Đề bài
Vôi sống có nhiều ứng dụng, chẳng hạn như: sản xuất vật liệu xây dựng, vật liệu chịu nhiệt, khử chua đất trồng, tẩy uế, sát trùng và xử lí nước thải. Tuy nhiên, hiện nay, nhiều lò nung vôi thủ công hoạt động tự phát, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Trong khi đó, tại các lò nung vôi công nghiệp, quá trình kiểm soát phát thải ô nhiễm được thực hiện nghiêm ngặt hơn.
Xét một lò nung vôi công nghiệp sử dụng than đá làm nhiên liệu. Giả thiết đá vôi chỉ chứa $CaCO_{3}$ và để phân hủy 1 kg đá vôi cần cung cấp một lượng nhiệt là 1800 kJ. Đốt cháy 1 kg than đá giải phóng ra một lượng nhiệt là 27.000 kJ và có 50% lượng nhiệt này được hấp thụ ở quá trình phân hủy đá vôi. Công suất của lò nung vôi là 420 tấn vôi sống/ngày. Tổng khối lượng đá vôi và than đá (tính theo tấn) mà lò nung vôi trên sử dụng mỗi ngày là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Phương pháp giải
Tính khối lượng đá vôi cần phân huỷ và lượng nhiệt tương ứng để đốt cháy nó.
Từ đó tính được nhiệt cần đốt cháy than đá và khối lượng than đá tương ứng.
Lời giải chi tiết
Khối lượng đá vôi cần phân hủy để tạo ra 420 tấn \(CaO\): \(\frac{100}{56} \times 420 = 750\) tấn \(CaCO_{3}\)
Nhiệt lượng cần để phân hủy 750 tấn đá vôi: \(750 \times 1000 \times 1800 = 1.35 \times 10^9\) kJ
Vì 50% lượng nhiệt thu được từ việc đốt cháy 1 kg than đá được sử dụng, nên nhiệt do đốt cháy than đá cần cung cấp là: \(2 \times 1.35 \times 10^9 = 2.7 \times 10^9\) kJ
Số kg than đá cần đốt cháy: \(\frac{2.7 \times 10^9}{27000} = 100000\) kg = 100 tấn
Vậy tổng khối lượng đá vôi và than đá cần dùng mỗi ngày là: \(750 + 100 = 850\) tấn
Kết luận: Tổng khối lượng đá vôi và than đá sử dụng mỗi ngày là: 850 tấn.
Chú ý khi giải
- Đảm bảo thực hiện đúng phương pháp tính toán khối lượng cần thiết theo phương trình phản ứng hóa học.
- Khi chuyển đổi đơn vị cần lưu ý sử dụng đúng giá trị và đơn vị tương đương.
- Chú ý làm tròn kết quả theo yêu cầu của đề bài.