خامات الحديد واستخلاصه والصلب والسبائك
الإجابات لأولياء الأمور والمعلمين.
1
عينة خام كتلتها 4 أطنان تحوي 75 % من Fe₂O₃. كم طنًّا من الحديد فيها؟ (Fe₂O₃ نسبة الحديد فيه 70 %.)
Fe₂O₃: 4 × 0.75 = 3.0 أطنان. الحديد: 3.0 × 0.70 = 2.1 طن.
2
التحميص على الورق: FeCO₃ → FeO + CO₂ ثم 4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃. بدءًا من 232 g من FeCO₃ (Fe = 56, C = 12, O = 16) أوجد كتلة FeO والكتلة النهائية لـ Fe₂O₃ وللأكسجين المستهلك.
n(FeCO₃) = 232 ÷ 116 = 2 mol فـ n(FeO) = 2 mol = 144 g. ثم 2 mol FeO + 0.5 mol O₂ → 1 mol Fe₂O₃ = 160 g، ويُستهلك 0.5 × 32 = 16 g من O₂ (144 + 16 = 160).
3
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. لـ 48 g من Fe₂O₃ أوجد كتلة CO اللازمة وكتلة الحديد الناتجة (Fe = 56, C = 12, O = 16).
n = 48 ÷ 160 = 0.3 mol. CO: 0.9 mol × 28 = 25.2 g. Fe: 0.6 mol × 56 = 33.6 g.
4
سمِّ نوع كل سبيكة: (أ) صلب فيه 0.5 % كربون، (ب) كروم في حديد، (ج) المركب Fe₃C، (د) نيكل مع نحاس.
(أ) بينية، (ب) استبدالية، (ج) مركب بينفلزي، (د) استبدالية (حجما الذرتين متقاربان).
5
قال طالب: «الصلب مركب من الحديد والكربون». صحّح ذلك في جملتين.
الصلب سبيكة، أي مخلوط من الحديد مع كمية صغيرة من الكربون، وتتغير الكمية. وذرات الكربون تقع في فجوات شبكة الحديد. أما Fe₃C فمركب حقيقي صيغته ثابتة.