Giải bài 1,2,3, 4,5,6 trang 63 SGK Hóa 9: Hợp kim sắt gang thép

Giải bài 1,2,3, 4,5,6 trang 63 SGK Hóa 9: Hợp kim sắt gang thép

[Bài 20 – Hóa lớp 9] Tóm tắt kiến thức cần nhớ và giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 63 SGK Hóa 9: Hợp kim sắt: gang, thép – Chương 2.

I. HỢP KIM CỦA 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.

1. Gang

Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như Si, Mn, s,… Gang cứng và dòn hơn sắt.

Có hai loại gang: gang trắng và gang xám. Gang trắng dùng để luyện thép, gang xám dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước,…

2. Thép

Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.

Thép có nhiều tính chất lí, hóa quý hơn sắt. Thép được dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo máy, dụng cụ lao động_r..

II. SẢN XUẤT GANG, THÉP

1. Sản xuất gang

a) Nguyên liệu sản xuất gang là quặng sắt, thí dụ quặng manhetit (chứa Fe₃0₄), quặng hematit; than cốc (than đã được tinh chế); không khí giàu oxi và một số chất phụ gia khác như đá vôi CaCO₃,…

b) Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.

c) Quá trình sản xuất gang trong 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 + Fe₂0₃ → 2Fe + 3C0₂

Sắt nóng chảy hòa tan một ít cacbon tạo thành gang.

– Đá vôi bị phân hủy thành CaO, kết hợp vơi SiO₂ có trong quặng tạo thành xỉ.

CaO + SiO₃ → CaSiO₃

Xỉ nhẹ nổi lên trển và được đưa ra ở cửa tháo xỉ.

2. Sản xuất thép

– Nguyên liệu sản xuất thép là gang, sắt phế liệu, khí oxi.

– Nguyên tắc sản xuất thép là oxi hóa một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố cacbon, silic, mangan,…

– Quá trình luyện thép được thực hiện trong lò Bet-xơ-me. Khí oxi

oxi hóa các nguyên tố trong gang như C, Mn, Si,..

Sản phẩm thu được là thép.

Hướng dẫn giải bài tập SGK Hóa 9 trang 63

Bài 1: Thế nào là hợp kim ? Thế nào là gang và thép ? Nêu thành phần, tính chất, ứng dụng của gang và thép.

Học sinh xem phần lý thuyết phía trên.

Bài 2: Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình hoá học.

Học sinh xem phần lý thuyết phía trên.

Bài 3: Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hoá học.

Học sinh xem phần lý thuyết phía trên.

Bài 4 Hóa 9 trang 63: Những khí thải (CO₂, SO₂…) trong quá trình sản xuất gang thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh ? Dấn ra một số phản ứng để giải thích. Thử nêu biện pháp để chống ô nhiễm môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang thép.

Giải bài 4:

– Khi SO₂ gây ô nhiễm không khí, dộc hại đối với người và động vật; SO₂ là khí gây ra hiện tượng mưa axit: SO₂ + H₂O -> H₂SO₃, axit sunfurơ tiếp tục bị oxi hóa thành axit sunfuric.

– Khí CO₂ gây ra hiệu ứng “nhà kính”, làm nhiệt độ Trái Đất nóng lên làm tan băng ở hai cực.

– Các biện pháp bảo vệ môi trường: Xây hệ thống liên hoàn xử lí khí thải độc hại trước khi dưa khí thải ra ngoài không khí; Trồng vành đai cây xanh để hấp thụ CO₂…

Bài 5. trang 63 Hóa 9 Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây :

a) O₂+ 2Mn→t⁰  2MnO

b) Fe₂0₃+ CO→t⁰ Fe + CO₂

c) O₂+ Si  →t⁰  SiO₂

d) O₂+  S  →t⁰  SO₂

Cho biết phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện gang, phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện thép, chất nào là chất oxi hoá, chất nào là chất khử ?

Giải bài 5: a) O₂+ 2Mn →t⁰ 2MnO

b) Fe₂0₃+ 3CO →t⁰2Fe + 3CO₂

c) O₂+ Si  →t⁰SiO₂

d) O₂+  S  →t⁰SO₂

Phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang là (b), phản ứng xảy ra trong luyện thép là (a), (c), (d).

Chất oxi hóa là O₂, Fe₂0₃; chất khử là Mn, CO, Si, S.

Bài 6 trang 63: Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe₂0₃ cần thiết để sản xuất được 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.

Đáp án bài 6: Khối lượng Fe có trong 1 tấn gang = 1 x 95/100 = 0,95 tấn.                       Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Tỉ lệ:                160                2. 56 (tấn)

P.ư:                  m                   0,95

Khối lượng Fe₂O₃, phản ứng: m = (0,95 . 160)/(2.56) = 1,357 tấn        

Vì hiệu suất phản ứng chỉ đạt 80% nên khối lượng thực tế cần là:

(1,357 . 100)/80 = 1,696 tấn.

Fe₂O₃ chỉ chiếm 60% khối lượng quặng sắt nên khối lượng quặng sắt cần là:

m_quặng = (1,969 . 100) = 2,827 tấn