Giải bài tập Hóa 12 nâng cao bài 42

Hóa học 12 - Hợp kim của sắt

VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa 12 nâng cao bài 42, tài liệu gồm 6 bài tập trang 208 SGK kèm theo đáp án sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 12 một cách tốt nhất. Mời các bạn học sinh tham khảo.

Giải bài tập Hóa 12 nâng cao

Bài 1 (trang 208 sgk Hóa 12 nâng cao): Hãy ghép mỗi chữ cái ở cột trái với mỗi số ở cột phải sao cho phù hợp

Lời giải:

A - 2

B - 3

C - l

D - 6

E - 4

Bài 2 (trang 208 sgk Hóa học 12 nâng cao): 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.

Lời giải:

Gang và thép

Gang là hợp kim của sắt với cacbon (2-5%) và một số nguyên tố khác như Si (1 -4%), Mn (0,3-5%), P (0,1 -2%), S (0,01 -1 %).

Gang trắng được dùng để luyện thép. Gang xám được dùng đế đúc các bộ phận của máy, ống dẫn nước, hàng rào, cánh cửa.vv...

Thép là hợp kim của sắt với cacbon (0,01-2%) với một lượng rất nhỏ Si, Mn.

Bài 3 (trang 208 sgk Hóa 12 nâng cao): Hãy cho biết:

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.

Lời giải:

a. Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng CO khử oxit sất thành sắt theo từng giai đoạn:

Fe₂O₃ → Fe₃O₄ → FeO → Fe

Nguyên tắc sản xuất thép: Oxi hóa các tạp chất trong gang.

b. Những nguyên liệu sản xuất gang: Quặng sắt, chất chảy, than cốc

Những nguyên liệu sản xuất thép: Gang trắng hay gang xám. Sắt thép phế liệu, chất chảy là CaO. nhiên liệu là dầu ma dút, khí đốt, khí oxi.

c. Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang và luyện thép

Luyện gang

Luyện thép

Bài 4 (trang 208 sgk Hóa 12 nâng cao): Hãy nêu những ưu điểm và nhược điểm chính của 3 phương pháp luyện thép.

Lời giải:

Phương pháp lò thổi oxy

- O₂ tinh khiết nén dưới áp suất 10 atm được thổi đều trên bề mặt và trong lòng gang nóng chảy, do vậy oxi đã oxi hóa rất mạnh các tạp chất (Si, C,P,S,…)

- Ngày nay 80% thép được sản suất theo phương pháp này.

- Ưu điểm: Phản ứng trong lò gang tỏa nhiều nhiệt, nâng cao chất lượng thép, thời gian ngắn, sản suất được nhiều thép

- Nhược điểm: Không sản suất được thép chất lượng cao

Phương pháp Mac-tanh (lò bằng)

- Nhiên liệu là khí đốt hoặc dầu cùng với không khí và oxi được phun vào phun vào lò để oxy hóa tạp chất trong gang

- Ưu điểm: Có thể bổ sung các nguyên tố trong thép và bổ xung các nguyên tố cần thiết để sản suất ra thép chất lượng cao

- Nhược điểm: Tốn nhiên liệu để đốt lò, từ 5 giờ đến 8 giờ.

Phương pháp lò điện

Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và gang lỏng tỏa ra nhiệt độ 3000 độ C và dễ điều chỉnh hơn các lò trên.

- Ưu điểm là luyện được thép có các thành phần khó nóng chảy như vonfram, modipden.

- Nhược điểm là mỗi mở không lớn, điện năng tiêu thụ cao.

Bài 5 (trang 208 sgk Hóa 12 nâng cao): Người ta luyện gang từ quặng Fe₃O₄ trong lò cao.

a. Viết các phương trình hóa học cho các phản ứng xảy ra.

b. Tính 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%.

Lời giải:

a) Các ptpu

Fe₃O₄ + CO t^o 3FeO + CO₂

FeO + CO t^o Fe + CO₂

b) Phản ứng tổng hợp

Trong 10 tấn gang có 96% Fe có 9,6 tấn sắt

Theo pt: cứ 232 gam Fe₃O₄ tạo ra 3.56 = 168 gam Fe

Vậy để có 9,6 tấn Fe cần lượng Fe₃O₄ là: 9,6 x 232 : 168 = 13,257 tấn

Hiệu suất phản ứng là 87,5% nên lượng Fe₃O₄ cần lấy là:

13,257 x 100 : 87,5 = 15,151 tấn

Mà Fe₃O₄ chỉ chiếm 92,8% khối lượng quặng nên khối lượng quặng cần lấy là:

15,151 x 100 : 92,8 = 16,326 tấn

Bài 6 (trang 208 sgk Hóa 12 nâng cao): a. Viết một số phương trình hóa học của phản ứng xảy ra khi luyện thép từ gang.

b. Cần bao nhiêu muối chứa 80% sắt (III) sunfat để có một lượng sắt bằng lượng sắt trong một tấn quặng hematit chứa 64% Fe₂O₃?

c. Nếu lấy quặng hematit trên đem luyện gang, rồi luyện thép thì từ 10,0 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%.

Lời giải:

a) Một số phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép từ gang

C + O₂ → CO₂

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

2Mn + O₂ → 2MnO

Si + O₂ → SiO₂

b) Trong 1 tấn quặng hematit chứa 64% Fe₂O₃ có khối lượng sắt là:

0,64 x 112 : 160 = 0,448 tấn

Trong hợp chất sắt (III) sunfat thì %Fe = 28 x 80 : 100 = 22,4% khối lượng muối

Khối lượng muối cần lấy để có 0,448 tấn sắt là:

m_muối = 0,448 x 100 : 22,4 = 2 tấn

c) Lấy 10 tấn quặng hematit nói trên để luyện gang, rồi luyện thép với hiệu suất 75% thì khối lượng sắt nguyên chất thu được là: 0,448 x 10 x 75 : (1 x 100) = 3,36 tấn

Khối lượng thép ứng với 99,9 %Fe là : 3,36 x 100 : 99,9 = 3,363 tấn

----------------------------------

Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Giải bài tập Hóa 12 nâng cao bài 42. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.