Bài giảng Hợp kim của sắt (tiết 2)

ĐẶNG CÔNG ANH TUẤN
HỢP KIM CỦA SẮT
I. GANG
Gang là hợp kim của sắt với cacbon. Trong gang có từ 2- 5% khối lượng cacbon, ngoài ra còn có các nguyên tố Si, Mn S, 
Gang có hai loại, gang trắng và gang xám.
Gang trắng Gang trắng chứa ít cacbon, rất ít silic, chứa nhiều xementit Fe3C.
Gang trắng rất cứng và giòn, được dùng để luyện thép.
Gang xám Gang xám chứa nhiều cacbon và silic. Gang xám ít cứng và kém giòn hơn gang trắng, khi nóng chảy tạo thành chất lỏng linh động và khi hóa trắng thì tăng thể tích nên nó dùng để đúc các bộ phân của máy, ống nước, 
Sản xuất gang
Nguyên liệu
Quặng sắt dùng để sản xuất gan chứa 30-95% oxit sắt, không chứa hoặc chứa ít lưu huỳnh, photpho.
Than cốc: Cung cấp nhiệt và tạo khí CO.
Chất chảy CaCO3: Tạo thành xỉ silicat ngăn cản gang với không khí.Phản ứng ứng xảy ra ở lò cao
Phản ứng tạo thành chất khử CO. 
Ở 18000C : 
Phản ứng khử oxit sắt
Ở 4000C : 
Ở nhiệt độ 500-6000C: 
Ở 700-8000C : 
Phản ứng tạo xỉ
Ở 10000C 
Các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao
II. THÉP
Thép là hợp kim của sắt với cacbon. Trong thép có từ 0,01-2% khối lượng cacbon, ngoài ra có một số nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, .
Thép được phân thành hai nhóm: thép thường (hay thép cacbon) và thép đặc biệt
Sản xuất thép
Nguyên liệu: gang trắng hoặc gang xám, thép phế liệu, chất chảy CaO, nhiên liệu. 
Oxi hóa các phi kim thành oxit, các oxit này bay hơi hoặc kết hợp với chất chảy tạo thành xỉ.
Có 3 phương pháp luyện thép
Phương pháp Bessenmer, phương pháp Mactin và phương pháp lò điện.
BÀI TẬP
Hợp chất sắt nào sau đây giòn nhất ?
A. Gang trắng
B. Gang xám
C. Thép cacbon
D. Thép đặc biệt
Phản ứng khử FeO thành Fe xảy ra ở nhiệt độ :
A. 4000
B. 500-6000C
C. 700-8000C
D. 10000C
Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng là
A. Fe2O3; 75%. *	
B. Fe2O3; 65%. 	
C. Fe3O4; 75%.	
D. FeO; 75%. 	
Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y ta thành hai phần bằng nhau
− Phần 1 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng ( dư) sinh ra 3,08 lít khí H2 ( ở đktc).
− Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH (dư) , sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc). 
Giá trị của m là
A. 29,40	
B. 21,40	
C. 22,75*	
D. 29,43 	
Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là 
A. 0,896. *	
B. 0,224. 	
C. 0,448. 	
D. 1,120. 
Nguyên tắc chung được dùng để điều chế kim loại là
A. cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất khử.
B.khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại. 
C. oxi hoá ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử kim loại
D. cho hợp chất chứa ion kim loại tác dụng với chất oxi hoá.
Nguyên tắc luyện thép từ gang là :
A. Dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao.
B. Tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép
C. Dùng CaO hoặc CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn, ... trong gang để thu được thép
D. Dùng O2 oxi hoá các tạp chất Si, P, S, Mn, ... trong gang để thu được thép. *
Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi Phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là
A. 2,0 gam.	
B. 8,3 gam.	
C. 0,8 gam.	
D. 4,0 gam. *
Khử hoàn toàn một oxit sắt X ở nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO (ở đktc), sau phản ứng thu được 0,84 gam Fe và 0,02 mol khí CO2. Công thức của X và giá trị V lần lượt là 
A. FeO và 0,224	
B. Fe3O4 và 0,448 *	
C. Fe2O3 và 0,448	
D. Fe3O4 và 0,224
Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ với V ml NaOH 1M sinh ra 3,36 lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là dung dịch 
A. 100. 	
B. 300. *	
C. 200. 	
D. 150. 
Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe3O4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là:
A. 0,112.	
B. 0,224.	
C. 0,448.*	
D.0,560.
Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư), sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 16 gam. Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cr2O3 trong hỗn hợp X là (Cho. hiệu suất của các phản ứng là 100%)
A. 36,71%. *	
B. 66,67%. 	
C. 50,67%. 	
D. 20,33%. 	
Dẫn khí CO liên tục qua ống sứ đựng 5g Fe2O3, sau đó nung nóng một thời gian thu được 4,2 g hỗn hợp rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Dẫn toàn bộ khí thoát ra khỏi ống vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 4g.	
B. 5g.*	 
C. 6g.	 
D. 7g.
Cho 31,9 gam hỗn hợp Al2O3, ZnO, FeO, CaO tác dụng hết với CO dư nung nóng thu được 28,7 gam hỗn hợp Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư thu được V lít H2 (đktc). Giá trị của V là 
A. 6,72 lít. 	 
B. 11,2 lít. 	 
C. 5,6 lít. 	 
D. 4,48 lít.*
Cho khí CO qua ống sứ chứa 51,2 gam hỗn hợp chất rắn CuO, Fe2O3 và FeO nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B và 46,4 gam chất rắn C. Cho hỗn hợp khí B hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có kết tủa. Khối lượng (gam) chất rắn thu được sau khi nung kết tủa đến khối lượng không đổi là 
A. 33,6. 	
B. 16,8. 	
C. 1,2. 	
D. 30,0. *
Cho các nguyên liệu: 1) Quặng sắt. 2) Chất chảy. 3) Sắt thép phế liệu. 4) Xỉ. 5) Không khí. 6) Than cốc. 7) Quặng boxit. Để sản xuất gang người ta cần những nguyên liệu là
A. 1, 2, 5, 6.	
B. 1, 2, 4, 5. 	
C. 7, 2, 5, 6. 	
D. 3, 2, 5, 6.
Cho khí CO dư đi qua a gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 ở nhiệt độ cao, kết thúc phản ứng thu được 11,2 gam sắt. Nếu ngâm a gam hỗn hợp bột Fe và Fe2O3 trên trong dung dịch CuSO4 dư, phản ứng xong thu được chất rắn có khối lượng tăng thêm 0,8 gam. Giá trị của a là 
A. 8,0 gam. 	
B. 5,6 gam. 	
C. 13,6 gam.* 	 
D. 21,6 gam. 
Nung hỗn hợp X gồm bột Al và bột FexOy đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp chất rắn Y, hoà tan Y trong dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 4.2 lit H2 (đktc) còn lại 22,4 g Fe và đã dùng hết 0,525 mol NaOH. xác định công thức của oxit sắt.
A. Fe2O3. 	 
B. Fe3O4. 	
C. FeO. 	 
D. Fe2O.
Cho 31,9 gam hỗn hợp Al2O3, ZnO, FeO, CaO tác dụng hết với CO dư nung nóng thu được 28,7 gam hỗn hợp Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư thu được V lít H2 (đktc). Thể tích H2 là: 
A. 6,72 lít. 	 	B. 11,2 lít. 	
C. 5,6 lít. 	D. 4,48 lít.*