Câu $\rm 5.$

Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện từng phần một cách chi tiết: ### Phần 1: Tính lượng calcium carbonate cần dùng để loại 95% SO₂ và khối lượng thạch cao thu được. 1. **Tính lượng SO₂ trong khí thải:** - Khí thải trong 1 ngày = \(2,4 \times 10^5\) m³ - Nồng độ SO₂ = 0,15% theo thể tích. - Thể tích SO₂ trong khí thải = \(0,15\% \times 2,4 \times 10^5 = 0,0015 \times 2,4 \times 10^5 = 360 \, \text{m}^3\) 2. **Chuyển đổi thể tích SO₂ sang mol:** - Ở điều kiện chuẩn (đkc), 1 mol khí chiếm 22,4 L = 0,0224 m³. - Số mol SO₂ = \(\frac{360 \, \text{m}^3}{0,0224 \, \text{m}^3/mol} \approx 16071,4 \, \text{mol}\) 3. **Tính lượng SO₂ cần xử lý (95%):** - Lượng SO₂ cần xử lý = \(0,95 \times 16071,4 \approx 15268,8 \, \text{mol}\) 4. **Sử dụng phương trình phản ứng (1):** - Từ phương trình \(2SO_2 + O_2 + 2CaCO_3 \rightarrow 2CaSO_4 + 2CO_2\) - Ta thấy rằng 2 mol SO₂ phản ứng với 2 mol CaCO₃, do đó: - Số mol CaCO₃ cần = Số mol SO₂ = 15268,8 mol 5. **Tính khối lượng CaCO₃ cần dùng:** - Khối lượng mol CaCO₃ = 100 g/mol. - Khối lượng CaCO₃ = \(15268,8 \, \text{mol} \times 100 \, \text{g/mol} = 1526880 \, \text{g} = 1526,88 \, \text{kg}\) 6. **Tính khối lượng thạch cao (CaSO₄.2H₂O) thu được:** - Theo phương trình phản ứng, số mol CaSO₄ thu được = 15268,8 mol (vì 1:1). - Khối lượng mol CaSO₄.2H₂O = 172,2 g/mol. - Khối lượng CaSO₄.2H₂O = \(15268,8 \, \text{mol} \times 172,2 \, \text{g/mol} = 2624065,76 \, \text{g} \approx 2624,07 \, \text{kg}\) ### Kết quả Phần 1: - Khối lượng CaCO₃ cần dùng: **1526,88 kg** - Khối lượng thạch cao thu được: **2624,07 kg** --- ### Phần 2: Tính pH của nước mưa. 1. **Tính lượng H₂SO₄ được tạo ra:** - Từ phương trình: \(2SO_2 + O_2 + 2H_2O \rightarrow 2H_2SO_4\) - Số mol H₂SO₄ được tạo ra = Số mol SO₂ xử lý = 16071,4 mol (vì không xử lý). 2. **Tính nồng độ H₂SO₄ trong nước mưa:** - Tổng thể tích nước mưa = 5000 m³ = \(5 \times 10^6 \, \text{L}\) - Nồng độ H₂SO₄ = \(\frac{16071,4 \, \text{mol}}{5 \times 10^6 \, \text{L}} \approx 0,00321428 \, \text{mol/L}\) 3. **Tính pH:** - H₂SO₄ là acid mạnh, trong nước sẽ phân li hoàn toàn thành \(H^+\) và \(HSO_4^-\). - Từ phương trình: \(HSO_4^- \leftrightarrow H^+ + SO_4^{2-}\) với \(pK_a = 1,99\). - Sử dụng công thức tính pH: \[ \text{pH} = -\log[H^+] = -\log(0,00321428) \approx 2,49 \] ### Kết quả Phần 2: - pH của nước mưa là **2,49**. ### Tác hại của nước mưa: Nước mưa có pH thấp hơn 5,6 (tức là nước mưa có tính acid mạnh), có thể gây ra: - Ăn mòn các công trình xây dựng, di tích lịch sử. - Gây hại cho cây cối, làm giảm độ pH của đất. - Tác động tiêu cực đến hệ sinh thái nước, gây hại cho động thực vật sống trong nước. ### Tóm tắt: 1. Cần dùng **1526,88 kg** calcium carbonate để loại 95% SO₂ và thu được **2624,07 kg** thạch cao. 2. pH của nước mưa là **2,49**, có thể gây ra tác hại cho môi trường và hệ sinh thái.