Номер 2, страница 83 - гдз по химии 7 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава VI. Простые вешества. §17. Представители металлов. Проверьте свои знания - номер 2, страница 83.

Условие.

2. Чем по составу чугун отличается от стали? В чём сущность процесса производства стали из чугуна?

Решение.

Решение 2.

Чем по составу чугун отличается от стали?

Основное различие между чугуном и сталью заключается в содержании углерода ($C$) и других примесей. И чугун, и сталь являются сплавами железа ($Fe$) с углеродом.

• Чугун – это сплав железа с высоким содержанием углерода, обычно от 2,14% до 4,5%. Он также содержит значительное количество других элементов, таких как кремний ($Si$), марганец ($Mn$), фосфор ($P$) и сера ($S$). Из-за высокого содержания углерода чугун обладает высокой твёрдостью, но при этом он хрупкий и плохо поддаётся ковке и сварке.
• Сталь – это сплав железа с содержанием углерода менее 2,14%. Содержание других примесей (кремния, марганца, серы, фосфора) в стали строго контролируется и обычно значительно ниже, чем в чугуне. Сталь, в отличие от чугуна, является пластичной, прочной и хорошо поддаётся различным видам механической и термической обработки.

Таким образом, главное отличие — в количественном содержании углерода и примесей, что кардинально меняет их физико-механические свойства.

Ответ: Чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода (более 2,14%) и других примесей (кремния, марганца, фосфора, серы), что делает его твёрдым, но хрупким. Сталь содержит менее 2,14% углерода, она более чистая по составу, пластичная и прочная.

В чём сущность процесса производства стали из чугуна?

Сущность процесса производства стали из чугуна (этот процесс называется переделом) заключается в уменьшении содержания углерода и удалении вредных примесей (кремния, марганца, фосфора, серы) до заданных пределов.

Этот процесс является окислительным. Через расплавленный чугун продувают кислород или воздух. Кислород вступает в реакцию с избыточным углеродом и примесями:

• Углерод окисляется до угарного газа ($CO$), который улетучивается: $2C + O_2 \rightarrow 2CO\uparrow$.
• Кремний, марганец и фосфор окисляются, образуя оксиды: $Si + O_2 \rightarrow SiO_2$, $2Mn + O_2 \rightarrow 2MnO$, $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$.

Эти оксиды, будучи легче расплавленного металла, всплывают на поверхность и вместе со специально добавляемыми флюсами (например, известью $CaO$) образуют шлак. Шлак покрывает поверхность металла, защищая его от окисления, и затем удаляется. В результате этих химических реакций состав расплава изменяется, и хрупкий чугун превращается в ковкую и прочную сталь.

Ответ: Сущность процесса заключается в окислении избыточного углерода и вредных примесей (кремния, марганца, фосфора и др.), содержащихся в чугуне, путём продувки расплава кислородом. Продукты окисления удаляются в виде газов и шлака, в результате чего чугун превращается в сталь.