Номер 2, страница 82, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Из какой руды получают чугун? Какая руда наиболее выгодна для получения? Ответ обоснуйте.

Решение

Чугун — это сплав железа с углеродом (содержание углерода не менее 2,14%), который получают в доменных печах из железорудного сырья. Основными рудами для получения чугуна являются железосодержащие минералы и горные породы.

К главным железным рудам относятся:

• Магнитный железняк (магнетит), химическая формула $Fe_3O_4$. Содержит до 72% железа.
• Красный железняк (гематит), химическая формула $Fe_2O_3$. Содержит до 70% железа.
• Бурый железняк (лимонит), представляет собой гидрат оксида железа(III) с общей формулой $Fe_2O_3 \cdot nH_2O$. Содержание железа в нем колеблется от 30% до 60%.
• Шпатовый железняк (сидерит), химическая формула $FeCO_3$. Содержит до 48% железа.

Наиболее выгодными для получения чугуна рудами являются магнитный железняк (магнетит) и красный железняк (гематит).

Обоснование:

Выгода использования той или иной руды определяется несколькими факторами, главным из которых является массовая доля железа в руде. Чем выше содержание железа, тем меньше руды и топлива (кокса) требуется для выплавки одной тонны чугуна, что снижает себестоимость производства.

1. Магнитный железняк ($Fe_3O_4$) теоретически содержит наибольшее количество железа — около 72,4%. Кроме того, он обладает магнитными свойствами, что значительно упрощает и удешевляет процесс его обогащения (удаления пустой породы) методом магнитной сепарации. Это делает его самой ценной рудой.
2. Красный железняк ($Fe_2O_3$) также является очень богатой рудой с содержанием железа до 70%. Это одна из самых распространенных и широко используемых в мировой металлургии руд, что обеспечивает его высокую экономическую эффективность.
3. Бурый железняк ($Fe_2O_3 \cdot nH_2O$) и шпатовый железняк ($FeCO_3$) считаются менее выгодными, так как содержат значительно меньше железа. Кроме того, они требуют предварительной обработки (обжига для удаления химически связанной воды или углекислого газа), что увеличивает энергозатраты и стоимость конечного продукта. В этих рудах также часто содержатся вредные примеси, такие как фосфор и сера, которые ухудшают качество чугуна.

Таким образом, из-за высокого содержания железа и, в случае магнетита, легкости обогащения, магнитный и красный железняки являются наиболее экономически выгодным сырьем для производства чугуна.

Ответ: Чугун получают из железных руд, таких как магнитный железняк (магнетит), красный железняк (гематит), бурый железняк (лимонит) и шпатовый железняк (сидерит). Наиболее выгодными для получения являются магнитный и красный железняки, так как они содержат наибольший процент железа (до 72% и 70% соответственно) и обычно меньше вредных примесей, что делает процесс производства чугуна более экономичным.