Giải vở bài tập Hóa Học 9 Bài 20: Hợp kim sắt: Gang, thép

Giải vở bài tập Hóa Học 9 Bài 20: Hợp kim sắt: Gang, thép

Nhằm mục đích giúp học sinh dễ dàng làm bài tập về nhà trong Vở bài tập Hóa Học lớp 9, chúng tôi biên soạn giải vở bài tập Hóa Học lớp 9 Bài 20: Hợp kim sắt: Gang, thép hay nhất, ngắn gọn bám sát nội dung sách Vở bài tập Hóa Học 9.

Học theo Sách giáo khoa

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 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 giòn hơn sắt.

2. 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...

II. SẢN XUẤT GANG, THÉP

1. Sản xuất gang như thế nào?

a) Nguyên liệu: quặng sắt; không khí giàu oxi và một số chất phụ gia khác như đá vôi CaCO₃,...

b) Nguyên tắc: 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).

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

2. Sản xuất thép như thế nào

- Nguyên liệu: gang, sắt phế liệu, khí oxi.

- Nguyên tắc: 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.

Bài tập

Bài 1. (Trang 59 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Thế nào là hợp kim ? Thế nào là gang và thép ? Nêu thành phần, tính chất, ứng dụng của gang và thép.

Lời giải:

Bài 2. (Trang 59 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình hoá học.

Lời giải:

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

Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra:

Bài 3. (Trang 59 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hoá học.

Lời giải:

Nguyên tắc luyện gang thành thép: oxi hóa một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố cacbon, silic, mangan,…

Phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra:

Bài 4. (Trang 59 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) 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.

Lời giải:

Những khí thải trong quá trình luyện gang, thí dụ như SO₂ , CO₂ có ảnh hưởng đến môi trường xung quanh: Khí SO₂ gây ra hiện tượng mưa axit. Khí CO₂ gây ra hiệu ứng “nhà kính”, làm nhiệt độ Trái Đất nóng lên làm tan băng ở hai cực.

Biện pháp chống ô nhiễm 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 60 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây :

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:

Lập các phương trình hóa học theo sơ đồ sau:

Phản ứng (b) xảy ra trong quá trình luyện gang

Phản ứng (a), (c), (d) xảy ra trong luyện thép

Chất oxi hóa là O₂, Fe₂O₃; chất khử là Mn, CO, Si, S.

Bài 6. (Trang 60 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe₂O₃ cần thiết để sản xuất được 11 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.

Lời giải:

Khối lượng Fe có trong 11 tấn gang

Theo phương trình, khối lượng Fe₂O₃ phản ứng

Với hiệu suất 80% thì khối lượng Fe₂O₃ cần

Khối lượng quặng hematit chứa 60%

Bài tập bổ sung

Bài 1. (Trang 61 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Dùng 2,3 tấn quặng chứa 80% hemantit nâu (Fe₂O₃.2H₂O) có thể sản xuất được bao nhiêu tấn thép (chứa 98% Fe), nếu hiệu suất quá trình phản ứng là 93%.

Lời giải:

Khối lương hemantit nâu trong quặng

Trong 196 tấn (Fe₂O₃.2H₂O) có 112 tấn Fe

1,84 tấn (Fe₂O₃.2H₂O) có x tấn

Do hiệu suất là 93% nên khối lượng sắt thu được là:

Khối lượng thép chứa 98%sắt thu được là:

Bài 2. (Trang 61 Vở Bài Tập Hóa học 9 ) Dùng 100 tấn quặng có hàm lượng 80% Fe₃O₄ để luyện gang (95% Fe) với hiệu suất quá trình phản ứng là 93% thì khối lượng gang thu được là:

      A. 28,356 tấn

      B. 56,712 tấn

      C. 40,234 tấn

      D. 63,786 tấn

Lời giải:

Kết quả đúng: B

Khối lượng Fe₃O₄ có trong 100 tấn quặng là: (100.80): 100 = 80 tấn

Khối lượng gang thu được là: