Lý thuyết KHTN 9 Bài 18 (Chân trời sáng tạo): Giới thiệu về hợp kim

Lý thuyết KHTN 9 Bài 18: Giới thiệu về hợp kim

1. Hợp kim

a. Khái niệm hợp kim

- Phần lớn các vật dụng bằng kim loại được chế tạo từ hợp kim.

- Một số hợp kim có độ cứng, độ bền, khả năng chống ăn mòn cao hơn so với kim loại tạo nên chúng nên được sử dụng phổ biến.

Ví dụ: hợp kim đồng thau được chế tạo từ đồng và kẽm, có độ cứng lớn hơn, khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với hai kim loại ban đầu.

- 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.

2. Một số hợp kim phổ biến

Gang, thép và hợp kim nhôm là các hợp kim phổ biến có thành phần, tính chất đặc trưng với nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất.

3. Sản xuất gang, thép

a. Các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang

- Nguyên liệu: quặng sắt (thường là quặng hematite, thành phần chính là Fe₂O₃), than cốc, không khí nóng, phụ liệu như đá vôi (chứa CaCO₃),…

- Quá trình sản xuất gang xảy ra theo các giai đoạn chính:

+ Than cốc bị đốt cháy, phản ứng tạo carbon monoxide:

$\begin{array}{c}C+O_2\stackrel{t^{°}}{\to }C{O}_2\\ C+C{O}_2\stackrel{t^{°}}{\to }2CO\end{array}$

+ Phản ứng của carbon monoxide với oxide của sắt:

$3CO+F{e}_2{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }2Fe+3C{O}_2$

Sắt nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ carbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài qua cửa tháo gang.

+ Quá trình tạo xỉ:

$CaC{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }CaO+C{O}_2$

$CaO+Si{O}_2\stackrel{t^{°}}{\to }CaSi{O}_3$

Xỉ nóng chảy nhẹ hơn gang nên nổi trên bề mặt và được đưa ra ngoài ở cửa tháo xỉ. Khí tạo thành trong lò cao được thoát ra ở phía trên gần miệng lò.

b. Quá trình sản xuất thép

- Thép là một loại hợp kim của sắt với carbon, nhưng trong thép hàm lượng carbon nhỏ hơn 2%.

- Nguyên liệu chính: Gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen.

- Quá trình sản xuất thép: Oxygen được thổi vào lò để phản ứng với một phần tạp chất (C, S, Si, Mn,…) trong gang. Các oxide tạo thành ở dạng khí (CO_2, SO₂,…) sẽ thoát ra theo khí thải, còn các oxide ở dạng rắn (SiO₂, MnO₂,…) sẽ tạo xỉ và tách ra ngoài.

Trắc nghiệm: Giới thiệu về hợp kim

Câu 1. Hợp kim là

A. vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.

B. vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và phi kim khác.

C. vật liệu kim loại có chưa một kim loại cơ bản và kim loại khác.

D. vật liệu phi kim có chứa một phi kim cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác.

Câu 2.Trong thép có chứa bao nhiêu % là carbon?

A. Dưới 2%.

B. Khoảng 2-5%.

C. Trên 5%.

D. Trên 10%.

Câu 3. Hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác như Cr, Ni,... được gọi là gì?

A. Thép thường (thép carbon).

B. Gang.

C. Inox.

D. Daralumin.

Câu 4. Trong sản xuất thép, vì sao khí oxygen được thổi liên tục qua gang nóng chảy?

A. Để phản ứng với silicon trong gang.

B. Để phản ứng với iron tạo thành các oxide.

C. Để phản ứng với carbon trong gang.

D.Để phản ứng với tạp chất trong gang.

Câu 5.Trong gang thường có chứa bao nhiêu % là carbon?

A. Dưới 2%.

B. Khoảng 2-5%.

C. Trên 5%.

D. Trên 10%.

Câu 6.“Inox có tính chất là_____(1)_____ nên được dùng làm dao, bồn rửa nhà bếp,... Còn duralumin có tính____(2)______ nên dùng để chế tạo vỏ máy bay, phụ tùng xe đạp,...”. Cụm từ được điền vào các chỗ trống là

A. (1) khó bị gỉ; (2) nhẹ và bền.

B. (1) dẻo và cứng; (2) khó bỉ gỉ.

C. (1) dẫn nhiệt tốt, độ bền cao; (2) dẻo và cứng.

D. (1) khó bị gỉ; (2) dẻo và cứng.

Câu 7. Những hợp kim có tính chất nào sau đây được ứng dụng để chế tạo tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay?

A. Những hợp kim có tính dẫn điện tốt.

B. Những hợp kim không gỉ, có tính dẻo cao.

C. Những hợp kim có tính cứng cao.

D.Những hợp kim nhẹ, bền, chịu được nhiệt độ cao, áp suất cao.

Câu 8. Trong sản xuất gang người ta sử dụng than cốc để làm gì?

A. Tạo xỉ.

B. Tạo hợp chất với iron.

C. Tạo carbon monoxide.

D. Phản ứng với đá vôi.

Câu 9. Đặc điểm tính chất của inox được ứng dụng trong sản xuất đồ gia dụng, thiết bị y tế là

A. dẻo và cứng.

B. khó bị gỉ.

C. có độ cứng và độ bền tương đối cao, dẫn nhiệt tốt.

D. nhẹ và bền.

Câu 10. Có các nguyên liệu:

(1) Quặng sắt.

(2) Quặng chromite.

(3) Quặng bauxite.

(4) Than cốc.

(5)Than đá.

(6) CaCO₃.

Những nguyên liệu dùng để luyện gang là

A. (1), (3), (4), (5).

B. (1), (4).

C. (1), (3), (5).

D. (1), (4), (6).

Câu 11.

Câu 12.

Câu 13. Từ 1 tấn gang có hàm lượng sắt 96% có thể thu được tối đa bao nhiêu kg thép có hàm lượng sắt 99%?

Câu 14. Cứ 1 tấn quặng FeCO₃ hàm lượng 80% đem luyện gang (95% sắt) thì thu được 378 kg gang thành phẩm. Tính hiệu suất của quá trình phản ứng.

Câu 15. Từ 1 tấn quặng sphalerite chứa 97% ZnS thu được khối lượng Zn và khối lượng SO₂ phát thải là bao nhiêu, biết hiệu suất của mỗi phản ứng là 90%? Khối lượng than cốc cần dùng cho lượng quặng sphalerite là bao nhiêu, biết lượng cần dùng dư 20% so với lượng phản ứng?