Bài 1 trang 63 sgk hoá học 9

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

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 độngr..

Bài 2 trang 63 sgk hoá học 9

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

1. Sản xuất gang

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

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.

Bài 3 trang 63 sgk hoá học 9

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

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.

2Fe+ O₂ ------- > 2 FeO

FeO+ C-------- > Fe +CO

2FeCO + Si ----------- > 2 Fe + SiO₂

Bài 4 trang 63 sgk hoá học 9

Những khí thải (C0₂, S0₂...) 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.

Lời giải.

- Khi S0₂ gây ô nhiễm không khí, dộc hại đối với người và động vật; S0₂ là khí gây ra hiện tượng mưa axit: S0₂ + H₂0 -> H₂S0₃, axit sunfurơ tiếp tục bị oxi hóa thành axit sunfuric.

- Khí C0₂ 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 C0₂...

Bài 5 trang 63 sgk hoá học 9

Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây :

a) O₂ + 2Mn \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  2MnO

b) Fe₂0₃ + CO \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) Fe + CO₂

c) O₂  + Si  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  SiO₂

d) O₂  +  S  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  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 ?

Lời giải:

a) O₂ + 2Mn \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  2MnO

b) Fe₂0₃ + 3CO \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) 2Fe + 3CO₂

c) O₂  + Si  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  SiO₂

d) O₂  +  S  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  SO₂

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 sgk hoá học 9

Tính khối lượng quặng hematit chứa \(60\% {\rm{ }}\;F{e_2}{0_3}\) cần thiết để sản xuất được \(1\) tấn gang chứa \(95\%\) Fe. Biết hiệu suất của quá trình là \(80\%\).

Lời giải:

Khối lượng Fe có trong \(1\) tấn gang là: \(1 . \frac{95}{100} = 0,95\) tấn.

                       \(F{e_2}{O_3} + {\rm{ }}3CO{\rm{ }} \to 2Fe{\rm{ }} + {\rm{ }}3C{O_2}\)

Tỉ lệ:                \(160\)                         \(2.56=112\) (tấn)

P.ư:                  \(m\)                            \(0,95\) (tấn)

Khối lương \(F{e_2}{O_3}\), phản ứng: \(m =  \frac{0,95.160}{2.56} = 1,357\) (tấn)        

Vì hiệu suất phản ứng chỉ đạt \(80\%\) nên khối lượng thực tế \(F{e_2}{O_3}\) cần là:

                             \( \frac{1,357.100}{80} = 1,696\) (tấn).    

\(F{e_2}{O_3}\) chỉ chiếm \(60\%\) khối lượng quặng hematit nên khối lượng quặng hematit cần là:

                            m_quặng = \( \frac{1,696.100}{60} = 2,827\) (tấn)

Giaibaitap.me