Bài tập Hợp kim của Sắt (Fe): Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 151 SGK Hóa 12 bài 33

Nội dung bài viết này các em sẽ vận dụng kiến thức lý thuyết ở trên để giải một số bài tập Hợp kim của Sắt (Fe): Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 151 SGK Hóa 12 bài 33, qua đó rèn luyện được kỹ năng giải bài tập đồng thời giúp ghi nhớ kiến thức lý thuyết tốt hơn.

* Bài 1 trang 151 SGK Hóa 12: Nêu các phản ứng xảy ra ở lò cao?

> Lời giải:

Những phản ứng chính xảy ra trong lò cao là:

C + O₂   CO₂.

C + CO₂   2CO.

3Fe₂O₃ + CO    2Fe₃O₄ + CO₂.

Fe₃O₄ + CO   3FeO + CO₂.

FeO + CO    Fe + CO₂.

CaCO₃   CaO + CO₂.

CaO + SiO₂    CaSiO₃.

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

> Lời giải:

• Phương pháp lò thổi oxy

- O2 tinh khiết nén dưới áp suất 10 atm được thổi đều trên bề mặt và trong lòng gang nóng chảy, do vậy oxi đã oxi hóa rất mạnh các tạp chất (Si, C,P,S,...)

- Ngày nay 80% thép được sản suất theo phương pháp này.

- Ưu điểm :Phản ứng trong lò gang tỏa nhiều nhiệt, nâng cao chất lượng thép, thời gian ngắn, sản suất được nhiều thép

- Nhược điểm: không sản suất được thép chất lượng cao 

• Phương pháp Mac-tanh (lò bằng)

- Nhiên liệu là khí đốt hoặc dầu cùng với không khí và oxi được phun vào lò để oxy hóa tạp chất trong gang

- Ưu điểm: Có thể bổ sung các nguyên tố trong thép và bổ sung các nguyên tố cần thiết để sản xuất ra thép chất lượng cao

- Nhược điểm:Tốn nhiên liệu để đốt lò , từ 5 giờ đến 8 giờ.

• Phương pháp lò điện

Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và gang lỏng tỏa ra nhiệt độ 3000 độ C và dễ điều chỉnh hơn các lò trên.

- Ưu điểm là luyện được thép có các thành phần khó nóng chảy như vonfram, molipden, crom,... và không chứa những tạp chất có hại như lưu huỳnh, photpho.

- Nhược điểm là dung tích không lớn, điện năng tiêu thụ cao

* 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.

> Lời giải:

• Chọn đáp án: D. pirit sắt

- Hòa tan quặng vào HNO₃ thoát ra khí màu nâu là NO₂.

- Dung dịch thu được cho tác dụng với dd BaCl₂ → kết tủa trắng là BaSO₄ (không tan trong axit mạnh)

⇒ Quặng sắt ban đầu là FeS₂

- Các phương trình hoá học của phản ứng:

 FeS₂ + 18HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 2H₂SO₄ + 15NO₂↑ + 7H₂O

 BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl

* 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

> Lời giải:

• Chọn đáp án: B. 16g

- Theo bài ra, ta có: n_CO = 2,24/22,4 = 0,1 (mol).

- PTPƯ: Fe_xO_y + yCO → xFe + yCO₂

- Theo PTPƯ: n_CO2 = n_CO = 0,1 (mol)

- 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(g).

* 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%.

> Lời giải:

• Chọn đáp án: B. 0,84%.

- Theo bài ra, ta có: n_CO2 = 0,1568/22,4 = 0,007 (mol).

- PTPƯ: C + O₂   CO₂↑

- Theo PTPƯ: n_C = n_CO2 = 0,007 (mol).

⇒ m_C = 0,007.12 = 0,084 (g).

⇒ %m_C = (0,084/10).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%.

> Lời giải:

Khối lượng Fe có trong gang là m_Fe = (800.95)/100 = 760 (tấn)

Khối lượng sắt thực tế cần để sản xuất gang (bị hao hụt 1%)

m_Fe = (760.100)/99 = 767,68 (tấn)

 Fe₃O₄ + 4C → 4CO + 3Fe

 232                         3.56

 x ?                       767,68 (tấn)

- Theo PTPƯ khối lượng Fe₃O₄ là: m_Fe3O4 = (767,68.232)/3.56 = 1060,13 (tấn)

⇒ Khối lượng quặng manhetit là m = (1060,13.100)/80 = 1325,163 (tấn)