Nêu nguyên tắc chung để luyện quặng thành gang. Viết các phương trình hoá học trong quá trình luyện quặng thành gang và luyện gang thành thép.
Nguyên tắc chung để sản xuất gang : Khử sắt trong oxit bằng co ở nhiệt độ cao. Trong lò cao, sắt có hoá trị cao bị khử dần đến sắt có hoá trị thấp theo sơ đồ :
Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
Người ta nạp nguyên liệu vào lò cao thành từng lớp than cốc và lớp quặng (và chất chảy) xen kẽ nhau. Không khí nóng được đưa vào từ phía trên nồi lò đi lên.
Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang.
- Phản ứng tạo chất khử co : Không khí nóng được nén vào lò cao, đốt cháy hoàn toàn than cốc : C + O2 → CO2
Khí CO2 đi lên trên, gặp than cốc, bị khử thành CO :
CO2 + C → 2CO
- CO khử sắt trong oxit sắt
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Sắt nóng chảy hoà tan một phần C, Si, P và S tạo thành gang.
Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép sẽ Không khí giàu oxi hoặc oxi sẽ oxi hoá lần lượt các tạp chất trong gang nóng chảy,
Trước hết, silic và mangan bị oxi hoá :
Si + O2 → SiO2 ; 2Mn + O2 → 2MnO.
Tiếp đến cacbon, lun huỳnh bị oxi hoá :
2C + O2 → 2CO ; S + O2 → SO2.
Sau đó photpho bị oxi hoá : 4P + 5O2 → 2P2O5
Sau khi các tạp chất trong gang bị oxi hoá hết, sẽ có một phần sắt bị oxi hoá :
2Fe + O2 → 2FeO
Trước khi kết thúc quá trình luyện gang thành thép, cần thêm vào lò một lượng gang giàu mangan nhằm 2 mục đích sau:
- Mn khử sắt(II) trong FeO thành sắt : Mn + FeO → Fe + MnO.
- Gia tăng một lượng nhất định cacbon trong sắt nóng chảy để được loại thép có hàm lượng cacbon như ý muốn.
Câu A. Bột lưu huỳnh.
Câu B. Nước.
Câu C. Bột sắt.
Câu D. Bột than.
Cho các dung dịch có cùng nồng độ mol. Có thể dùng cách chuẩn độ axit - bazơ với chất chỉ thị là phenolphtalein để phân biệt các dung dịch đó được không ? Nếu được, hãy trình bày cách làm.
Câu A. Cho một lá nhôm vào dung dịch
Câu B. Cho lá sắt vào dung dịch
Câu C. Cho lá đồng vào dung dịch
Câu D. Cho dung dịch NH3 cho đến dư vào dung dịch, lọc lấy kết tủa Fe(OH)2 rồi hoà tan vào dung dịch H2SO4 loãng.
Bài thực hành số 5: Tính chất của oxi, lưu huỳnh
1. Thí nghiệm 1: Tính oxi hóa của các đơn chất oxi và lưu huỳnh
- Tiến hành TN:
+ Đốt nóng đỏ 1 đoạn dây thép xoắn trên ngọn lửa đèn cồn rồi đưa nhanh vào bình oxi
+ Cho 1 ít hỗn hợp bột sắt và lưu huỳnh vào đáy ống nghiệm. Đun nóng ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn
- Hiện tượng:
+ Đoạn dây thép cháy đỏ. Khi đưa vào bình oxi, dây thép tiếp tục cháy sáng chói, nhiều hạt nhỏ sáng bắn ra như pháo hoa.
PTHH: 3Fe + 2O2 -to→ Fe3O4
Fe: chất khử
O2: chất oxi hóa
+ Fe và S cháy mãnh liệt, tỏa nhiều nhiệt, hỗn hợp đỏ rực.
PTHH: Fe + S -to→ FeS
Fe: chất khử
S: chất oxi hóa
- Giải thích: Oxi và lưu huỳnh có tính oxi hóa, có khả năng oxi hóa nhiều kim loại ở nhiệt độ cao.
2. Thí nghiệm 2: Tính khử của lưu huỳnh
- Tiến hành TN: Đốt lưu huỳnh cháy trong không khí rồi đưa vào bình oxi.
- Hiện tượng: Khi đốt, lưu huỳnh nóng chảy, sau đó sôi, mùi hắc khó chịu. Khi đưa vào bình oxi phản ứng cháy mãnh liệt hơn.
- Giải thích: S bị oxi hóa bởi oxi. Trong môi trường nhiều oxi, phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn.
PTHH: S + O2 -to→ SO2
S: Chất khử
O2: Chất oxi hóa
3. Thí nghiệm 3: Sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo nhiệt độ
- Tiến hành TN: Đun nóng liên tục 1 ít lưu huỳnh trên ngọn lửa đèn cồn
- Hiện tượng: Lưu huỳnh rắn màu vàng → chất lỏng màu vàng linh động → quánh nhớt → màu nâu đỏ → lưu huỳnh màu da cam.
- Giải thích: Trạng thái của S phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi đun nóng ở các nhiệt độ khác nhau S có cấu tạo phân tử và trạng thái khác nhau.
Nhiệt độ | Trạng thái | Màu sắc | Cấu tạo phân tử |
---|---|---|---|
< 113oC | Rắn | Vàng | Vòng S8 |
119oC | Lỏng linh động | Vàng | Vòng S8 |
187oC | Lỏng quánh nhớt | Nâu đỏ | Chuỗi S8 → Sn |
445oC | Hơi | Vàng | Chuỗi Sn → Snhỏ |
1400oC | Hơi | Vàng | Chuỗi S2 |
1700oC | Hơi | Vàng | Nguyên tử S |
Viết phương trình phản ứng hóa học cho chuối phản ứng sau:
Al → Al2O3 → NaAlO2 →Al(OH)3 → Al2(SO4)3 → AlCl3→ Al(NO3)3
1) 4Al + 3O2 2Al2O3
2) Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
3) 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O → Na2CO3 + 2Al(OH)3↓
4) 2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O
5) Al2(SO4)3 + 3BaCl2 → 2AlCl3 + 3BaSO4↓
6) AlCl3 + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3AgCl↓