Nội dung bài học đưa ra phần kiến thức về thành phần, tính chất và ứng dụng từ hợp kim của Sắt như Gang, thép. Nắm bắt được nguyên tắc và quy trình sản xuất Gang, thép.
Gang là hợp kim của sắt với các bon trong đó có từ 2 đến 5% khối lượng các bon, ngoài ra còn một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S,…
Video 1: Thí nghiệm ảo mô phỏng quá trình sản xuất gang
Ở phần bụng lò có nhiệt độ khoảng 15000C Sắt nóng chảy từ thân lò đi xuống bụng lò hoà tan một phần C và một lượng nhỏ Mn, Si….tạo thành gang ( có d = 6,9) chìm xuống dưới, xỉ nhẹ hơn nổi lên trên bảo vệ gang khôing bị oxi hoá. Sau một thời gian tháo xỉ và gang ra.
Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng các bon, cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni,,…)
Thép mềm : chứa không quá 0,1% C. Dễ gia công. ⇒ Ứng dụng kéo sợi, cán thành thép lá dùng để chế tạo các vận dụng trong đời sống, sây dựng nhà cửa,..
Thép cứng: Chứa trên 0,9%C ⇒ Dùng để chế tạo các công cụ, các chi tiết máy,…
Thép đặc biệt: Đưa thêm vào thép thường một số nguyên tố làm cho thép có tính chất đặc biệt.
Thép chứa 13%Mn rất cứng ⇒ Dùng làm máy nghiền đá.
Thép chứa khoảng 20%Cr và 10%Ni rất cứng không gỉ ⇒ Dùng làm dụng cụ gia đình, y tế…
Thép chứa 18%W và 5% Cr rất cứng ⇒ Dùng để chế tạo máy căt, máy phay,…
Đặc điểm | Phương pháp Bet – xơ – me | Phương pháp Mactanh | Phương pháp lò điện |
Sơ đồ | Luyện thép trong lò hình quả lê, vỏ bằng thép bên trong lát gạch chịu lửa. |
| Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và của gang lỏng |
Ưu điểm |
|
| Luyện được những loại thép đặc biệt, thành phần có những kim loại khó nóng chảy như W, Mo, Cr, và không chứa các tạp chất có hại |
Nhược điểm |
|
| Dung tích lò nhỏ, khối lượng mỗi mẻ thép không lớn. |
Cho các phát biểu sau:
(1) Gang là hợp kim của sắt từ 1 đến 3,1% là các nguyên tố C, Si, Mn và S còn lại là Fe.
(2) Thép là hợp kim của sắt trong đó hàm lượng cacbon chiếm 2%.
(3) Thép được sử dụng trong ngành chế tạo máy và máy bay.
(4) Để luyện thép, người ta oxi hóa gang nóng chảy để loại khỏi gang phần lớn các nguyên tố C, P, Si, Mn và S.
(5) Thép đặc biệt là loại thép ngoài những nguyên tố có sẵn như thép thường, còn thêm các nguyên tố được đưa vào là Cr, Ni, Mo, W, Mn...
Các phát biểu nào đúng? Phát biểu nào sai? Giải thích tại sao?
Các phát biểu đúng là (1), (2), (4), (5)
Phát biểu sai là (3). Do thành phần của Thép có chứa 18% W và 5%Cr nên rất cứng, ứng dụng để chế tạo cách máy cắt gọt, phay,...
Để luyện được 800 tấn gang có hàm lượng sắt 95% , cần dùng x tấn quặng manhetit chứa 80% Fe3O4 (còn lại là tạp chất không chứa sắt). Biết rằng lượng sắt bị hao hụt trong quá trình sản xuất là 1%. Giá trị của x là:
\(Fe_3O_4\rightarrow 3Fe\)
\(mFe=800.\frac{95}{100}=760\) (tấn)
\(mFe_3O_4=\frac{760.232}{3.56}.\frac{100}{99}.\frac{100}{80}=1325,16\) (tấn)
Nung một mẫu Thép thường có khối lượng 10 gam trong oxi thu được 0,1568 lít khí CO2. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cacbon có trong mẫu Thép là:
Bảo toàn nguyên tố Cacbon ta có:
nC (trong Thép) = nCO2 = 0,007 (mol)
\(\% C = \frac{{0,07.12}}{{10}}.100 = 84\%\)
Đem nung nóng một lượng quặng hematit (chứa Fe2O3, có lẫn tạp chất trơ) và cho luồng khí CO đi qua, thu được 300,8 gam hỗn hợp các chất rắn, đồng thời có hỗn hợp khí thoát ra. Cho hấp thụ hỗn hợp khí này vào bình đựng lượng dư dung dịch xút thì thấy khối lượng bình tăng thêm 52,8 gam. Nếu hòa tan hết hỗn hợp chất rắn trong lượng dư dung dịch HNO3 loãng thì thu được 387,2 gam một muối nitrat. Hàm lượng Fe2O3 (% khối lượng) trong loại quặng hematit này là:
Hỗn hợp rắn + HNO3 → Fe(NO3)3
\(\Rightarrow n_{Fe(NO_3)_3} = \frac{387,2}{242} = 1,6\ mol\)
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có
\(\begin{matrix} Fe_2O_3 & \rightarrow & 2Fe(NO_3)_3\\ 0,8 & & 1,6 & mol \end{matrix}\)
\(\Rightarrow m\) bình xút tăng \(= m_{CO_2} = 58,2 \Rightarrow n_{CO_2}=0,2\ mol\)
Bảo toàn C:
Quặng + CO → hh rắn + CO2
1,2 1,2 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có
m quặng + mCO = m rắn + mCO2
\(\Rightarrow m\) quặng \(= 300,8 + 44\times 1,2-28\times 1,2 = 320\ g\)
\(\%m_{Fe_2O_3}=0,8\times 160\times \frac{100}{320}=40\%\)
Sau bài học cần nắm:
Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hoá học 12 Bài 33có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.
Gang được sản xuất theo nguyên tắc nào sau đây:
Thép thường là hợp kim chủ yếu được dùng để xây dựng nhà cửa. Vậy thép thường có chứa thành phần chính là kim loại:
Để khử hoàn toàn 8,0 gam bột Fe2O3 bằng khí CO (ở nhiệt độ cao) thì thể tích khí CO (đktc) cần dùng là:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hoá học 12 Bài 33.
Bài tập 1 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 2 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 3 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 4 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 5 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 6 trang 151 SGK Hóa học 12
Bài tập 1 trang 208 SGK Hóa 12 Nâng cao
Bài tập 2 trang 208 SGK Hóa học 12 nâng cao
Bài tập 3 trang 208 SGK Hóa học 12 nâng cao
Bài tập 4 trang 208 SGK Hóa học 12 nâng cao
Bài tập 5 trang 208 SGK Hóa 12 Nâng cao
Bài tập 6 trang 208 SGK Hóa 12 Nâng cao
Bài tập 33.1 trang 77 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.2 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.3 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.7 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.4 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.5 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.6 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.8 trang 78 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.9 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.11 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.10 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.12 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.13 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.14 trang 79 SBT Hóa học 12
Bài tập 33.15 trang 80 SBT Hóa học 12
Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa DapAnHay thảo luận và trả lời nhé.
Gang được sản xuất theo nguyên tắc nào sau đây:
Thép thường là hợp kim chủ yếu được dùng để xây dựng nhà cửa. Vậy thép thường có chứa thành phần chính là kim loại:
Để khử hoàn toàn 8,0 gam bột Fe2O3 bằng khí CO (ở nhiệt độ cao) thì thể tích khí CO (đktc) cần dùng là:
Khử hoàn toàn 4,8 gam Fe2O3 bằng CO dư ở nhiệt độ cao. Khối lượng Fe thu được sau phản ứng là
Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe2O3 cần thiết để sản xuất được 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.
Lấy một mẫu gang nặng 10 gam, nghiền nhỏ rồi nung nóng trong oxi dư thu được 14 gam Fe2O3. Bỏ qua các nguyên tố khác trong gang. Hàm lượng cacbon trong mẫu gang trên là
Hoà tan hoàn toàn 10 gam gang trong dung dịch HNO3 dặc nóng (dư), thu được V lít hỗn hợp 2 khí (đktc). Biết hàm lượng C trong gang là 4,8%, bỏ qua các nguyên tố khác trong gang. Giá trị của V là:
Cho luồng khí CO đi qua ống đựng m gam Fe2O3 nung nóng một thời gian, thu được 6,72 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO3 dư, thu được 0,448 lít khí Y (đktc) duy nhất có tỉ khối so với khí H2 bằng 15. Giá trị của m là:
Cho 14 gam hỗn hợp X gồm CuO và Fe vào 200 ml dung dịch HCl thấy thoát ra 2,8 lít khí H2 (đktc) và có 1,6 gam chất rắn chỉ có một kim loại. Biết rằng dung dịch sau phản ứng chí chứa 2 muối. Nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng là :
1,95M
1,725M.
1,825M.
Trong các loại quặng sắt, quặng chứa hàm lượng % Fe lớn nhất là
Hematit đỏ
Hematit nâu
a) Nguyên tắc luyện quặng thành gang?
b) Nêu các phản ứng chính xảy ra ở lò cao?
Nêu các phương pháp luyện thép và cho biết ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương pháp?
Một loại quặng chứa sắt trong tự nhiên đã được loại bỏ tạp chất. Hòa tan quặng này trong dung dịch HNO3 thấy có khí màu nâu bay ra, dung dịch thu được cho tác dụng với BaCl2 có thấy kết tủa màu trắng (không tan trong axit mạnh). Loại quặng đó là:
A. xiđêrit
B. hematit.
C. manhetit .
D. pirit sắt.
Để khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 đến Fe cần vừa đủ 2,24 lít khí CO (đktc). Khối lượng sắt thu được là:
A. 15 gam.
B. 16 gam.
C. 17 gam.
D. 18 gam.
Nung một mẫu thép thường có khối lượng 10 gam trong O2 dư thu được 0,1568 lít khí CO2 (đktc). Thành phần phần trăm theo khối lượng của cacbon trong mẫu thép đó là:
A. 0,82%.
B. 0,84%
C. 0,85%.
D. 0,86%.
Cần bao nhiêu tấn quặng manhetit chứa 80% Fe3O4 để có thể sản xuất được 800 tấn gang có hàm lượng sắt là 95%. Biết rằng trong quá trình sản xuất, lượng sắt bị hao hụt là 1%.
Hãy ghép mỗi chữ cái ở cột trái với mỗi số ở cột phải sao cho phù hợp:
A. Cacbon | 1. là nguyên tố kim loại |
B. Thép | 2. là nguyên tố phi kim |
C. Sắt | 3. là hợp kim sắt - cacbon (0,01 - 2%) |
D. Xementit | 4. là hợp kim sắt - cacbon (2-5%) |
E. Gang | 5. là quặng hematit nâu |
6. là hợp chất của sắt và cacbon |
Hãy cho biết thành phần các nguyên tố và ứng dụng của:
a. Gang và thép.
b. Gang xám và gang trắng.
c. Thép thường và thép đặc biệt.
a. Nguyên tắc sản xuất gang và nguyên tắc sản xuất thép.
b. Những nguyên liệu sản xuất gang và sản xuất thép.
c. Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang và luyện thép.
Hãy nêu những ưu điểm và nhược điểm chính của 3 phương pháp luyện thép.
Người ta luyện gang từ quặng chứa Fe3O4 trong lò cao.
a) Viết phương trình hoá học cho các phản ứng xảy ra.
b) Tính khối lượng quặng chứa 92,8% Fe3O4 để có 10,0 tấn gang chứa 4% C và một số tạp chất. Giả thiết hiệu suất của quá trình là 87,5%.
a) Viết một số phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi luyện thép từ gang.
b) Cần bao nhiêu tấn muối chứa 80% sắt (III) sunfat để có một lượng sắt bằng lượng sắt trong 1 tấn quặng hematit chứa 64,0% Fe2O3?
c) Nếu lấy quặng hematit trên đem luyện gang, rồi luyện thép thì từ 10 tấn quặng sẽ thu được bao nhiêu tấn thép chứa 0,1%C và các tạp chất. Giả thiết hiệu suất của quá trình là 75%.
Trong các phát biểu sau, phát biểu nào không đúng ?
A. Gang là hợp chất của Fe - C.
B. Hàm lượng C trong gang nhiều hơn trong thép.
C. Gang là hợp kim Fe - C và một số nguyên tố khác.
D. Gang trắng chứa ít cacbon hơn gang xám
Có thể dùng dung dịch nào sau đây để phản ứng hoàn toàn một mẫu gang ?
A. Dung dịch HCl
B. Dung dịch H2SO4 loãng
C. Dung dịch NaOH
D. Dung dịch HNO3 đặc, nóng
Trong quá trình sản xuất gang, xỉ lò là chất nào sau đây?
A. SiO2 và C
B. MnO2 và CaO
C. CaSiO3
D. MnSiO3
Gang là hợp kim của sắt - cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó cacbon chiếm
A. 0,01 - 2% khối lượng.
B. 2 - 5% khối lượng.
C. 8 - 12% khối ỉượng.
D. trên 15% khối lượng.
Y là một loại quặng rnanhetit chứa 69,6% Fe3O4. Khối lượng sắt tối đa có thể điều chế từ 1 tấn Y là
A. 0,504 tấn.
B. 0,405 tấn.
C. 0,304 tấn.
D. 0,404 tấn.
Trong các loại quặng sắt, quặng có hàm lượng sắt cao nhất là
A. hematit nâu.
B. manhetit.
C. xiđerit.
D. hematit đỏ.
Nguyên tắc luyện thép từ gang là
A. dùng O2 oxi hoá các tạp chất Si, P, S, Mn,... trong gang để thu được thép
B. dùng chất khử co khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao.
C. dùng CaO hoặc CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn, C, ... trong gang để thu được thép.
D. tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép.
Có các nguyên liệu : (1) quặng sắt, (2) quặng cromit, (3) quặng boxit, (4) than cốc, (5) than đá, (6) chất chảy CaCO3, (7) SiO2. Nguyên liệu để sản xuất gang gồm
A. 1,3, 4, 5.
B. 1,4,5.
C. 1,3, 5,7.
D. 1,4, 6.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Fe -(1)→ FeCl2 -(2)→ Fe(OH)2 -(3)→ Fe(OH)3 -(4)→ Fe2O3 -(5)→ Fe -(6)→ FeCl3
Các phản ứng oxi hóa khử gồm: (1), (3), (5), (6)
Câu trả lời của bạn
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
→ a + b = 5
(3) dung dịch FeCl2 + Cl2
(4) Fe3O4 + dung dịch HCl
(5) Fe(NO3)2 + HCl
(6) dung dịch FeCl2 + KI
Câu trả lời của bạn
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)
2Fe + 3Cl2 dư → 2FeCl3 (2)
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 (3)
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (4)
9Fe(NO3)2 + 12HCl → 4FeCl3 + 5Fe(NO3)3 + 3NO + 6H2O (5)
FeCl2 + KI → không xảy ra phản ứng.
Câu trả lời của bạn
Tính chất hóa học của kim loại
- Để loại bỏ CuSO4, ta dùng Fe vì sau khi phản ứng thì tạo ra muối FeSO4. Nếu dùng chất khác thì dù loại bỏ được CuSO4 nhưng sẽ vẫn lẫn tạp chất.
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Câu trả lời của bạn
Fe phản ứng với HNO3 trước, sau đó Cu mới phản ứng với HNO3. Khi HNO3 hết thì Fe dư sẽ oxi hóa Fe3+ thành Fe2+. Đề cho trong dung dịch chỉ có một chất tan nên trong dung dịch phản ứng phải có Fe(NO3)2.
Câu trả lời của bạn
Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
Dd X chứa FeSO4, Fe2(SO4)3 và H2SO4
Các chất tác dụng được với X là KMnO4, Cl2, NaClO, Na2CO3
Câu trả lời của bạn
Khi mới bơm lên trong nước có sắt hóa trị 2, nhưng sau một thời gian tiếp xúc với không khí, sắt sẽ chuyển sang hóa trị 3, có màu vàng và nổi váng.
(B) + NaOH → (D) + (G);
(C) + NaOH → (E) + (G);
(D) + ? + ? → (E);
(E) → (F) + ? ;
Thứ tự các chất (A), (D), (F) lần lượt là gì?
Câu trả lời của bạn
A: Fe3O4
D: Fe(OH)2
F: Fe2O3
Câu trả lời của bạn
Fe thụ động trong HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.
Các chất có tính khử : FeO, Fe(OH)2, Fe3O4, Fe(NO3)2, FeSO4, FeCO3
Fe thụ động trong H2SO4 đặc nguội
3) Dung dịch FeSO4 + dung dịch KMnO4 + H2SO4 →
4) Dung dịch FeSO4 + khí Cl2 →
Số phản ứng mà ion Fe2+ bị oxi hóa là bao nhiêu?
Câu trả lời của bạn
Các phản ứng 1, 3, 4
1) FeCl2 + 3AgNO3 → Fe(NO3)3 + 2AgCl + Ag
3) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
4) 6FeSO4 + 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3
Câu trả lời của bạn
Dùng HNO3 để phân biệt Fe2O3 và Fe3O4 vì ở Fe3O4 thoát ra khí không màu hóa nâu trong không khí
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu đỏ)
A. C + CO2 → 2CO
B. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
C. CO + Fe3O4 → 3FeO + CO2
D. CO + FeO → Fe + CO2
Câu trả lời của bạn
Dựa vào quá trình sản xuất gang trong lò cao
Một số phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao:
2Fe3O4+CO2
CO+ Fe3O4 → 3FeO+CO2
Fe+CO2
Phản ứng khử FeO bằng CO xảy ra trong khoảng nhiệt độ từ 700 - 800oC → D không phù hợp
Câu trả lời của bạn
Dựa vào lý thuyết về quá trình sản xuất thép
Nguyên liệu dùng để sản xuất thép là:
(3) sắt thép phế liệu;
(4) gang trắng, gang xám;
(6) CaO;
(8) không khí giàu O2;
(9) nhiên liệu (dầu, khí đốt).
Câu trả lời của bạn
Dựa vào lý thuyết về quá trình sản xuất gang
Trong quá trình sản xuất gang, xỉ lò là CaSiO3.
Câu trả lời của bạn
Dựa vào lý thuyết về quá trình sản xuất gang
Loại quặng sắt dùng để sản xuất gang thường chứa từ 30 – 95% oxit sắt và phải chứa rất ít photpho, lưu huỳnh
(2) Nguyên liệu để sản xuất thép là gang trắng hoặc gang xám, thép phế liệu.
(3) Phản ứng tạo xỉ trong lò cao là: CaO + SiO2 → CaSiO3.
(4) Dùng khí CO khử oxit sắt trong lò cao để sản xuất gang.
Số phát biểu đúng là:
Câu trả lời của bạn
Dựa vào lí thuyết về gang và thép để chọn phát biểu đúng.
Tất cả 4 phát biểu trên đều đúng.
Câu trả lời của bạn
Dựa vào thành phần của gang
- Trong gang có C nên không hòa tan được trong các dung dịch HCl, H2SO4 loãng, NaOH.
- Để hòa tan hoàn toàn mẫu gang ta có thể dùng dung dịch HNO3 đặc, nóng.
Câu trả lời của bạn
X đẩy được kim loại ra khỏi dung dịch muối → X là Al , không thể là K
(2) Gang là hợp chất của sắt và cacbon trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2% đến 5%.N
(3) Nguyên tắc sản xuất gang là khử oxit sắt thành sắt bằng CO
(4) Nguyên tắc sản xuất thép là khử cacbon có trong gang.
Số nhận xét đúng là mấy?
Câu trả lời của bạn
(1) Đúng
(2) Sai vì gang là hợp kim của sắt và cacbon trong đó hàm lượng cacbon chiêm từ 2% đến 5%
(3) Đúng
(4) Sai
Câu trả lời của bạn
+ X và Y được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy → Loại B.
+ X đẩy được kim loại T ra khỏi dung dịch muối → Loại C.
+ Z tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nóng nhưng không tác dụng được với dung dịch H2SO4 đặc nguội → Z là Fe hoặc Al.
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *