Решение задачи по металлургии (стр. 128, 132)

Ниже представлены ответы на вопросы и решение задачи, которые упоминаются в тексте учебника на страницах 128 и 132. Ответы на вопросы 1 и 2 (с. 139): Вопрос 1. Что изучает металлургия? Какие две основные отрасли выделяют в металлургии? Ответ: Металлургия — это наука о промышленных способах получения металлов из руд и других сырых материалов. В металлургии выделяют две основные отрасли: 1. Черная металлургия — занимается производством железа и его сплавов (чугуна и стали). Россия является одним из мировых лидеров в этой области, обладая крупнейшими месторождениями железной руды (например, Курская магнитная аномалия). 2. Цветная металлургия — занимается производством всех остальных металлов (алюминия, меди, титана, никеля и др.) и их сплавов. Вопрос 2. Чем отличается чугун от стали по составу и свойствам? Ответ: Основное отличие заключается в содержании углерода и примесей: 1. Состав: В чугуне содержится более 2% углерода (обычно от 2,14% до 4,5%), а также кремний, марганец, сера и фосфор. В стали содержание углерода значительно меньше — от 0,02% до 2%. 2. Свойства: Чугун твердый, но хрупкий, он плохо поддается ковке и давлению, но обладает хорошими литейными свойствами. Сталь более пластична, прочна, хорошо куется и поддается механической обработке. Решение задачи 1 (с. 140): Условие: Вычислите массу железа, которое можно получить из \( 100 \) т железной руды, содержащей \( 90\% \) оксида железа (III) \( Fe_2O_3 \). Дано: \( m(руды) = 100 \) т \( \omega(Fe_2O_3) = 90\% = 0,9 \) Найти: \( m(Fe) - ? \) Решение: 1. Найдем массу чистого оксида железа (III) в руде: \[ m(Fe_2O_3) = m(руды) \cdot \omega(Fe_2O_3) = 100 \text{ т} \cdot 0,9 = 90 \text{ т} \] 2. Составим уравнение реакции восстановления железа (например, оксидом углерода II): \[ Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t} 2Fe + 3CO_2 \] 3. Рассчитаем молярные массы веществ: \[ M(Fe_2O_3) = 56 \cdot 2 + 16 \cdot 3 = 160 \text{ г/моль} \] \[ M(Fe) = 56 \text{ г/моль} \] 4. Используя пропорцию по уравнению реакции, найдем массу железа: Из \( 160 \) т \( Fe_2O_3 \) получается \( 2 \cdot 56 = 112 \) т \( Fe \) Из \( 90 \) т \( Fe_2O_3 \) получается \( x \) т \( Fe \) \[ x = \frac{90 \cdot 112}{160} = 63 \text{ т} \] Ответ: \( m(Fe) = 63 \) т.