Hướng dẫn giải bài tập SGK Hoá học lớp 12 bài 33: Hợp kim của sắt

Bài 1 (trang 151 SGK Hóa 12): Nêu những phản ứng chính xảy ra trong lò cao.

Giải:

Các phản ứng xảy ra trong lò cao:

3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂.

Fe₃O₄ + CO → 3FeO + CO₂.

FeO + CO → Fe + CO₂.

CaCO₃ → CaO + CO₂.

CaO + SiO₂ → CaSiO₃.

C + CO₂ → 2CO.

C + O₂ → CO₂.

Bài 2 (trang 151 SGK Hóa 12): Nêu các phương pháp luyện thép và cho biết ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương pháp.

Giải:

Các phương pháp luyện thép:

- Phương pháp Bet-xơ-me:

+ Phương pháp Bet-xơ-me luyện thép trong lò thổi có hình quả lê, vỏ ngoài bằng thép, bên trong là lát gạch chịu lửa đi -nat. Luồng không khí mạnh thổi vào gang lỏng, đốt cháy các tạp chất trong gang tạo thành thép trong thời gian ngắn.

+ Nhược điểm của phương pháp Bet-xơ-me là không luyện được thép từ gang chứa nhiều photpho và không luyện được thép có thành phần theo ý muốn.

- Phương pháp Mac-tanh:

+ Quá trình luyện thép kéo dài 6 - 8 giờ nên người ta có thể phân tích được sản phẩm và cho thêm những chất cần thiết để chế được các loại thép có thành phần mong muốn.

- Phương pháp lò điện:

+ Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và của gang lỏng tạo ra nhiệt độ cao hơn và dễ điều chỉnh hơn so với các loại lò trên.

+ Phương pháp lò điện có ưu điểm là luyện được những loại thép đặc biệt mà thành phần có những kim loại khó nóng chảy như vonfam, molipđen, crom, ... và không chứa những tạp chất có hại như lưu huỳnh, photpho.

+ Nhược điểm của lò điện là dung tích nhỏ.

Bài 3 (trang 151 SGK Hóa 12): Một loại quặng sắt trong tự nhiên đã được loại bỏ tạp chất. Hòa tan quặng này trong HNO3 thấy có khí màu nâu bay ra, dung dịch thu được cho tác dụng với Ba thấy có kết tủa trắng không tan trong axit mạnh. Loại quặng đó là:

A. Xiderit.

B. Hemantit.

C. Manhetit.

D. Pirit sắt.

Giải:

Đáp án D.

Bài 4 (trang 151 SGK Hóa 12): Để khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ đến Fe thì cần đủ 2,24 lít CO (đktc). Khối lượng sắt thu được là:

A. 15g

B. 16g

C. 17g

D. 18g

Giải:

Đáp án B.

Gọi x là số mol của FeO, y là số mol Fe₃O₄, z là số mol Fe₂O₃, t là số mol Fe

Ta có 17,6 = 72x + 232y + 160z + 56t (1)

Ta có x + 4y + 3z = 0,1

Khối lượng Fe là m = 56(x + 3y + 2z + t)

Từ (1) ta có 17,6 = 56(x + 3y + 2z + t) + 16(x + 4y + 3z)

17,6 = m + 16.0,1

=> m = 16

Bài 5 (trang 151 SGK Hóa 12): Nung một mẫu thép thường có khối lượng 10 g trong O₂ dư thu được 0,1568 lít khí CO₂ (đktc).Thành phần % theo khối lượng của cacbon trong mẫu thép đó là bao nhiêu?

A. 0,82%.

B. 0,84%.

C. 0,85%.

D. 0,86%.

Giải:

Đáp án B.

n_C = n= 0,1568 / 22,4 = 0,007 mol.

m_C = 12.0,007 = 0,084 (g)

%m_C = 0,084 / 10 x 100 = 0,84.

Bài 6 (trang 151 SGK Hóa 12): 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%.

Giải:

Khối lượng sắt có trong tấn gang chứa 95% sắt là: 800 x 95 / 100 = 760 (tấn)

Khối lượng sắt thực tế cần phải có là: 760 x 100 / 99 = 767,68 (tấn)

Có Fe₃O₄ -> 3Fe

232 tấn Fe₃O₄ tạo ra 3 x 56 = 168 tấn Fe.

Muốn có 767,68 tấn sắt, cần 767,68 x 232 / 168 = 1060,13 tấn Fe₃O₄

Khối lượng quặng manhetit cần dùng là: 1060,13 x 100 / 80 = 1325,163 (tấn)