Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 9 Bài 17: Tách kim loại. Sử dụng hợp kim chi tiết sách Cánh diều giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn KHTN 9. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập KHTN 9 Bài 17: Tách kim loại. Sử dụng hợp kim

Mở đầu trang 86 Bài 17 KHTN 9: a) Có thể dùng phản ứng hoá học nào để tách được kim loại đồng từ hợp chất copper(II) sulfate?

b) Có thể tách natri từ hợp chất sodium chloride bằng cách dùng phản ứng tương tự như trường hợp tách đồng từ hợp chất copper(II) sulfate được không? Giải thích.

Trả lời:

a) Có thể dùng kim loại sắt (iron) đẩy kim loại đồng (copper) ra khỏi muối copper(II) sulfate để thu được kim loại đồng.

Phương trình hoá học:

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

b) Không thể tách natri từ hợp chất sodium chloride bằng cách dùng phản ứng tương tự như trường hợp tách đồng từ hợp chất copper(II) sulfate do natri hoạt động hoá học mạnh và tác dụng được với nước.

I. Phương pháp tách kim loại

Luyện tập 1 trang 87 KHTN 9: Viết phương trình hoá học của phản ứng điện phân nóng chảy sodium chloride để thu được kim loại natri và khí chlorine.

Trả lời:

2NaCl $\stackrel{\mathrm{đpnc}}{\to }$ 2Na + Cl₂

Tìm hiểu thêm trang 87 KHTN 9: Việt Nam có trữ lượng quặng bauxite khá lớn, tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên. Hãy tìm hiểu về:

a) Trữ lượng quặng bauxite ở Tây Nguyên.

b) Các công đoạn sản xuất nhôm từ quặng bauxite.

Trả lời:

a) Học sinh tham khảo thông tin sau: Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, nước ta có trữ lượng khoảng 7 tỷ tấn quặng bauxite, tương đương 3,2 tỷ tấn quặng tinh, trong đó vùng Tây Nguyên với trữ lượng khoảng 5,4 tỷ tấn, tương đương 2,3 tỷ tấn tinh quặng, riêng tỉnh Đắk Nông chiếm hơn 60% trữ lượng quặng bauxite đó (nguồn Internet).

b) Các công đoạn sản xuất nhôm từ quặng bauxite: Từ quặng bauxite, người ta tách được aluminium oxide (Al₂O₃). Điện phân nóng chảy Al₂O₃ tách được nhôm (aluminium – Al) ra khỏi oxide theo phương trình hoá học:

2Al₂O₃ $\stackrel{\mathrm{đpnc}}{\to }$ 4Al + 3O₂

Luyện tập 2 trang 87 KHTN 9: Ở ví dụ 2, phản ứng tạo ra kim loại sắt ở trạng thái (thể) nào? Biết rằng nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ nóng chảy của sắt.

Trả lời:

Ở ví dụ 2, phản ứng tạo ra kim loại sắt ở trạng thái lỏng. Do nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ nóng chảy của sắt.

Luyện tập 3 trang 87 KHTN 9: Trong ví dụ 3, kẽm thu được ở trạng thái hơi do nhiệt độ thực hiện phản ứng cao hơn nhiệt độ hoá hơi của kẽm. Làm thế nào để chuyển kẽm ở trạng thái hơi về trạng thái rắn.

Trả lời:

Để chuyển kẽm từ trạng thái hơi về trạng thái rắn người ta đưa kẽm hơi qua các giàn ngưng (giảm nhiệt độ).

II. Hợp chất

Luyện tập 4 trang 88 KHTN 9: Theo em, vì sao người ta không dùng kim loại nhôm để chế tạo ổ khoá và chìa khoá?

Trả lời:

Do kim loại nhôm có tính dẻo cao, dễ uốn cong, dễ dát mỏng, có thể cắt dễ dàng bằng kìm cắt kim loại … do đó người ta không dùng kim loại nhôm để chế tạo ổ khoá và chìa khoá.

Câu hỏi 1 trang 88 KHTN 9: Pha trộn bột mịn của Al và Mg với nhau có thu được hợp kim không? Giải thích.

Trả lời:

Pha trộn bột mịn của Al và Mg với nhau ta thu được hỗn hợp bột kim loại, không thu được hợp kim. Do sau quá trình trộn, hỗn hợp thu được chưa có sự biến đổi cấu trúc tinh thể, tính chất …so với ban đầu.

Vận dụng trang 89 KHTN 9: Theo em, nên sử dụng thép, inox hay duralumin để chế tạo chân (móng) và khung của bảng quảng cáo ngoài trời (hình 17.4)? Giải thích.

Trả lời:

Theo em, nên sử dụng thép để chế tạo chân (móng) và khung của bảng quảng cáo ngoài trời do thép cứng, chịu lực tốt và có giá thành rẻ hơn inox hay duralumin.

Ngoài ra, để bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn chỉ cần sơn hoặc mạ kẽm nên bề mặt thép.

Câu hỏi 2 trang 90 KHTN 9: Trong quá trình sản xuất gang, phương pháp nào đã được sử dụng để tách kim loại ra khỏi oxide?

Trả lời:

Trong quá trình sản xuất gang, phương pháp nhiệt luyện đã được sử dụng để tách kim loại ra khỏi oxide.

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ 2Fe + 3CO₂

Luyện tập 5 trang 90 KHTN 9: Dựa vào sơ đồ lò nấu gang ở hình 17.5 và các giai đoạn phản ứng diễn ra trong quá trình luyện gang, hãy cho biết thành phần của khí thoát ra khỏi lò.

Trả lời:

Do không khí nóng được thổi từ dưới lên, nên thành phần khí thoát ra khỏi lò gồm có: N₂; CO₂; CO; SO₂ … (Trong đó N₂ có trong không khí, CO₂, CO, SO₂ sinh ra trong quá trình đốt cháy than và quá trình luyện gang).

Câu hỏi 3 trang 91 KHTN 9: Phản ứng C + O₂ $\stackrel{{\mathrm{t}}^{\mathrm{o}}}{\to }$ CO₂ đóng vai trò gì trong quá trình sản xuất thép từ gang.

Trả lời:

Phản ứng này có vai trò làm giảm %C có trong gang để thu được thép.

Luyện tập 6 trang 91 KHTN 9: Kể tên một số loại đồ dùng được làm từ thép, inox, duralumin.

Trả lời:

- Một số đồ dùng làm từ thép: khung biển quảng cáo, kéo cắt kim loại, kìm điện …

- Một số đồ dùng làm từ inox: nồi, đũa, dao …

- Một số đồ dùng làm từ duralumin: xe đạp (phần khung xe đạp), laptop (phần vỏ laptop) …

Tìm hiểu thêm trang 91 KHTN 9: Tìm hiểu để so sánh nhu cầu sử dụng thép và gang hiện nay.

Trả lời:

Học sinh tham khảo thông tin sưu tầm sau:

- Tại Việt Nam, số liệu của Hiệp hội Thép Việt Nam (VSA) cho thấy, sản xuất thép thành phẩm quý I/2023 đạt 6,692 triệu tấn, giảm 20,9% so với cùng kỳ năm 2022; tiêu thụ thép thành phẩm đạt 6,068 triệu tấn, giảm 25,4% so với cùng kỳ năm 2022. Trong đó, xuất khẩu đạt 1,659 triệu tấn, giảm 8,9% so với cùng kỳ năm ngoái.

- Trên toàn cầu, nhu cầu về các sản phẩm ứng dụng vật liệu gang đúc, nhẹ tiết kiệm năng lượng và tùy chỉnh đang ngày càng gia tăng. Điều đó đang kéo mức sản xuất vật đúc chất lượng cao trên thế giới tăng lên. Các nhà xuất khẩu sản phẩm đúc công nghiệp tại Việt Nam cũng đang nhanh chóng mở rộng hoạt động của họ – và tốc độ CAGR (tăng trưởng kép hàng năm) 2018-2023 cho sản xuất đúc đạt trên 12,5%. Một số ngành công nghiệp chủ chốt dựa vào các công cụ và phụ kiện bằng gang.

Xem thêm các bài giải bài tập Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều hay, chi tiết khác:

16. Dãy hoạt động hoá học

17. Tách kim loại. Sử dụng hợp kim

18. Sự khác nhau cơ bản giữa phi kim và kim loại

Bài tập (Chủ đề 6)

19. Giới thiệu về chất hữu cơ

20. Hydrocarbon, alkane

Lý thuyết KHTN 9 Bài 17: Tách kim loại. Sử dụng hợp kim

I. Phương pháp tách kim loại

1. Phương pháp điện phân nóng chảy

Phương pháp điện phân nóng chảy thường dùng để tách các kim loại có mức độ hoạt động hóa học mạnh như Na, Mg, Al,….

2. Phương pháp nhiệt luyện

Phương pháp nhiệt luyện thường được dùng để tách các kim loại có mức độ hoạt động hóa học trung bình và yếu như Zn, Fe, Cu,…

Ví dụ: Người ta tách được sắt ra khỏi iron(III) oxide (Fe₂O₃) bằng cách cho Fe₂O₃ phản ứng với carbon monoxide (CO) ở nhiệt độ cao:

II. Hợp kim

1. Khái niệm hợp kim

Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa kim loại cơ bản và kim loại hoặc phi kim khác

2. Sử dụng hợp kim

Một số hợp kim có nhiều tính chất ưu việt hơn so với kim loại tạo nên chúng như tính cứng, độ bền cơ học, hóa học, khả năng chịu mài mòn,…

3. Một số hợp kim phổ biến

4. Sản xuất gang, thép

Sản xuất gang

Nguyên liệu để sản xuất gang là quặng sắt, than cốc và chất tạo xỉ như CaCO₃, SiO2,…

Các giai đoạn chính của quá trình sản xuất gang

- Phản ứng tạo thành khí CO:

- Khí CO phản ứng với các oxide của sắt trong quặng

- Đá vôi bị phân hủy thành CaO. CaO kết hợp với các oxide như SiO₂ trong quặng tạo thành xỉ:

2. Sản xuất thép

Nguyên liệu chính để sản xuất thép là gang và khí oxygen. Trong quá trình sản xuất thép, khí oxygen được thổi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao, đốt cháy các tạp chất trong gang. Các oxide tạo thành ở dạng khí (CO₂, SO₂,..) sẽ thoát ra theo khí thải, còn các oxide dạng rắn (SiO₂, MnO₂,…) sẽ tạo xỉ nhẹ, nổi lên trên thép lỏng và được tách ra để thu lấy thép.