Tiêu đề CHỦ ĐỀ 3. SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT.doc ✅

CHỦ ĐỀ 3: HỢP KIM
1. BÀI TẬP MẪU Ví dụ 1: Hợp kim Fe - Zn có cấu tạo tinh thể dung dịch rắn, trong đó có 72,1% Fe về khối lượng. Xác định công thức hóa học của hợp chất? • Phân tích đề bài Từ Fe%m, ta tính được Zn%m. Gọi công thức tổng quát của hợp chất, sau đó xét tỉ lệ x : y để suy ra công thức. • Giải chi tiết Ta có: Zn%m100%72,1 %27,9% Gọi công thức tổng quát của hợp chất là: Fe x Zn y . Xét tỉ lệ: FeZn FeZn %m% x:m :y MM 72,127,9 : 5665 1,2875:0,43 3:1    Chọn x3,y1 Vậy công thức hóa học là Fe 3 Zn Ví dụ 2: Một loại thép phế liệu gồm các chất có phần trăm khối lượng như sau: 64% Fe 2 O 3 ; 34,8% Fe; 1,2%C. Cần trộn bao nhiêu kg thép phế liệu trên với một tấn gang (chứa 3,6% cacbon về khối lượng còn lại là sắt) để luyện được một loại thép có hàm lượng cacbon là 1,2% (còn lại là sắt)? Biết Fe 2 O 3 bị cacbon khử hoàn toàn theo phương trình: 23FeO3C 2Fe3CO (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên Khoa học tự nhiên năm 2013) • Phân tích đề bài Gọi khối lượng của thép là m, từ đó suy ra khối lượng Fe 3 O 4 có trong thép. Từ đề bài: Tính lượng C đã phản ứng với Fe 3 O 4 . Viết phương trình hóa học và tính được m. • Giải chi tiết Gọi khối lượng thép phế liệu là m (kg). Trong thép phế liệu:  23FeOCm64%.m0,64m kg; m1,2%.m0,012m kg Đổi 1 tấn = 1000 kg Trong gang: Cm3,6%.100036 kg Luyện thép có hàm lượng cacbon là 1,2%: Cm1,2%.m10000,012mk(2)1g CpöùCpöù24m0,012m360,012m1224kgn2kmol 12 Phương trình hóa học:  o t 23FeO3C2Fe3CO 2 2mol 3   23FeO 2 m0,64m.160m166,67 kg) 3( Ví dụ 3: Cho một luồng khí H 2 (lấy dư) qua ống sứ đựng 10 gam quặng hemantit được đốt nóng ở nhiệt độ cao, sau khi phản ứng kết thúc, lấy chất rắn còn lại trong ống sứ đem hòa tan trong dung dịch HCl (lấy dư) thì thu được 2,24 lít khí H 2 (đktc). Cho rằng quặng hemantit chứa Fe 2 O 3 và các tạp chất coi như trơ. a. Tính phần trăm khối lượng Fe 2 O 3 có trong quặng. b. Cần bao nhiêu tấn quặng hemantit nói trên để sản xuất được 1 tấn gang chứa 96% sắt? Biết hiệu suất của quá trình là 80%.
(Trích đề thi vào lớp 10 chuyên TPHCM nảm 2017) • Phân tích đề bài Viết phương trình hóa học. Tính theo phương trình suy ra khối lượng Fe 2 O 3 . Từ đó tính được phần trăm khối lượng Fe 2 O 3 có trong quặng. Từ hiệu suất và phần trăm sắt trong gang tính được tấn quặng hematit cần dùng. • Giải chi tiết Phương trình hóa học:   o t 2322 22 FeO3H2Fe3HO   1 Fe2HClFeClH       2   Theo đề bài:  2H 2,24 n0,1mol 22,4 Theo (2):  2FeHnn0,1 mol Theo (1):  2323FeOFeFeO 1 n.n0,5.0,10,05 molm0,05.1608gam 2 Vậy phần trăm khối lượng Fe 2 O 3 có trong quặng là: 23FeO 8 %m.100%80% 10 b. Đổi: 1 tấn = 1000 kg Theo đề bài: FeFe960m1000.96%960 kgnkmol 56 Theo (1):  2323FeOFeFeO 1196060609600 n.n.kmolm.160kg 2256777 Mà hiệu suất của quá trình là 80%, quặng hematit chứa 80% Fe 2 O 3 nên ta có: quaëng9600m:80%:80%2143 kg2,143 taán 7 Ví dụ 4: Từ 1 tấn quặng hematit (chứa 58% Fe 2 O 3 ). Tính khối lượng gang (chứa 95% Fe) thu được, biết hiệu suất của quá trình là 85%. • Phân tích đề bài Dựa vào quá trình chuyển đổi từ Fe 2 O 3 thành Fe và tỉ lệ về khối lượng, ta tính được khối lượng Fe được tạo ra từ quặng hematit. Chú ý đến hiện suất của quá trình sản xuất. • Giải chi tiết Theo đề bài:  23FeOm1.58%0,58 taán580 kg Ta có quá trình: 23FeO2Fe Cứ: 160    1 12 gam H100% 580xkg H100% Nếu hiệu suất là 100%, khối lượng Fe thu được là: 580.112x406kg 160 Với hiệu suất là 85% và trong gang chứa 95% Fe nên khối lượng gang thu được là: 406.85%:95%363 kg 2. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Một loại đồng thau có chứa 59,63% Cu và 40,37% Zn. Hợp kim này có cấu tạo tinh thể của hợp chất hoá học giữa đồng và kẽm. Xác định công thức hóa học của hợp chất. Câu 2: Cho 5,5 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Fe tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 dư sinh ra 4,48 lít khí (đktc). Tính thành phần phần trăm của các kim loại trong hỗn hợp ban đầu? Câu 3: Tính khối lượng quặng hemahit (chiếm 86% Fe 2 O 3 ) cần dùng để điều chế được 1 tấn gang chứa 90% Fe. Biết lượng sắt hao phí trong quá trình sản xuất là 5%.
Câu 4: Cho 6 gam hợp kim Cu, Fe và Al trong axit HCl dư, thấy thoát ra 3,024 lít khí H 2 (đktc) và 1,86 gam chất rắn không tan. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của mỗi kim loại trong hợp kim.  Gợi ý giải Câu 1 Gọi công thức tổng quát của hợp chất là: Cu x Zn y . Xét tỉ lệ: CuZn CuZn %m% x:m :y MM 59,6340,37 : 6465 0,93:0,62 3:2    Chọn x3;y2 Vậy công thức hóa học là Cu 3 Zn 2 . Câu 2 Gọi số mol của Al, Fe lần lượt là x, y (mol). 27x56y5,5* Theo đề bài:  2H 4,48 n0,2mol 22,4 Phương trình hóa học:     242432 2442 2Al3HSOAlSO3H1 x                                     1,5x mol FeHSOFeSOH                2 y                               y             o () ml     Theo (1) và (2) ta có:  2Hn1,5xy0,21,5xy0,2 ** Từ (*) và (**) suy ra: x0,1; y0,05 Phần trăm mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu là: Fe Al 0,1.27 %m.100%49,09 %m100%49,09%50,91% % 5,5   Câu 3 Vì lượng sắt hao phí trong quá trình sản xuất là 5% nên: Fe(gang)m1.905%0,95taán950kg Ta có quá trình: 23eOF2Fe Cứ: 160112gam x950kg Khối lượng Fe 2 O 3 trong quặng là: 950.1601357kg 112 Trong quặng chứa 86% Fe 2 O 3 nên ta có: quaëngm1357:86%1578kg1,578taán Câu 4 Theo đề bài:  2H 3,024 n0,135mol 22,4 Ta có: chaát raén khoângu tanCmm1,86gam FeAlmm61,864,14 gam