Hàn nhiệt là phương pháp hàn dựa trên cơ sở của phản ứng tỏa nhiệt giữa một oxit kim loại với một kim loại khác có ái lực hóa học với oxi mạnh hơn. Thông dụng nhất là phản ứng giữa nhôm và oxit sắt từ (Fe3O4).
Phản ứng xảy ra khi nung nóng một lượng nhỏ hỗn hợp đến nhiệt độ khoảng 1200 - 1300°C, sau đó phản ứng tiếp tục được duy trì nhờ nhiệt độ của phản ứng và lan nhanh ra toàn khối hỗn hợp làm nhiệt độ tăng lên đến 3000°C, nung nóng chảy sắt tạo thành thép lỏng và làm nóng chảy các tạp chất tạo thành xỉ lỏng.
Tiến hành mở lỗ rót ở đáy nồi phản ứng để rót thép lỏng vào khuôn. Thép lỏng có nhiệt độ cao nung chảy mép hàn, sau đó đông đặc tạo thành mối hàn. Cho biết khối lượng riêng của sắt là 7,87 g/cm³ và lượng sắt trong mối hàn bằng 90% lượng sắt được điều chế ra và các chất được lấy đúng theo hệ số tỉ lượng. Khối lượng gần nhất của hỗn hợp tecmit cần lấy để có thể hàn được vết nứt gãy của đường ray có thể tích là 10 cm³ là
nFe điều chế ra = 7,87.10/56.90% = 1,5615 mol
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
→ nAl = 1,388 và nFe3O4 = 0,5205
→ mTecmit = 158,232 gam
Mở rộng kiến thức về Fe3O4:
I. Định nghĩa
- Định nghĩa: Là hỗn hợp của hai oxit FeO, Fe2O3. Có nhiều trong quặng manhetit, có từ tính.
- Công thức phân tử Fe3O4
II. Tính chất vật lí
- Là chất rắn, màu đen, không tan trong nước và có từ tính.
III. Tính chất hóa học
1. Tính oxit bazơ
- Fe3O4 tác dụng với dung dịch axit như HCl, H2SO4 loãng tạo ra hỗn hợp muối sắt (II) và sắt (III).
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
2. Tính khử
- Fe3O4 là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
3 Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
3. Tính oxi hóa
- Fe3O4 là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh ở nhiệt độ cao như: H2, CO, Al:
Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O
Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2
3 Fe3O4 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe
IV. Điều chế
- Trong tự nhiên oxit sát từ là thành phần quặng manhetit.
- Đốt cháy sắt trong oxi không khí thu được oxit sắt từ.
3Fe + 2O2 → Fe3O4
- Nung nóng Fe trong nước dạng hơi ở nhiệt độ < 570độC
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
V. Ứng dụng
- Quặng manhetit có hàm lượng sắt cao nhất được dùng trong ngành luyện gang, thép.
- Fe3O4 hạt nano được dùng để dánh dấu tế bào và xử lí nước bị nhiểm bẩn.
Hỗn hợp E gồm ba este mạch hở X, Y, Z, trong đó có hai este đơn chức và một este hai chức (MX < MY < MZ). Đốt cháy hoàn toàn m gam E, thu được 0,86 mol CO2. Cho m gam E tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được 8,08 gam hỗn hợp T gồm các ancol no và 21,08 gam hỗn hợp muối của hai axit cacboxylic kế tiếp trong dãy đồng đẳng. Cho toàn bộ T tác dụng với Na dư, thu được 2,688 lít H2 (đktc). Khối lượng của Y trong m gam E là:
Hỗn hợp E gồm axit béo X và triglixerit Y. Đốt cháy hoàn toàn 52,86 gam hỗn hợp E bằng oxi, thu được 3,39 mol CO2 và 3,21 mol H2O. Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 52,86 gam E trong dung dịch NaOH, thu được 4,6 gam glixerol và hỗn hợp F gồm hai muối natri oleat và natri stearat. Thành phần % theo khối lượng của X trong E là
Cho hai chất hữu cơ mạch hở E, F có cùng công thức đơn giản nhất là C2H3O. Các chất E, F tham gia phản ứng theo đúng tỉ lệ mol như sơ đồ dưới đây:
(1) E + NaOH (t°) → X1 + X2 (2) F + 2NaOH (t°) → X1 + X3 + X4
(3) X1 + HCl → X5 + NaCl (4) X3 + HCl → X6 + NaCl
(5) X6 (H2SO4, 170°C) → X5 + H2O
Biết rằng ME < MF < 200. Cho các phát biểu sau:
(a) Có hai công thức cấu tạo phù hợp với chất F.
(b) Từ các chất X2, X4 điều chế trực tiếp được axit axetic.
(c) Oxi hóa X4 bằng CuO, thu được anđehit axetic.
(d) Nung chất X1 với NaOH và CaO ở nhiệt độ cao, thu được khí metan.
(e) Cho a mol chất X6 tác dụng với Na dư, thu được a mol khí H2.
Số phát biểu đúng là
Cho hỗn hợp X gồm Al và Cu tác dụng với dung dịch chứa AgNO3 và Fe(NO3)3, sau phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được dung dịch T chứa hai chất tan. Thành phần chất rắn Y gồm
Thực hiện phản ứng este hoá giữa amino axit X (H2NCxHy(COOH)2) với etanol trong HCl khan, thu được sản phẩm Z (Z không chứa nhóm -COOH và nhóm -NH2). Trong phân tử Z, oxi chiếm 28,38% theo khối lượng. Thủy phân hoàn toàn một lượng Z trong trong dung dịch NaOH dư đun nóng, thu được 9,2 gam etanol và m gam hỗn hợp muối. Giá trị của m là
Hòa tan vừa hết m gam hỗn hợp X gồm Mg và Al trong V1 lít dung dịch HCl 2M và H2SO4 1M, thu được khí hiđro. Mặt khác, hòa tan vừa hết m gam X cần dùng V2 lít dung dịch HNO3 4M, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5). Tỉ số V1 : V2 là
Cho m gam bột Al vào 150 ml dung dịch CuSO4 0,2M, sau phản ứng hoàn toàn thu được 2m gam chất rắn. Giá trị của m là
Cho hỗn hợp X gồm Fe và Cu, tác dụng với O2, thu được m gam chất rắn Y. Cho Y tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 4M, thu được 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và 11 gam chất rắn Z. Cho Z tác dụng với dung dịch HCl, thu được khí H2. Giá trị của m là
Nung 20 gam quặng đolomit (thành phần chính là CaCO3.MgCO3) và các tạp chất trơ ở nhiệt độ cao đến phản ứng hoàn toàn, thu được 4,48 lít khí CO2. Thành phần % của CaCO3.MgCO3 trong quặng đolomit là
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O, BaO trong nước, thu được 3,36 lít khí H2 và dung dịch Y. Hấp thụ khí CO2 vào Y. Khối lượng chất tan trong dung dịch phụ thuộc vào lượng CO2 hấp thụ như sau:
Lượng CO2 bị hấp thụ (mol) |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
Khối lượng chất tan (gam) |
16,55 |
9,30 |
13,70 |
Giá trị của m là
Cho các phát biểu sau:
(a) Sục khí NH3 dư vào dung dịch AlCl3, thu được kết tủa.
(b) Phân lân cung cấp nguyên tố nitơ cho cây trồng và đất trồng.
(c) Cho miếng gang (hợp kim Fe-C) vào dung dịch HCl, có xảy ra ăn mòn điện hóa.
(d) Các phản ứng của kim loại với lưu huỳnh đều xảy ra ở nhiệt độ cao.
(e) Thạch cao nung (CaSO4.H2O) được sử dụng để đúc tượng, bó bột, làm trần nhà.
Số phát biểu đúng là
Để tráng một số lượng gương soi có diện tích bề mặt 0,35 m² với độ dày 0,1 μm người ta đun nóng dung dịch chứa 30,6 gam glucozơ với một lượng dung dịch bạc nitrat trong amoniac. Biết khối lượng riêng của bạc là 10,49 g/cm³, hiệu suất phản ứng tráng gương là 80% (tính theo glucozơ). Số lượng gương soi tối đa sản xuất được là
Bình “ga” loại 12 cân sử dụng trong hộ gia đình có chứa 12 kg khí hóa lỏng (LPG) gồm propan và butan với tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 2. Khi được đốt cháy hoàn toàn, 1 mol propan tỏa ra lượng nhiệt là 2220 kJ và 1 mol butan tỏa ra lượng nhiệt là 2874 kJ. Trung bình mỗi ngày, một hộ gia đình cần đốt gas để cung cấp 9960 kJ nhiệt (có 20% nhiệt đốt cháy bị thất thoát ra ngoài môi trường). Sau bao nhiêu ngày hộ gia đình trên sẽ sử dụng hết bình gas 12 kg?