Lý thuyết Hóa 9 Hợp kim sắt Gang, thép 1 Hợp kim sắt Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim a Gang Gang là hợp kim c[.]
Lý thuyết Hóa Hợp kim sắt: Gang, thép Hợp kim sắt Hợp kim chất rắn thu sau làm nguội hỗn hợp nóng chảy nhiều kim loại khác kim loại phi kim a Gang Gang hợp kim sắt với cacbon, hàm lượng cacbon chiếm từ - 5%, ngồi cịn có lượng nhỏ ngun tố khác Si, Mn, S, Gang cứng giịn sắt Có hai loại gang: gang trắng gang xám Gang trắng dùng để luyện thép, gang xám dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, b Thép Thép hợp kim sắt với cacbon số nguyên tố khác, hàm lượng cacbon chiếm 2% Thép có nhiều tính chất lí, hóa quý sắt Thép dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo máy, dụng cụ lao động Sản xuất gang, thép a Sản xuất gang Nguyên liệu sản xuất gang quặng sắt, thí dụ quặng manhetit (chứa Fe3O4), quặng hematit; than cốc (than tinh chế); khơng khí giàu oxi số chất phụ gia khác đá vôi CaCO3, Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng cacbon oxit khử oxit sắt nhiệt độ cao lị luyện kim Q trình sản xuất gang lò luyện kim (lò cao) Phản ứng tạo thành khí CO: C + O2 → CO2 C + CO2 → 2CO Phản ứng khử oxit sắt thành sắt: 3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2 Sắt nóng chảy hịa tan cacbon tạo thành gang Đá vơi bị phân hủy thành CaO, kết hợp vơi SiO2 có quặng tạo thành xỉ CaO + SiO3 → CaSiO3 Xỉ nhẹ lên đưa cửa tháo xỉ b Sản xuất thép Nguyên liệu sản xuất thép gang, sắt phế liệu, khí oxi Nguyên tắc sản xuất thép oxi hóa số kim loại, phi kim để loại khỏi gang phần lớn nguyên tố cacbon, silic, mangan, Quá trình luyện thép thực lị Bet-xơ-me Khí oxi oxi hóa nguyên tố gang C, Mn, Si, Sản phẩm thu thép 2Fe + O2 → 2FeO FeO + C → Fe + CO 2FeCO + Si → 2Fe + SiO2 Giải tập Hóa Bài 20 trang 63 Câu Thế hợp kim? Thế gang thép? Nêu thành phần, tính chất, ứng dụng gang thép Gợi ý đáp án Hợp kim chất thu sau làm nguội hỗn hợp nóng chảy nhiều kim loại khác hỗn hợp kim loại phi kim - Gang hợp chất sắt với cacbon, hàm lượng cacbon chiếm từ 2% đến 5% Ngồi gang cịn có số ngun tố khác Si, Mn, S Thép hợp kim sắt cacbon số nguyên tố khác, hàm lượng cacbon chiếm 2% - Ứng dụng gang thép: Gang, thép có nhiều ứng dụng sản xuất, kĩ thuật đời sống Gang trắng dùng để luyện thép, gàn xám dùng để chế tạo máy móc, thiết bị Thép dùng để chế tạo nhiều chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao động Đặc biệt thép dùng để làm vật liệu xây dựng nhà cửa, cầu cống phương tiên giao thồn vận tải (tàu thủy, tàu hỏa, ô tô, xe gắn máy, xe đạp ) Câu Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang viết phương trình phản ứng hóa học Gợi ý đáp án Nguyên tắc sản xuất gang : Dùng cacbon oxit khử oxit sắt nhiệt độ cao lò luyện kim (lò cao) Các phương trình hóa học xảy : C + O2 → CO2 C + CO2 → 2CO Khí CO khử oxit sắt quặng thành sắt: 3CO + Fe2O3 → 3CO2 ↑ + 2Fe MnO2 + 2CO → Mn + 2CO2 ↑ SiO2 + 2CO → Si + 2CO2 ↑ Sắt nóng chảy hịa tan cacbon số ngun tố khác tạo thành gang Câu Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép viết phương trình hóa học Gợi ý đáp án Nguyên tắc luyện gang thành thép: Loại khỏi gang phần lớn nguyên tố cacbon, silic, mangan Thổi khí oxi vào lị đựng gang nóng chảy, khí oxi oxi hóa sắt thành FeO Sau FeO oxi hóa số nguyên tố gang C, Mn, Si, P, S Ví dụ: 2Fe + O2 → 2FeO FeO + C → Fe + CO 2FeO + Si → 2Fe + SiO2 FeO + Mn → Fe + MnO Câu Những khí thải (CO2, SO2 ) q trình sản xuất gang, thép có ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh? Dẫn số phản ứng để giải thích Thử nêu biện pháp để chống nhiễm môi trường khu dân cư gần sở sản xuất gang thép Gợi ý đáp án Những khí thải q trình luyện gang, thí dụ SO2, CO2 ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh – Khí SO2 gây nhiễm khơng khí, độc hại cho người động thực vật – Làm cho nồng độ axit nước mưa cao mức bình thường SO2 + H2O → H2SO3 H2SO3 tiếp tục bị oxi hóa thành H2SO4 CO2 + H2O → H2CO3 Biện pháp chống ô nhiễm mơi trường: – Xây dựng hệ thống liên hồn xử lí khí thải độc hại trước đưa khí thải ngồi khơng khí – Trồng vành đai xanh để háp thụ khí CO2 Câu Hãy lập phương trình hố học theo sơ đồ sau a) O2 + 2Mn 2MnO b) Fe2O3 + CO Fe + CO2 c) O2 + Si SiO2 d) O2 + S SO2 Cho biết phản ứng xảy trình luyện gang, phản ứng xảy trình luyện thép, chất chất oxi hố, chất chất khử? Gợi ý đáp án a) O2 + 2Mn 2MnO b) Fe2O3 + 3CO c) O2 + Si SiO2 d) O2 + S SO2 2Fe + 3CO2 Phản ứng xảy trình luyện gang (b), phản ứng xảy luyện thép (a), (c), (d) Chất oxi hóa O2, Fe2O3; chất khử Mn, CO, Si, S Câu Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe2O3 cần thiết để sản xuất gang chứa 95% Fe Biết hiệu suất trình 80% Gợi ý đáp án Khối lượng Fe có gang = x (95/100) = 0,95 Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Tỉ lệ: 160 2,56 (tấn) P.ư: m 0,95 Khối lương Fe2O3, phản ứng: m = (0,95.160)/(2.56) = 1,357 Vì hiệu suất phản ứng đạt 80% nên khối lượng thực tế cần là: (1,357.100)/80 = 1,696 Fe2O3 chiếm 60% khối lượng quặng sắt nên khối lượng quặng sắt cần là: mquặng = (1,969.100)/60 = 2,827