Giải KHTN 9 Bài 20 (Kết nối tri thức): Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim
Với giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Bài 20: Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập KHTN 9 Bài 20.
Giải KHTN 9 Bài 20: Tách kim loại và việc sử dụng hợp kim
Trong tự nhiên, kim loại chủ yếu tồn tại ở trong quặng dưới dạng hợp chất như oxide, muối … Từ các quặng kim loại, người ta làm giàu quặng bằng cách loại bỏ các tạp chất như đất, cát, đá … Sau đó, tuỳ thuộc vào mức độ hoạt động hoá học của kim loại, có thể lựa chọn phương pháp hoá học phù hợp để tách kim loại ra khỏi hợp chất của nó. Ví dụ:
- Phương pháp điện phân nóng chảy được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học mạnh như Na, Ca, Mg, Al, …
- Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại hoạt động hoá học trung bình như Fe, Zn, …
- Phương pháp thuỷ luyện dùng để tách các kim loại hoạt động yếu như Ag, Au …
Câu hỏi trang 95 KHTN 9: Nêu các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng.
Trả lời:
Các bước cơ bản trong quy trình tách kim loại từ quặng:
- Từ các quặng kim loại, người ta làm giàu quặng bằng cách loại bỏ các tạp chất như đất, cát, đá …
- Sau đó, tuỳ thuộc vào mức độ hoạt động hoá học của kim loại, có thể lựa chọn phương pháp hoá học phù hợp để tách kim loại ra khỏi hợp chất của nó.
Trả lời:
- Điểm giống nhau: phương pháp sử dụng để tách kẽm và sắt đều là phương pháp nhiệt luyện.
- Điểm khác nhau:
+ Tách sắt từ quặng trải qua một giai đoạn dùng CO tác dụng với Fe2O3.
+ Tách kẽm từ quặng trải qua hai giai đoạn: đốt quặng để chuyển ZnS trong quặng thành ZnO; sau đó dùng CO tác dụng với ZnO.
Trả lời:
Theo em, kim loại natri không thể tách bằng phương pháp nhiệt luyện như tách kẽm. Vì kim loại natri hoạt động mạnh, phương pháp phù hợp để tách natri là phương pháp điện phân.
Trả lời:
Phương pháp điện phân thường được dùng để tách các kim loại hoạt động mạnh như K, Na, Al, …
Trả lời:
Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại hoạt động trung bình như Zn, Fe.
Trả lời:
* So sánh:
- Về thành phần:
+ Kim loại nguyên chất được cấu tạo nên từ một loại nguyên tố hoá học.
+ Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa ít nhất một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. Kim loại cơ bản là thành phần chính có trong hợp kim.
- Về tính chất: Hợp kim cứng hơn, bền hơn so với kim loại nguyên chất.
* Hợp kim thường có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất về độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét, phù hợp với nhiều ứng dụng do đó trong thực tiễn kim loại thường được sử dụng dưới dạng hợp kim.
Ví dụ: Gang và thép là hai hợp kim quan trọng của sắt với carbon và một số nguyên tố khác. Hiện nay chúng là những vật liệu kim loại phổ biến nhất trên thế giới.
Trả lời:
- Gang và thép là hai hợp kim quan trọng của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (carbon chiếm hàm lượng từ 2% - 5% trong gang và dưới 2% trong thép). Thép có nhiều ưu điểm hơn sắt về độ cứng, độ đàn hồi, khả năng chịu lực nên được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng, giao thông. Gang cứng và giòn hơn thép, thường được dùng để đúc các chi tiết máy, ống dẫn nước, nắp cống, …
- Đuy – ra (duralumin) là hợp kim của nhôm với đồng, manganese, magnesium … Đuy – ra nhẹ tương đương với nhôm nhưng bền và cứng hơn nhiều, được dùng làm vật liệu chế tạo máy bay, ô tô …
- Gang, thép, đuy – ra nói riêng hay các hợp kim nói chung có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất về độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét, phù hợp với nhiều ứng dụng do đó được sử dụng phổ biến trong công nghiệp và cuộc sống.
Trả lời:
Giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang:
- Tạo CO:
C + O2 CO2
C + CO2 2CO
- Tạo gang từ quặng:
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
- Tạo xỉ, tách xỉ thu được gang:
CaO + SiO2 CaSiO3
Do hàm lượng carbon trong thép ít hơn hàm lượng carbon trong gang (carbon chiếm hàm lượng từ 2% - 5% trong gang và dưới 2% trong thép) do đó khi bỏ một phần carbon và các tạp chất trong gang lại thu được thép.
Trả lời:
Khí thải trong sản xuất gang, thép thường chứa carbon dioxide (CO2); sulfur dioxide (SO2) … Nếu các khí này được đưa thẳng ra ngoài môi trường mà không qua xử lí thì sẽ gây ô nhiễm môi trường, gây mưa acid, gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính …
Trả lời:
Hợp kim |
Thành phần |
Tính chất đặc trưng |
Ứng dụng phổ biến |
Gang |
Hợp kim của sắt với carbon (khoảng 2 – 5% khối lượng) và một số nguyên tố khác. |
Cứng, giòn. |
Làm đường ống và phụ kiện đường ống dẫn nước cấp, nồi và chảo, khuôn đúc, … |
Thép (thép thông thường) |
Hợp kim của sắt với carbon (dưới 2% khối lượng) và lượng nhỏ các nguyên tố khác. |
Cứng, dẻo hơn gang. |
Làm khung của công trình xây dựng, thiết bị, máy móc. |
Thép (thép đặc biệt) |
Hợp kim của sắt cùng một số nguyên tố khác như Cr, Ni, … |
Khó bị gỉ |
Làm đồ dùng, dụng cụ trong gia đình; chi tiết trong các dụng cụ, thiết bị y tế … |
Trả lời:
Phương pháp nhiệt luyện đã được sử dụng trong quá trình sản xuất gang.
Cụ thể trong quá trình tạo gang từ quặng, khí CO phản ứng với các oxide có trong quặng:
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
Em có thể trang 99 KHTN 9: Giải thích mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng của hợp kim.
Trả lời:
Hợp kim thường có nhiều ưu điểm vượt trội so với kim loại nguyên chất về độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn và gỉ sét, phù hợp với nhiều ứng dụng do đó trong thực tiễn kim loại thường được sử dụng dưới dạng hợp kim.
Trả lời:
- Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang:
+ Phản ứng tạo thành khí CO:
C + O2 CO2
C + CO2 2CO
+ Khí CO phản ứng với các oxide có trong quặng:
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
Sắt nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ carbon cùng một số nguyên tố khác tạo thành gang lỏng.
+ Đá vôi bị phân huỷ thành CaO. CaO kết hợp với các oxide như SiO2 trong quặng tạo thành xỉ:
CaO + SiO2 CaSiO3
Xỉ nhẹ nổi lên trên gang lỏng, được đưa ra ngoài cửa tháo xỉ.
Khí thải tạo thành trong lò cao được đưa ra ngoài cửa ở gần miệng lò.
- Các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất thép:
Nguyên liệu chính để sản xuất thép là gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen. Trong quá trình sản xuất thép, khí oxygen được thổi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao, đốt chát các tạp chất trong gang. Các oxide tạo thành ở dạng khí (CO2, SO2 …) sẽ thoát ra, theo khí thải, còn các oxide ở dạng rắn (SiO2, MnO2, …) sẽ tạo xỉ nhẹ, nổi lên trên thép lỏng và được tách ra để thu lấy thép.
Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 21: Sự khác nhau cơ bản giữa phi kim và kim loại
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn 9 Kết nối tri thức (hay nhất)
- Văn mẫu 9 - Kết nối tri thức
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn 9 – Kết nối tri thức
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn 9 - Kết nối tri thức
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn 9 – Kết nối tri thức
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn 9 – Kết nối tri thức
- Soạn văn 9 Kết nối tri thức (ngắn nhất)
- Giải sgk Toán 9 – Kết nối tri thức
- Lý thuyết Toán 9 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Toán 9 – Kết nối tri thức
- Bài tập Tiếng Anh 9 Global success theo Unit có đáp án
- Giải sgk Tiếng Anh 9 - Global success
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 9 Global success đầy đủ nhất
- Trọn bộ Ngữ pháp Tiếng Anh 9 Global success đầy đủ nhất
- Giải sbt Tiếng Anh 9 – Global Success
- Giải sgk Lịch sử 9 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Lịch sử 9 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Địa lí 9 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Địa lí 9 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Tin học 9 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Tin học 9 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Công nghệ 9 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Giáo dục công dân 9 – Kết nối tri thức
- Giải sbt Giáo dục công dân 9 – Kết nối tri thức
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 9 – Kết nối tri thức