Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, Thép

\(m_{Fe_2O_3} = 100.1000.80\% = 80 000(kg)\\ m_{Fe_2O_3\ phản\ ứng} = 80 000.90\% = 72000(kg)\\ n_{Fe_2O_3\ phản\ ứng} = \dfrac{72000}{160} = 450(kmol)\)

Bảo toàn nguyên tố với Fe :

\(n_{Fe} = 2n_{Fe_2O_3} = 900(kmol) \Rightarrow m_{Fe} = 900.56 = 50400(kg)\\ \Rightarrow m_{gang} = \dfrac{50400}{95\%} = 53052,6(kg)\)

a) Lượng Fe đề bài cho là bao nhiêu?

a) PTHH: \(FeCl_3+3NaOH\rightarrow3NaCl+Fe\left(OH\right)_3\downarrow\)

                 \(2Fe\left(OH\right)_3+3H_2SO_4\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3+6H_2O\)

b) Ta có: \(n_{FeCl_3}=0,3\cdot0,5=0,15\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow n_{NaOH}=0,45mol\) \(\Rightarrow V_{ddNaOH}=\dfrac{0,45}{0,25}=1,8\left(l\right)\)

c) Theo PTHH: \(n_{NaCl}=n_{NaOH}=0,45mol\)

\(\Rightarrow C_{M_{NaCl}}=\dfrac{0,45}{2,1}\approx0,21\left(M\right)\) 

(Coi như thể tích dd thay đổi không đáng kể)

d) Theo PTHH: \(n_{H_2SO_4}=\dfrac{3}{2}n_{Fe\left(OH\right)_3}=\dfrac{3}{2}n_{FeCl_3}=0,225mol\)

\(\Rightarrow m_{ddH_2SO_4}=\dfrac{0,225\cdot98}{20\%}=110,25\left(g\right)\) 

\(\Rightarrow V_{ddH_2SO_4}=\dfrac{110,25}{1,14}\approx96,71\left(ml\right)\)

Chất khử chắc là CO 

Sửa đề: "phản ứng Ca(OH)₂ dư tạo kết tủa"

PTHH: \(CuO+CO\underrightarrow{t^o}Cu+CO_2\uparrow\)  (1)

            \(FeO+CO\underrightarrow{t^o}Fe+CO_2\uparrow\)  (2)

            \(CO_2+Ca\left(OH\right)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)  (3)

Ta có: \(n_{CaCO_3}=\dfrac{11}{100}=0,11\left(mol\right)=n_{CO_2\left(3\right)}=n_{CO_2\left(1\right)}+n_{CO_2\left(2\right)}\)

Gọi số mol của CuO là \(a\) \(\Rightarrow n_{CO_2\left(1\right)}=a\)

Gọi số mol của FeO là \(b\) \(\Rightarrow n_{CO_2\left(2\right)}=b\)

Ta lập được hệ phương trình:

\(\left\{{}\begin{matrix}a+b=0,11\\80a+72b=10,23\end{matrix}\right.\) (Hệ có nghiệm âm)

*Bạn xem lại đề !!

\(\approx\)8,84 tấn

Bài 3 :

Ta lấy mỗi kim loại một ít ra làm thuốc thử

+ Đầu tiên nhỏ vài giọt dd NaOH vào 3 mẫu kim loại thì Al sẽ tác dụng

=> PTHH : \(2Al+2NaOH+2H_2O\rightarrow2NaAlO_3+3H_2\)

+ Còn lại 2 kim loại là Ag và Fe ta cho tác dụng với dd axit HCl , thì Fe xảy ra phản ứng :

PTHH : Fe + 2HCl -> FeCl₂ + H₂↑

+ còn lại kim loại khi cho tác dụng với ddHCl mà ko xảy ra p/ứ là Ag.

Bài4 :

* Ứng dụng của gang :

+ Gang xám chứa cacbon ở dạng than chì, đúc bệ máy, vô lăng

+ Gang trắng chứa ít cacbon và cacbon chủ yếu ở dạng xementit (Fe3C) => luyện thép

* Ứng dụng của thép :

+ Thép mềm : làm thép sợi, đinh, bu lông, thép lá

+ Thép cứng : làm các công cụ, 1 số kết cấu và chi tiết máy

Bài 7 :

PTHH : \(Fe+CuSO_4\rightarrow FeSO_4+Cu\)

----------- x------x

Gọi x là số mol p/ứ của Fe

\(m_{kl-tăng}=m_{Cu}-m_{Fe}\)

=> 0,16 = 64x - 56x

=> 0,16 = 8x

=> x = 0,02 (mol)

\(n_{CuSO_4pư}=x=0,02mol;n_{FeSO_4}=x=0,02mol\)

ta có : \(m_{ddCuSO_4}=V.D=56g\)

\(\rightarrow m_{CuSO_4}=\dfrac{C\%.m_{dd}}{100\%}=\dfrac{15\%.56}{100\%}=8,4\left(g\right)\)

\(\rightarrow n_{CuSO_4}=\dfrac{8,4}{160}=0,0525\left(mol\right)\)

\(\rightarrow n_{CuSO_4dư}=0,0525-0,02=0,0325\left(mol\right)\)

Vậy CuSO4 dư, Fe hết.

=> dd sau phản ứng là : FeSO4, CuSO4 dư

\(m_{FeSO_4}=0,02.152=3,04\left(g\right)\)

\(m_{CuSO_4dư}=0,0325.160=5,2\left(g\right)\)

=> \(m_{dd-saupứ}=5+56-\left(5+0,16\right)=55,84\left(g\right)\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}C\%_{FeSO_4}=\dfrac{m_{ct}}{m_{dd}}.100\%=\dfrac{3,04}{55,84}.100\%\approx5,44\%\\C\%_{CuSO_4dư}=\dfrac{m_{ct}}{m_{dd}}.100\%=\dfrac{5,2}{55,84}.100\%\approx9,31\%\end{matrix}\right.\)