Hóa học và vấn đề phát triển kinh tế, xã hội , môi trường

Phần 1. Lý thuyết

1. Vấn đề năng lượng và nguyên liệu

Vấn đề về năng lượng và về nhiên liệu đang đặt ra cho nhân loại hiện nay là :

Các nguồn năng lượng, nhiên liệu hoá thạch như dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên… không phải là vô tận mà có giới hạn và ngày càng cạn kiệt.
Khai thác và sử dụng năng lượng hoá thạch còn là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm môi trường và làm thay đổi khí hậu toàn cầu.
Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề năng lượng và nhiên liệu như thế nào trong hiện tại và tương lai?

Hoá học đã nghiên cứu góp phần sản xuất và sử dụng nguồn nhiên liệu, năng lượng nhân tạo thay thế. Như sau :

Điều chế khí metan trong lò biogaz.
Điều chế etanol từ crackinh dầu mỏ để thay thế xăng, dầu.
Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nguyên liệu vô tận là không khí và nước.
Sản xuất khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
Năng lượng được sản sinh ra trong các lò phản ứng hạt nhân được sử dụng cho mục đích hoà bình.
Năng lượng thuỷ điện, năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng thuỷ triều…
Năng lượng điện hoá trong pin điện hoá hoặc acquy.

2. Vấn đề vật liệu

Vấn đề về vật liệu đang đặt ra cho nhân loại là gì ?

Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế và khoa học kĩ thuật, nhu cầu của nhân loại về các vật liệu mới với những tính năng vật lí và hoá học, sinh học mới ngày càng cao.

Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề về vật liệu như thế nào?

Vật liệu có nguồn gốc vô cơ.
Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ.
Vật liệu mới:
- Vật liệu nano (còn gọi là vật liệu nanomet) - Vật liệu quang điện tử.
- Vật liệu compozit.

3. Hoá học và vấn đề thực phẩm

Vấn đề lương thực, thực phẩm đang đặt ra thách thức lớn cho nhân loại hiện nay

Dân số thế giới ngày càng tăng.
Diện tích trồng trọt ngày càng bị thu hẹp.
Vấn đề vi phạm vệ sinh an toàn thực phẩm.

Hoá học đã góp phần giải quyết vấn đề về lương thực, thực phẩm cho nhân loại như : nghiên cứu và sản xuất các chất hoá học có tác dụng bảo vệ, phát triển thực vật, động vật:

Sản xuất các loại phân bón hoá học.
Tổng hợp hoá chất có tác dụng diệt trừ cỏ dại.
Tổng hợp hoá chất diệt nấm bệnh,…
Sản xuất những hoá chất bảo quản lương thực và thực phẩm.
Nghiên cứu chế biến thức ăn tổng hợp.

4. Hoá học và vấn đề may mặc

Vấn đề may mặc đang đặt ra cho nhân loại hiện nay là :

Dân số thế giới gia tăng không ngừng, vì vậy tơ sợi tự nhiên không thể đáp ứng đủ nhu cầu về số lượng cũng như chất lượng.
Nhu cầu của con người không chỉ mặc ấm, mà còn mặc đẹp, hợp thời trang.

Hoá học góp phần giải quyết vấn đề may mặc của nhân loại như :

Góp phần sản xuất ra tơ, sợi hoá học có nhiều ưu điểm nổi bật.
Sản xuất nhiều loại phẩm nhuộm.
Các vật liệu cơ bản để chế tạo các thiết bị chuyên dụng trong các nhà máy dệt và trong ngành dệt may.

5. Hoá học và vấn đề sức khỏe con người

Dược phẩm

Góp phần nghiên cứu thành phần hoá học của một số dược liệu tự nhiên.
Nghiên cứu ra các loại vacxin.
Phòng chống những căn bệnh, nạn dịch của thế kỉ.
Thuốc tránh thai.
Thuốc bổ dưỡng cơ thể.
Chất gây nghiện, chất ma tuý và cách phòng chống ma tuý (dưới dạng những viên thuốc tân dược, bột trắng dùng để hít, viên để uống, dung dịch để tiêm chích).
Nghiện ma tuý sẽ dẫn đến rối loạn tâm, sinh lí, như rối loạn tiêu hoá, rối loạn chức năng thần kinh, rối loạn tuần hoàn, hô hấp. Tiêm chích ma tuý có thể gây trụy tim mạch dễ dẫn đến tử vong.
Hoá học đã nghiên cứu ma tuý, sử dụng chúng như là một loại thuốc chữa bệnh
Luôn nói không với ma tuý.

6. Hoá học và vấn đề ô nhiễm môi trường

Tác hại của ô nhiễm môi trường (không khí, đất, nước) gây suy giảm sức khỏe của con người, gây thay đổi khí hậu toàn cầu, làm diệt vong một số loại sinh vật,…

Thí dụ : hiện tượng thủng tầng ôzôn, hiệu ứng nhà kính, mưa axit, …

Ô nhiễm không khí

Không khí bị ô nhiễm thường có chứa quá mức cho phép nồng độ các khí CO2, CH4 và một số khí độc khác, thí dụ CO, NH3, SO2, HCl,… một số vi khuẩn gây bệnh, bụi,…

Ô nhiễm nước

Nước ô nhiễm thường có chứa các chất thải hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh, các chất dinh dưỡng thực vật, các chất hữu cơ tổng hợp, các hoá chất vô cơ, các chất phóng xạ, chất độc hoá học,…

Ô nhiễm môi trường đất

Đất bị ô nhiễm có chứa độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ được quy định.

Nhận biết môi trường bị ô nhiễm

a) Quan sát qua mùi, màu sắc,…

b) Xác định chất ô nhiễm bằng các thuốc thử.

c) Bằng dụng cụ đo : nhiệt kế, sắc kí, máy đo pH.

Vai trò của hoá học trong việc xử lí chất ô nhiễm

Xử lí ô nhiễm đất, nước, không khí dựa trên cơ sở khoa học hoá học có kết hợp với khoa học vật lí và sinh học.

Phần II. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Ion kim loại X khi vào cơ thể vượt mức cho phép sẽ gây nguy hiếm cho sự phát triển cả về trí tuệ và thể chất con người. Ở các làng nghề tái chế ác quy cũ, nhiều người bị ung thư, trẻ em chậm phát triển trí tuệ, còi cọc vì nhiễm độc ion kim loại này. Kim loại X là

A. đồng. B. magie C. chì D. sắt

Câu 2: Không khí sẽ bị ô nhiễm khi tăng cao nồng độ của chất sau đây?

A. Khí N2 B. Khí O2 C. Khí CO2 D. hơi nước

Câu 3: Theo Tổ chức Y tế Thế giới, nồng độ tối đa cho phép của ion Cd2+ trong nước là 0,005 mg/l. Khi cho dung dịch H2S dư vào 500 ml một mẫu nước thấy có 0,288.10-3 gam kết tủa CdS.

Phát biểu nào sau đây không đúng ?

A. Mầu nước trên chưa bị ô nhiễm cađimi.

B. Kết tủa CdS có màu vàng.

C. Ion Cd2+ thường có trong nước thải công nghiệp.

D. Hàm lượng cađimi có trong mẫu nước là 4.10-6 M.

Phần III. Bài tập tự luyện

Câu 1. Nhiên liệu nào sau đây thuộc loại nhiên liệu sạch đang được nghiên cứu sử dụng thay thế một số nhiên liệu khác gây ô nhiễm môi trường ?

A. Than đá.

B. Xăng, dầu.

B. Khí butan (gaz)

D. Khí hiđro.

Câu 2. Người ta đã sản xuất khí metan thay thế một phần cho nguồn nguyên liệu hoá thạch bằng cách nào sau đây ?

A. Lên men các chất thải hữu cơ như phân gia súc trong lò biogaz.

B. Thu khí metan từ khí bùn ao.

C. Lên men ngũ cốc.

D. Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ trong lò.

Câu 3. Một trong những hướng con người đã nghiên cứu để tạo ra nguồn năng lượng nhân tạo to lớn để sử dụng cho mục đích hoà bình, đó là :

A. Năng lượng mặt trời.

B. Năng lượng thuỷ điện.

C. Năng lượng gió.

D. Năng lượng hạt nhân.

Câu 4. Loại thuốc nào sau đây thuộc loại gây nghiện cho con người ?

A. Penixilin, Amoxilin.

B. Vitamin C, glucozơ.

C. Seđuxen, moocphin.

D. Thuốc cảm Pamin, Panadol.

Câu 5. Cách bảo quản thực phẩm (thịt, cá…) bằng cách nào sau đây được coi là an toàn ?

A. Dùng fomon, nước đá.

B. Dùng phân đạm, nước đá

C. Dùng nước đá hay ướp muối rồi sấy khô.

D. dùng nước đá khô, fomon.

Câu 6. Trường hợp nào sau đây được coi là không khí sạch

A. Không khí chứa 78% N2, 21% O2, 1% hỗn hợp CO2, H2O, H2.

B. Không khí chứa 78% N2, 18% O2, 4% hỗn hợp CO2, H2O, HCl.

C. Không khí chứa 78% N2, 20% O2, 2% hỗn hợp CO2, CH4 và bụi.

D. Không khí chứa 78% N2, 16% O2, 6% hỗn hợp CO2, H2O, H2.

Câu 7. Trường hợp nào sau đây được coi là nước không bị ô nhiễm ?

A. Nước ruộng lúa chứa khoảng 1% thuốc trừ sâu và phân bón hoá học.

B. Nước thải nhà máy có chứa nồng độ lớn các ion kim loại nặng như Pb2+, Cd2+, Hg2+, Ni2+.

C. Nước thải từ các bệnh viện, khu vệ sinh chứa các khuẩn gây bệnh.

D. Nước từ các nhà máy nước hoặc nước giếng khoan không chứa các độc tố như asen, sắt…quá mức cho phép.

Câu 8. Sau bài thực hành hoá học, trong một số chất thải dạng dung dịch, chứa các ion : Cu2+, Zn2+, Fe3+, Pb2+, Hg2+…Dùng chất nào sau đây để xử lí sơ bộ các chất thải trên ?

A. Nước vôi dư. B. HNO3

C. Giấm ăn. D. Etanol.

Câu 9. Khí nào gây hiện tượng mưa axit?

A. CH4. B. NH3.

C. SO2. D. H2.

Câu 10. Chất khí CO (cacbon monoxit) có trong thành phần loại khí nào sau đây ?

A. Không khí. B. Khí tự nhiên.

C. Khí dầu mỏ. D. Khí lò cao.

Câu 11. Trong công nghệ xử lí khí thải do quá trình hô hấp của các nhà du hành vũ trụ hay thuỷ thủ trong tàu ngầm người ta thường dùng hoá chất nào sau đây ?

A. Na2O2 rắn. B. NaOH rắn.

C. KClO3 rắn. D. Than hoạt tính

Câu 12. Nhiều loại sản phẩm hoá học được điều chế từ muối ăn trong nước biển như : HCl, nước Gia-ven, NaOH, Na2CO3.

Tính khối lượng NaCl cần thiết để sản xuất 15 tấn NaOH. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.

A. 12,422 tấn. B. 17,55 tấn.

C. 15,422 tấn. D. 27,422 tấn.

Câu 13. Ancol etylic là sản phẩm trung gian từ đó sản xuất được cao su nhân tạo, tơ sợi tổng hợp. Có thể điều chế Ancol etylic bằng 2 cách sau :

Cho khí etilen (lấy từ cracking dầu mỏ) hợp nước có xúc tác.
Cho lên men các nguyên liệu chứa tinh bột.
Hãy tính lượng ngũ cốc chứa 65% tinh bột để sản xuất được 2,3 tấn ancol etylic. Biết rằng hao hụt trong quá trình sản xuất là 25%.

A. 5,4 tấn. B. 8,30 tấn.

C. 1,56 tấn. D. 1,0125 tấn.

Câu 14. Có thể điều chế thuốc diệt nấm 5% CuSO4 theo sơ đồ sau :

CuS ® CuO ® CuSO4.

Tính khối lượng dung dịch CuSO4 5% thu được từ 0,15 tấn nguyên liệu chứa 80% CuS. Hiệu suất của quá trình là 80%.

A. 1,2 tấn. B. 2,3 tấn.

C. 3,2 tấn. D. 4,0 tấn