Giải SBT Hóa 12 Cánh diều Bài 18: Nguyên tố nhóm IIA có đáp án
Xem toàn bộ quiz

Gói làm nóng thức ăn (FRH: Flameless Ration Heater) được phát minh nhằm hâm nóng các bữa ăn tiện lợi cho người lính trên chiến trường. Một số gói lẩu tự sôi cũng sử dụng công nghệ này

13/13

Gói làm nóng thức ăn (FRH: Flameless Ration Heater) được phát minh nhằm hâm nóng các bữa ăn tiện lợi cho người lính trên chiến trường. Một số gói lẩu tự sôi cũng sử dụng công nghệ này. FRH có thành phần chính gồm bột kim loại Mg trộn với một lượng nhỏ bột Fe và NaCl. Khi sử dụng, chỉ cần cho khoảng 30 mL nước vào hỗn hợp FRH, hỗn hợp này phản ứng mãnh liệt theo phương trình Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 và tỏa rất nhiều nhiệt, đủ để làm nóng thức ăn nhanh chóng.

a) Một gói FRH chứa khoảng 8 gam hỗn hợp (Mg 90%, Fe 4% và NaCl 4% về khối lượng) có thể tỏa ra tối đa bao nhiêu nhiệt để làm nóng? Biết rằng enthalpy tạo thành chuẩn (\({{\rm{\Delta }}_{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)) của Mg(OH)2 (s) và H2O (l) lần lượt là -928,4 kJ mol-1 và-285,8 kJ mol-1. Gói FRH trên có đủ làm nóng 300 g súp từ 30 oC lên 100 oC hay không? Biết nhiệt dung của súp khoảng 4,2 J g-1 C-1, giả sử gói súp chỉ nhận được 50% lượng nhiệt tối đa tỏa ra, phần nhiệt còn lại làm nóng các vật dụng khác và thất thoát vào môi trường.

b) Magnesium phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường, giải thích vì sao magnesium trong gói FRH lại có thể phản ứng nhanh chóng với nước.

c) Vì sao người ta chỉ dùng khoảng 30 mL nước mà ko dùng lượng nước nhiều hơn?

0/3000 ký tự
Giải thích

a) Mg (s) + 2H2O (l) → Mg(OH)2 (s) + H2 (g)                                      (1)

ΔrH2980=−928,4−−285,8=−642,6 kJ

nMg= \(\frac{{8.\frac{{90}}{{100}}}}{{24}}\)= 0,3 mol  → Q tỏa= 0,3.642,6 = 192,78 kJ

Để làm nóng 300 g súp từ 30 oC lên 100 oC:

 \[{Q_{thu}} = \frac{{300.\left( {100 - 30} \right).4,2}}{{1000}} = {\rm{ }}88,2{\rm{ }}kJ\]

Vì thất thoát nhiệt 50% nên thực tế Q cần = 88,2.2= 176,4 kJ

So sánh Q  tỏa  > Q cần nên gói FRH trên đủ làm nóng 300 g súp từ 30 oC lên 100 oC.

b) Magnesium phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường do các bọt khí hydrogen bám trên bề mặt magnesium ngăn cản magnesium tiếp xúc với nước. Trong gói FRH, magnesium lại có thể phản ứng nhanh chóng với nước do có mặt Fe tạo thành pin Galvani (trong dung dịch chất điện li NaCl). Khi đó, hydrogen thoát ra trên bề mặt Fe nên diện tích tiếp xúc của Mg với nước tăng lên.

c) Nếu dùng lượng nước nhiều hơn 30 mL thì nhiệt tỏa ra cần cung cấp cho lượng nước dư nóng lên nên nhiệt độ của đồ ăn giảm đi, giảm hiệu quả đun nóng của gọi FRH.