Bài 20 Hợp kim sắt Gang, thép Bài 20 1 trang 25 Sách bài tập Hóa học 9 So sánh hàm lượng các nguyên tố trong gang và thép Nêu ứng dụng của gang, thép Lời giải HỢP KIM THÀNH PHẦN KHÁC CACBON CÁC NGUYÊN[.]
Bài 20: Hợp kim sắt: Gang, thép Bài 20.1 trang 25 Sách tập Hóa học 9: So sánh hàm lượng nguyên tố gang thép Nêu ứng dụng gang, thép Lời giải: HỢP KIM THÀNH PHẦN KHÁC CACBON CÁC NGUYÊN TỐ KHÁC Gang – 5% – 3,1% nguyên tố P, Si, S Mn; lại Fe Thép Dưới 2% Dưới 0,8% S, P Mn 0,5% Si; cịn lại Fe Thép đặc Dưới 2% Ngồi ngun tố có sẵn thép thường, cịn biết có thêm nguyên tố đưa vào Cr, Ni, Mo, V, W, Mn,… Ứng dụng: - Gang xám chứa C dạng than chì, dùng để đúc bệ máy, vơ lăng - Gang trắng chứa cacbon cacbon chủ yếu dạng xementit (Fe 3C) nên dùng để luyện thép - Thép: + Thép mềm: làm thép sợi, đinh, bu lông, thép + Thép cứng: làm công cụ, số kết cấu chi tiết máy + Thép hợp kim (thép đặc biệt): thép crom-niken dùng làm đồ dùng gia đình ; thép crom-vanađi dùng làm đường ống, chi tiết động máy bay máy nén ; thép vonfam dùng làm dụng cụ cắt, gọt; thép mangan dùng làm máy nghiền đá, ghi đường sắt, bánh xe đường ray tàu hỏa ; thép silic chế tạo lị xo, nhíp tơ Bài 20.2 trang 25 Sách tập Hóa học 9: Nêu nguyên tắc chung để luyện quặng thành gang Viết phương trình hố học q trình luyện quặng thành gang luyện gang thành thép Lời giải: * Nguyên tắc chung để sản xuất gang: Khử sắt oxit CO nhiệt độ cao Trong lị cao, sắt có hố trị cao bị khử dần đến sắt có hố trị thấp theo sơ đồ: Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe Người ta nạp nguyên liệu vào lò cao thành lớp than cốc lớp quặng (và chất chảy) xen kẽ Khơng khí nóng đưa vào từ phía nồi lị lên Những phản ứng hố học xảy trình luyện quặng thành gang - Phản ứng tạo chất khử CO : Khơng khí nóng nén vào lị cao, đốt cháy hồn t tồn than cốc: C + O2 CO2 Khí CO2 lên trên, gặp than cốc, bị khử thành CO : o t CO2 + C 2CO - CO khử sắt oxit sắt o t 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 o t Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 o t FeO + CO Fe + CO2 Sắt nóng chảy hoà tan phần C, Si, P S tạo thành gang * Những phản ứng hoá học xảy q trình luyện gang thành thép Khơng khí giàu oxi oxi oxi hoá tạp chất gang nóng chảy, - Trước hết, silic mangan bị oxi hoá: o t t Si + O2 SiO2 ; 2Mn + O2 2MnO - Tiếp đến cacbon, lưu huỳnh bị oxi hoá: o o t t 2C + O2 2CO ; S + O2 SO2 - Sau photpho bị oxi hoá: 4P + 5O2 → 2P2O5 Sau tạp chất gang bị oxi hoá hết, có phần sắt bị oxi hố: o o t 2Fe + O2 2FeO Trước kết thúc q trình luyện gang thành thép, cần thêm vào lị lượng gang giàu mangan nhằm mục đích sau: o t - Mn khử sắt (II) FeO thành sắt: Mn + FeO Fe + MnO - Gia tăng lượng định cacbon sắt nóng chảy để loại thép có hàm lượng cacbon ý muốn Bài 20.3 trang 25 Sách tập Hóa học 9: Quặng oxit sắt từ (Fe3O4) chứa 64,15% sắt Hãy tính lượng gang sản xuất từ quặng nói Biết rằng, lị cao có 2% sắt bị theo xỉ lượng sắt có gang 95% Lời giải: o 1.64,15 = 0,6415 100 0,6415.100 Khối lượng Fe có gang: = 0,62867 100 0,62867.100 Khối lượng gang sản xuất được: ≈ 0,662 95 Bài 20.4 trang 25 Sách tập Hóa học 9: Để có thép (98% Fe) cần dùng quặng hematit nâu (Fe2O3.2H2O) ? Hàm lượng hematit nâu quặng 80% Hiệu suất trình phản ứng 93% Lời giải: 1.98 Khối lượng Fe: = 0,98 100 Trong 196 (Fe2O3.2H2O) có 112 Fe 0,98.112 Trong 0,98 Fe cần = 1,715 (Fe2O3.2H2O) 196 1,715.100 Khối lượng quặng: = 2,144 80 2,144.100 Khối lượng quặng thực tế cần dùng: = 2,305 93 Bài 20.5 trang 25 Sách tập Hóa học 9: Dùng 100 quặng Fe3O4 để luyện gang (95% sắt) Tính khối lượng gang thu Cho biết hàm lượng Fe3O4 quặng 80% Hiệu suất trình phản ứng 93% Lời giải: 100.80 Khối lượng Fe3O4: = 80 100 Trong 232 Fe3O4 có 168 Fe 80 Fe3O4 có y Fe 80.168 →y = 57,931 (tấn) 232 57,931.93 Khối lượng Fe để luyện gang: = 53,876 100 53,876 100 Khối lượng gang thu được: = 56,712 95 Khối lượng Fe có quặng: Bài 20.6 trang 26 Sách tập Hóa học 9: Cứ quặng FeCO3 hàm lượng 80% đem luyện thành gang (95% sắt) thu 378 kg gang thành phẩm Tính hiệu suất q trình phản ứng Lời giải: Khối lượng FeCO3 có quặng: 1.80/100 = 0,8 = 800kg Trong 116 kg FeCO3 có 56 kg Fe Vậy 800 kg FeCO3 có z kg Fe 800.56 →z = 386,207 (kg) 116 386,207 100 Khối lượng gang tính theo lí thuyết thu được: = 406,534 kg 96 378 100% = 92,98% H% = 406,534 ... →y = 57 ,93 1 (tấn) 232 57 ,93 1 .93 Khối lượng Fe để luyện gang: = 53,876 100 53,876 100 Khối lượng gang thu được: = 56,712 95 Khối lượng Fe có quặng: Bài 20. 6 trang 26 Sách tập Hóa học 9: Cứ quặng... dùng: = 2,305 93 Bài 20. 5 trang 25 Sách tập Hóa học 9: Dùng 100 quặng Fe3O4 để luyện gang (95 % sắt) Tính khối lượng gang thu Cho biết hàm lượng Fe3O4 quặng 80% Hiệu suất trình phản ứng 93 % Lời giải:... quặng 80% Hiệu suất trình phản ứng 93 % Lời giải: 1 .98 Khối lượng Fe: = 0 ,98 100 Trong 196 (Fe2O3.2H2O) có 112 Fe 0 ,98 .112 Trong 0 ,98 Fe cần = 1,715 (Fe2O3.2H2O) 196 1,715.100 Khối lượng quặng: =