Câu hỏi mở đầu trang 38

Đề bài: Mưa acid là gì? Hợp chất của nitrogen với oxygen có vai trò gì trong hiện tượng đó?

Lời giải:

• Mưa acid là hiện tượng nước mưa có pH nhỏ hơn 5,6.
• Vai trò của hợp chất nitrogen với oxygen: Các oxide $\text{NO}_x$ (nhất là NO và $\text{NO}_2$) là một trong những tác nhân chính gây mưa acid. Trong khí quyển, $\text{NO}_x$ bị oxi hoá và hoà tan vào nước mưa tạo thành nitric acid ($\text{HNO}_3$) – làm nước mưa có pH thấp.

I. Các oxide của nitrogen

3. Mưa acid

Hoạt động trang 39

Đề bài:

1. Giải thích nguyên nhân phát thải $\text{NO}_x$ từ hoạt động giao thông vận tải, nhà máy nhiệt điện, luyện kim, đốt nhiên liệu. Đề xuất các biện pháp nhằm cắt giảm các nguồn phát thải đó.
2. Sưu tầm hình ảnh về ảnh hưởng của mưa acid đối với môi trường. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ gây mưa acid.

Lời giải:

1. Nguyên nhân phát thải $\text{NO}_x$:

Các hoạt động trên đều xảy ra ở nhiệt độ rất cao, làm phát sinh $\text{NO}_x$ theo 2 con đường:

• $\text{NO}_x$ nhiệt: Ở nhiệt độ cao (trên 3 000 °C trong lò luyện kim, động cơ, lò đốt…), $\text{N}_2$ và $\text{O}_2$ trong không khí kết hợp tạo NO:

$$\text{N}_2 + \text{O}_2 \overset{t^o}{\rightleftharpoons} 2\text{NO}$$

• $\text{NO}_x$ nhiên liệu: Nitrogen có trong nhiên liệu (xăng, dầu, than…) kết hợp với $\text{O}_2$ khi đốt cháy tạo $\text{NO}_x$.

Biện pháp cắt giảm:

• Sử dụng phương tiện giao thông công cộng, xe điện, xe hybrid thay xe chạy xăng/dầu.
• Sử dụng nhiên liệu sạch (khí gas, năng lượng mặt trời, gió, thuỷ điện…).
• Lắp đặt bộ xử lý khí thải (bộ xúc tác, lọc bụi) ở các phương tiện giao thông và nhà máy.
• Cải tiến công nghệ đốt để giảm nhiệt độ cháy, hạn chế tạo $\text{NO}_x$.
• Trồng nhiều cây xanh để hấp thụ khí thải.

2. Ảnh hưởng của mưa acid và giải pháp giảm thiểu:

Ảnh hưởng của mưa acid:

• Phá huỷ rừng cây, làm cây trồng chậm phát triển hoặc chết.
• Acid hoá đất, sông, hồ → tiêu diệt sinh vật thuỷ sinh.
• Ăn mòn các công trình xây dựng, tượng đá, kiến trúc bằng đá vôi và kim loại.
• Ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người (gây bệnh hô hấp, da, mắt).

Giải pháp giảm thiểu nguy cơ mưa acid:

• Cắt giảm phát thải $\text{SO}_2$ và $\text{NO}_x$ từ công nghiệp, giao thông (xem mục 1).
• Áp dụng công nghệ xử lý khí thải trước khi thải ra môi trường.
• Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo (gió, mặt trời).
• Tuyên truyền nâng cao ý thức bảo vệ môi trường trong cộng đồng.

II. Nitric acid

1. Cấu tạo

Hoạt động trang 39

Đề bài: Từ đặc điểm cấu tạo, dự đoán tính tan và tính chất hoá học của nitric acid.

Lời giải:

Phân tử $\text{HNO}_3$ có các đặc điểm cấu tạo:

• Có liên kết O–H phân cực mạnh.
• Nguyên tử N có số oxi hoá +5 (số oxi hoá cao nhất của nitrogen).

Dự đoán:

• Tính tan: Liên kết O–H phân cực mạnh → $\text{HNO}_3$ có khả năng tạo liên kết hydrogen với phân tử nước → $\text{HNO}_3$ tan tốt trong nước (thực tế tan vô hạn).

• Tính chất hoá học:

• Liên kết O–H phân cực mạnh, dễ phân li ra $\text{H}^+$ → $\text{HNO}_3$ thể hiện tính acid (acid mạnh).
• N có số oxi hoá +5 cao nhất, chỉ có thể nhận thêm electron → $\text{HNO}_3$ thể hiện tính oxi hoá mạnh.

3. Tính chất hoá học

Hoạt động trang 40

Đề bài: Viết phương trình phân li và các phương trình hoá học minh hoạ cho tính chất acid mạnh của nitric acid.

Lời giải:

Phương trình phân li:

$\text{HNO}_3$ là acid mạnh, phân li hoàn toàn trong nước:

$$\text{HNO}_3 \longrightarrow \text{H}^+ + \text{NO}_3^-$$

Phương trình hoá học minh hoạ tính acid mạnh:

• Tác dụng với base:

$$\text{HNO}_3 + \text{NaOH} \longrightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O}$$

• Tác dụng với oxide base:

$$2\text{HNO}_3 + \text{CuO} \longrightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O}$$

• Tác dụng với muối (của acid yếu hơn):

$$2\text{HNO}_3 + \text{CaCO}_3 \longrightarrow \text{Ca(NO}_3)_2 + \text{CO}_2\uparrow + \text{H}_2\text{O}$$

• Tác dụng với base yếu (ammonia):

$$\text{HNO}_3 + \text{NH}_3 \longrightarrow \text{NH}_4\text{NO}_3$$

III. Hiện tượng phú dưỡng

Câu 1 trang 41

Đề bài: Nêu các biện pháp nhằm hạn chế hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở các ao, hồ.

Lời giải:

Vì nguyên nhân của hiện tượng phú dưỡng là dư thừa dinh dưỡng (chủ yếu là N và P) trong nước, nên các biện pháp hạn chế tập trung vào việc giảm nguồn dinh dưỡng đưa vào ao, hồ:

• Xử lý nước thải (sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, thuỷ sản) trước khi thải vào ao, hồ.
• Sử dụng phân bón hợp lý trong nông nghiệp, không bón quá liều, tránh để phân bón trôi xuống nguồn nước khi mưa.
• Không xả rác, thức ăn thừa trực tiếp xuống ao, hồ.
• Khơi thông dòng chảy để nước được lưu thông, không tù đọng.
• Trồng cây thuỷ sinh (sen, súng, bèo…) để hấp thụ bớt N, P trong nước.
• Định kỳ vớt rong, tảo và nạo vét bùn ở đáy ao, hồ.

Câu 2 trang 41

Đề bài: Hãy mô tả đặc điểm của ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng và đề xuất cách cải tạo.

Lời giải:

Đặc điểm của ao, hồ phú dưỡng:

• Nước có màu xanh đậm do rong, tảo phát triển mạnh.
• Bề mặt nước phủ một lớp rong, tảo dày, cản trở ánh sáng xuyên xuống.
• Nước đục, có mùi tanh hoặc hôi.
• Cá, tôm chết do thiếu oxygen.
• Đáy ao, hồ có lớp bùn dày, hôi thối.

Cách cải tạo:

• Vớt rong, tảo thường xuyên trên mặt nước.
• Nạo vét bùn lắng ở đáy ao, hồ.
• Khơi thông dòng chảy để nước lưu thông.
• Sục khí bổ sung oxygen cho nước.
• Thả các loài cá ăn tảo (cá rô phi, cá mè trắng…) để kiểm soát tảo phát triển.
• Trồng cây thuỷ sinh có lợi (sen, súng) để hấp thụ dinh dưỡng dư thừa.
• Hạn chế nguồn xả thải từ nông nghiệp, sinh hoạt vào ao, hồ.

Em có thể

Liên hệ tính chất hoá học của nitric acid trong một số quy trình sản xuất hoá chất

Lời giải:

1. Ứng dụng tính acid mạnh:

• Sản xuất phân đạm $\text{NH}_4\text{NO}_3$ (cung cấp đạm cho cây trồng ở cả dạng $\text{NH}_4^+$ và $\text{NO}_3^-$):

$$\text{NH}_3 + \text{HNO}_3 \longrightarrow \text{NH}_4\text{NO}_3$$

• Sản xuất phân đạm $\text{Ca(NO}_3)_2$:

$$\text{CaCO}_3 + 2\text{HNO}_3 \longrightarrow \text{Ca(NO}_3)_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$$

2. Ứng dụng tính oxi hoá mạnh:

• Sản xuất thuốc nổ (TNT, nitroglycerin, thuốc súng không khói).
• Phá mẫu quặng trong phân tích định lượng kim loại.
• Pha với HCl đặc tạo “nước cường toan” dùng hoà tan vàng (Au) và platinum (Pt) trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu.

Giữ gìn môi trường nước của các ao, hồ trong khu vực em sinh sống và tham gia cải tạo những ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng

Lời giải:

Việc cần làm để giữ gìn môi trường nước:

• Không xả rác, nước thải sinh hoạt xuống ao, hồ trong khu vực sinh sống.
• Sử dụng tiết kiệm và hợp lý các loại phân bón, thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp.
• Tham gia các hoạt động dọn vệ sinh môi trường, vớt rác, vớt rong tảo ở ao, hồ địa phương.
• Tuyên truyền cho gia đình, bạn bè, hàng xóm cùng giữ gìn vệ sinh nguồn nước.

Việc cần làm để cải tạo ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng:

• Vớt sạch rong, tảo phủ bề mặt nước.
• Nạo vét bùn đáy ao, hồ định kỳ.
• Trồng các loài cây thuỷ sinh có lợi và thả các loài cá ăn tảo.
• Khơi thông dòng nước để tăng lưu thông, bổ sung oxygen.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ