Bài 3 trang 208 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Hãy cho biết:

a) Nguyên tắc sản xuất gang và nguyên tắc sản xuất thép;

b) Nguyên liệu cho sản xuất gang và sản xuất thép;

c) Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang và thép;

Lời giải chi tiết

a) Nguyên tắc sản xuất gang và nguyên tắc sản xuất thép:

+ Nguyên tắc sản xuất gang: Khử oxit sắt bằng \(CO\) ở nhiệt độ cao, \(Fe\) có số oxi hóa cao bị khử dần dần đến \(Fe\) có số oxi hóa thấp theo sơ đồ:

 \(F{e_2}{O_3} \to F{e_3}{O_4} \to FeO \to Fe\)

+ Nguyên tắc sản xuất thép: Oxi hóa để giảm tỉ lệ cacbon, silic, lưu huỳnh, photpho có trong gang.

b) Nguyên liệu cho sản xuất gang và sản xuất thép:

+ Nguyên liệu cho sản xuất gang: Quặng sắt, than cốc và chất chảy ( chất trợ dung) \(CaC{O_3}\).

+ Nguyên liệu cho sản xuất thép :

- Gang trắng hoặc gang xám, sắt thép phế liệu.

- Chất chảy là \(CaO\).

- Nhiên liệu có thể là dầu mazut, khí đốt hoặc dùng năng lượng điện.

- Chất oxi hóa là oxi nguyên chất hoặc không khí giàu oxi.

c) Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang và thép:

+ Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện gang

   - Phản ứng tạo chất khử \(CO\)

\(C + {O_2} \to C{O_2} + Q\,\,;\,\,\,C{O_2} + C \to 2CO - Q\)  

  - Phản ứng khử oxit sắt:

\(\eqalign{
& 3F{e_2}{O_3} + CO \to 2F{e_3}{O_4} + C{O_2} \uparrow \cr 
& F{e_3}{O_4} + CO \to 3Fe{O_{}} + C{O_2} \uparrow \cr 
& FeO + CO \to Fe + C{O_2} \uparrow \cr} \)

  - Phản ứng tạo xỉ

\(\eqalign{
& CaC{O_3} \to CaO + C{O_2} \uparrow \cr 
& CaO + Si{O_2} \to CaSi{O_3}\,\,\left( {{\rm{ }}canxi{\rm{ }}silicat} \right) \cr} \)

+ Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện thép:

\(\eqalign{
& C + {O_2} \to C{O_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,S + {O_2} \to S{O_2} \cr 
& Si + {O_2} \to Si{O_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,4P + 5{O_2} \to 2{P_2}{O_5} \cr 
& 3CaO + {P_2}{O_5} \to C{a_3}{(P{O_4})_2} \cr 
& CaO + Si{O_2} \to CaSi{O_3} \cr} \)