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
FeCO3 ; Fe(NO3)2 ; FeS ; FeS2
Câu trả lời của bạn
Quặng sắt boxit có thành phần chính là Al2O3
Câu trả lời của bạn
Tất cả các chất đều phản ứng
Câu trả lời của bạn
Dựa vào dãy điện hóa
Đồng thời không là thay đổi khối lượng Ag nên không dùng chất có phản ứng với Ag.
Câu trả lời của bạn
Fe + H2SO4 loãng → H2
Nhiệt phân KNO3 → O2
KMnO4 + HCl đặc → Cl2
Câu trả lời của bạn
Al ; Fe2O3 ; Fe(OH)3
(3) Fe(OH)3 + H2SO4 đặc →
(4) Fe3O4 + H2SO4 loãng
(5) Cu + H2SO4 loãng + dung dịch NaNO3 →
(6) FeCO3 + H2SO4 đặc →
Số phản ứng hóa học trong đó H2SO4 đóng vai trò là chất oxi hóa là?
Câu trả lời của bạn
Các phản ứng : (1) , (2) , (6)
Câu trả lời của bạn
Chỉ chứa 1 chất tan và kim loại dư → Fe2+ là chất tan
Câu trả lời của bạn
X gồm Fe2+ ; Fe3+ ; H+; SO42-
Các chất thỏa mãn: H2S, NaOH, Cu, Fe(NO3)2, KMnO4, BaCl2, Cl2 và Al
N2 + 3H2 ↔ 2NH3.
Nhận xét nào sau đây là đúng khi nói về vai trò của Fe trong phản ứng trên?
Câu trả lời của bạn
Chất xúc tác chỉ làm tăng tốc độ phản ứng mà không làm chuyển dịch cân bằng.
Câu trả lời của bạn
Để không làm thay đổi khối lượng Ag thì dùng FeCl3
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
Cu + 2FeCl3 → 2FeCl2 + CuCl2
Câu trả lời của bạn
2Fe + 1,5O2 → Fe2O3
2FeCO3 + 0,5O2 → Fe2O3 + 2CO2
2FeS2 + 5,5O2→ Fe2O3 + 4SO2
Vì sau phản ứng thì áp suất trong bình không đổi
→ Số mol O2 phản ứng = số mol khí sinh ra
→ 0,75a + 0,25b + 2,75c = b + 2c
→ a +c = b
Câu trả lời của bạn
Các thứ tự phản ứng có thể xảy ra :
(1) Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + 2Ag
(2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag
(3) Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag
Chất rắn Y chứa 2 kim loại → Y: Ag ; Fe → không có phản ứng (3)
X chứa 2 muối đó là Mg(NO3)2 và Fe(NO3)2
(2) Thả một viên Fe vào dung dịch Cu(NO3)2.
(3) Thả một viên Fe vào dung dịch FeCl3.
(4) Nối một dây Cu với một dây Fe rồi để trong không khí ẩm.
(5) Đốt một dây Fe trong bình kín chứa đầy khí O2.
(6) Thả một viên Fe vào dung dịch chứa đồng thời CuSO4 và H2SO4 loãng.
Trong các thí nghiệm trên, thí nghiệm mà Fe không bị ăn mòn điện hóa học là
Câu trả lời của bạn
Điều kiện ăn mòn điện hóa :
+) 2 điện cực khác bản chất
+) 2 điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn
+) 2 điện cực nằm trong dung dịch điện ly
Câu trả lời của bạn
Điện phân nóng chảy NaOH và NaCl
4NaOH → 4Na + O2 + 2H2O
2NaCl → 2Na + Cl2
(c). Cho FeO vào dd HNO3 loãng (dư).
(d). Cho Fe vào dd AgNO3 dư.
(e). Cho Fe3O4 vào dd H2SO4 loãng (dư).
(f). Cho dd Fe(NO3)2 vào dd HCl.
(g). Cho Fe3O4 vào dd HI (dư).
Trong các thí nghiệm trên, số thí nghiệm tạo ra muối Fe(III) là
Câu trả lời của bạn
(a) ; (c) ; (d) ; (e) ; (f)
(2) Điện phân dung dịch AgNO3.
(3) Cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch NaOH sau đó thu lấy kết tủa đem nhiệt phân.
(4) Nhiệt phân AgNO3.
Trong các cách điều chế trên, có bao nhiêu cách có thể áp dụng để điều chế Ag từ AgNO3 ?
Câu trả lời của bạn
Các phản ứng:
1. Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag
2. 4AgNO3 + 2H2O → 4Ag + 4HNO3 + O2
3. 2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O + H2O + 2NaNO3
2Ag2O → O2 + 4Ag
4. 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
Câu trả lời của bạn
Số mol Cu(NO3)2 và KCl lần lượt là 0,1 và 0,4 mol
Tại catot lần lượt xảy ra các quá trình:
(1) Cu2+ +2e → Cu
(2) 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Tại anot lần lượt xảy ra các quá trình:
(a) 2Cl- → Cl2 + 2e
(b) 2H2O → 4H+ + O2 + 4e
Nhận xét: trong số các ion do muối điện li ra chỉ có Cu2+ và Cl- bị điện phân ở các điện cực.
Nếu Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, tổng khối lượng dung dịch giảm:
(0,1.64 + 0,4.35,5) = 20,6 (gam) < 34,3 gam
→ Cu2+ và Cl- bị điện phân hết, nước tham gia phản ứng ở cả 2 điện cực
Gọi mol H2 thoát ra ở catot là x
O2 thoát ra ở anot là y.
Ta có:
Bảo toàn e: 0,2 + 2x = 0,4 + 4y (1)
Tổng khối lượng giảm: 64.0,1 + 2x + 71.0,2 = 34,3 (2)
Giải hệ phương trình (1)và (2) ta được: x = 0,85; y = 0,375
Sau khi điện phân trong dung dịch có:
K+ (0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 2.0,85 = 1,7 mol); H+ (4.0,375 = 1,5 mol)
Sau phản ứng trên còn dư 0,2 mol OH-
→ Dung dịch cuối cùng có K+( 0,4 mol); NO3- ( 0,2 mol); OH- ( 0,2 mol)
→ Có 0,2 mol KNO3 và 0,2 mol KOH
Nồng độ các chất còn lại trong dung dịch là: KNO3 0,2 M; KOH 0,2 M
Câu trả lời của bạn
Theo đề ta có: 3x + 2y = 0,1 (1)
Khi dẫn hỗn hợp khí X qua hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 dư, chỉ có CuO phản ứng:
Khí và hơi Y thoát ra gồm: (x+y) mol CO2 và (2x+ y) mol H2O
Dẫn Y qua dung dịch Ca(OH)2 dư, sẽ có phản ứng
Trong phần nước lọc, khối lượng giảm 1,16 gam
→ 100.(x+y) – 44(x+ y) – 18(2x+y) = 1,16 (2)
Giải hệ (1) và (2) → x = y = 0,02 mol
Số mol kim loại Cu tạo ra là: 2x + 2y =0,08 mol
Khối lượng kim loại có trong m là 5,12 gam
Câu trả lời của bạn
Sắt bị ăn mòn điện hoá tạo gỉ sắt màu nâu đỏ
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *