lượng calo tiêu thụ giúp giảm cân... Hiện nay, công nghệ sản xuất giấm ăn bằng phương pháp lên men từ các loại ngũ cốc đang được sử dụng rộng rãi theo sơ đồ sau:

Tinh bột $\stackrel{(1)}{\to }$Glucose $\stackrel{(2)}{\to }$Ethanol $\stackrel{(3)}{\to }$Acetic acid (thành phần chính của giấm)

a) Viết phương trình hóa học thực hiện sơ đồ chuyển hóa trên (ghi rõ điều kiện nếu có).

b) Giải thích tại sao khi lên men rượu cần ủ kín, còn khi lên men giấm cần để thoáng.

c) Biết hiệu suất của mỗi quá trình (1), (2), (3) đều đạt 90%. Tính thể tích dung dịch acetic acid 4% (khối lượng riêng d = 1 g/mL) thu được từ 1 tấn gạo có chứa 80% tinh bột.

2. Xăng E5 là một loại xăng sinh học được tạo thành bằng cách phối trộn 5 thể tích C₂H₅OH (khối lượng riêng d = 0,8 g/mL) với 95 thể tích xăng truyền thống (khối lượng riêng d = 0,7 g/mL). Giả sử xăng truyền thống chỉ chứa hai alkane là C₈H₁₈ và C₉H₂₀ (tỉ lệ mol tương ứng là 3: 4). Biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 mol mỗi chất trong xăng E5 như sau:

Trung bình, một chiếc xe máy di chuyển được 1 km cần 211,8 kJ nhiệt để chuyển thành công cơ học. Nếu chiếc xe máy di chuyển được 200 km thì tiêu thụ hết x lít xăng E5. Biết hiệu suất sử dụng nhiên liệu của động cơ xe máy là 25%. Tìm giá trị của x.

Câu III (1,0 điểm)

1. Có 4 ống nghiệm, mỗi ống nghiệm chứa một trong các dung dịch hoặc chất lỏng sau: ethyl acetate; glucose; ethanol; acetic acid được ký hiệu là X1, X2, X3, X4 (không theo trình tự trên). Kết quả thí nghiệm với các chất trên được ghi trong bảng sau:

Ghi chú: Dấu "-": Không có hiện tượng; dấu "x": Không thực hiện thí nghiệm.

Xác định các chất X1, X2, X3, X4 và viết phương trình hóa học xảy ra trong các thí nghiệm trên.

2. Viết phương trình hóa học hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau (ghi rõ điều kiện nếu có):

Câu IV (1,0 điểm)

1. Chất hữu cơ X có trong thành phần của quả xanh như: táo, nho, an đào... Chất X được dùng trong sản phẩm chăm sóc da, tẩy tế bào chết, làm sáng da và làm mờ các vết thâm... Trong công nghiệp thực phẩm, X được sử dụng làm chất phụ gia để tạo hương vị và bảo quản thực phẩm.

Bằng phương pháp phổ khối lượng (MS), người ta xác định được phân tử khối của X là 134 amu. Bằng các phương pháp hiện đại khác như phổ hồng ngoại (IR) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)... người ta xác định được phân tử của X có mạch carbon không phân nhánh, chứa hai nhóm carboxyl (-COOH) và một nhóm hydroxy (-OH), ngoài ra không còn nhóm chức nào khác.

a) Xác định công thức cấu tạo của X và viết phương trình hóa học xảy ra khi cho X lần lượt tác dụng với lượng dư các chất: KOH; Na₂CO₃.

b) Đun nóng hỗn hợp gồm X và methanol (CH₃OH) có mặt sulfuric acid đặc thu được các sản phẩm hữu cơ X1, X2 và X3. Biết: X1, X2 đều có công thức phân tử là C₆H₁₀O₅; nếu cho 1 mol mỗi chất X1, X2 lần lượt tác dụng hết với NaHCO₃ dư thì đều thu được 1 mol khí CO₂; khi cho X3 vào dung dịch NaHCO₃ thì không có khí thoát ra. Xác định công thức cấu tạo của X1, X2, X3.

2. Khi đọc tài liệu, một học sinh ghi nhận được thông tin: Propyl chloride (CH₃CH₂CH₂Cl) bị thủy phân trong dung dịch NaOH, đun nóng theo phương trình hóa học:

CH₃CH₂CH₂Cl + NaOH $\stackrel{t^o}{\to }$CH₃CH₂CH₂OH + NaCl

Để kiểm chứng xem propyl chloride có phản ứng với NaOH, đun nóng không học sinh đó đã thực hiện thí nghiệm như sau:

Bước 1: Lấy khoảng 4 mL propyl chloride (thường có lẫn ion Cl^-) cho vào ống nghiệm.

Bước 2: Thêm khoảng 4 mL nước cất và lắc mạnh, sau đó để ổn định rồi tách lớp chất lỏng phần trên (gồm nước và ion Cl^-) kiểm tra bằng dung dịch AgNO₃ thấy có vết vẩn đục. Lặp lại vài lần cho đến khi không còn vết vẩn đục. Phần chất lỏng còn lại (phần dưới) chia đều vào hai ống nghiệm.

Bước 3: Acid hóa dung dịch trong ống nghiệm thứ nhất bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thì không thấy xuất hiện kết tủa.

Bước 4: Thêm khoảng 1 mL dung dịch NaOH vào ống nghiệm thứ hai, đun nóng nhẹ và lắc đều ống nghiệm trong khoảng 2 phút. Để nguội hỗn hợp, acid hóa bằng HNO₃ loãng, kiểm tra bằng giấy quỳ tím. Sau đó nhỏ vài giọt dung dịch AgNO₃ vào ống nghiệm thấy xuất hiện kết tủa trắng.