Ответы на вопросы по Металлургии (вопросы 1, 2, 6, 10, 12, 14)

Ниже представлены ответы на вопросы из учебника, сформулированные кратко и удобно для переписывания в школьную тетрадь. Вопрос 1. Что такое металлургия и каково ее значение в народном хозяйстве? Ответ: Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов. В современной технике металлы и их сплавы имеют решающее значение: например, в машиностроении на долю сплавов железа приходится более \(90\%\) от общей массы применяемых металлов. Вопрос 2. Чем отличается чугун от стали по составу и свойствам? Ответ: По составу: чугун содержит более \(2,0\%\) углерода (от \(1,7\%\) до \(4,0\%\)), а сталь — от \(0,1\%\) до \(2,0\%\) углерода. Также в них содержатся примеси кремния, марганца, серы и фосфора. По свойствам: чугун более твердый и хрупкий, а сталь обладает высокой прочностью, ковкостью и лучше поддается механической обработке. Вопрос 6. Какова роль кокса в доменном процессе? Почему в домнах нельзя получить чистое железо? Ответ: Роль кокса: он служит топливом для поддержания высокой температуры и является источником получения восстановителя — оксида углерода (II) \(CO\). Чистое железо нельзя получить потому, что при высокой температуре восстановленное железо в жидком состоянии растворяет в себе углерод и другие элементы (марганец, кремний, фосфор, серу), образуя сплав — чугун. Вопрос 10. Что такое оптимальные условия производства? Как они соблюдаются в доменном процессе? Ответ: Оптимальные условия — это факторы, ускоряющие химические реакции. В домне они соблюдаются следующим образом: 1) Использование принципа противотока (руда идет вниз, газы — вверх); 2) Обогащение воздуха кислородом для повышения концентрации реагирующих веществ; 3) Предварительный нагрев воздуха в регенераторах; 4) Измельчение кусков руды и кокса для увеличения поверхности соприкосновения. Вопрос 12. Оцените известные вам способы получения стали. Какие общие принципы в них соблюдаются? Является ли процесс производства стали непрерывным и почему? Ответ: Основные способы: кислородно-конверторный, мартеновский и электроплавка. Общие принципы: окисление избытка углерода и примесей (кремния, марганца, фосфора) в чугуне с помощью кислорода или оксидов железа. Процесс не является непрерывным: это периодический процесс, так как сталь выплавляется отдельными порциями (плавками), после чего готовую сталь выпускают из печи и загружают новую порцию сырья. Вопрос 14. Охарактеризуйте процесс получения алюминия в промышленности. Ответ: Алюминий получают электролизом раствора оксида алюминия \(Al_2O_3\) в расплавленном криолите \(Na_3AlF_6\) при температуре около \(950^\circ C\). Процесс идет в специальных электролизерах, где катодом служит угольная футеровка ванны, а анодом — угольные блоки. Реакция на катоде: \[Al^{3+} + 3\bar{e} \rightarrow Al^0\] Реакция на аноде: \[2O^{2-} - 4\bar{e} \rightarrow O_2 \uparrow\]