Bài 33: Hợp kim của sắt

Lý thuyết

• Câu 1. (Trang 151 SGK)
• Câu 2. (Trang 151 SGK)
• Câu 3. (Trang 151 SGK)
• Câu 4. (Trang 151 SGK)
• Câu 5. (Trang 151 SGK)
• Câu 6. (Trang 151 SGK)

Câu 1. (Trang 151 SGK)

Nêu những phản ứng chính xảy ra trong lò cao.

Hướng dẫn giải

• Phản ứng tạo chất khử CO.

C + O₂ →(t^o) CO₂

CO₂ + C →(t^o)  2CO

• Phản ứng khử sắt oxit

3Fe₂O₃ + CO →(t^o)  2Fe₃O₄ + CO₂

Fe₃O₄ + CO →(t^o)  3FeO + CO₂ ↑

FeO + CO →(t^o)  Fe  + CO₂ ↑

• Phản ứng tạo xỉ.

CaCO₃ →(t^o)  CaO + CO₂↑

CaO + SiO₂ →(t^o)  CaSiO₃.

Câu 2. (Trang 151 SGK)

Nêu các phương pháp luyện thép và cho biết ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương pháp.

Hướng dẫn giải

Phương pháp Bet – xơ – me:

Ưu điểm:

• Thời gian luyện thép nhanh (15’), khoảng cách giữa 2 lần luyện ngắn ( 30 – 40 phút)
• Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít
• Không cần nhiên liệu.

Nhược điểm:

• Không luyện được thép từ gang.
• Thời gian luyện thép nhanh, không luyện được thép theo ý muốn
• Chất lượng thép không cao chứa nhiều phốt pho.

Phương pháp Mactanh ( lò Mactanh)

Ưu điểm:

• Tận dụng được thép phế liệu đề luyện thép.
• Luyện được những loại thép chất lượng cao, có thành phần như ý muốn
• Khối lượng thép mỗi mẻ lớn ( 100 – 200 tấn)

Nhược điểm

• Tốn nhiên liệu
• Thời gian luyện thép mỗi mẻ dài ( 10 – 12 giờ)

Phương pháp lò điện.

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.  

Câu 3. (Trang 151 SGK)

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.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Hòa tan quặng này trong dung dịch HNO₃ thấy có khí màu nâu bay ra => trong quặng có Fe (II)

Mặt khác dung dịch thu được cho tác dụng với BaCl₂  có thấy kết tủa màu trắng (không tan trong axit mạnh) => kết tủa đó là BaSO₄ =>trong quặng có S

=>Quặng đó là pirit (FeS₂)

Câu 4. (Trang 151 SGK)

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

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

m_hh+m_CO=m_Fe+m_CO2

=> m_Fe = 17,6 + 0,1 . 1,28 - 0,1.44 = 16 (gam).

Câu 5. (Trang 151 SGK)

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%.

Hướng dẫn giải

Đáp án B.

Trong thép chưa Fe và C =>khí CO₂ sinh ra khí nung có số mol bằng số C trong thép

N_C = n_CO = 0,1568/22,4 = 0,007 (mol)

=>m_C = 0,007 . 12 = 0,084 (g)

=>%C = (0,84 /10) . 100% = 0,84%

Câu 6. (Trang 151 SGK)

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%.

Hướng dẫn giải

Khối lượng sắt có trong tấn gang chứa 95% sắt là : 

m_Fe = 800.95%=760 (tấn).

Khối lượng sắt thực tế cần phải có là : 

m_Fe  = 760 / 99% =767,68 (tấn).

Khối lượng Fe₃O₄ cần dùng là: (767,68.232)/(56.3) = 1060,13 (tấn)

Khối lượng quặng manhetit cần dùng là : 1060,13 / 80% = 1325,163 (tấn).