Металургия: пиро-, хидро- и електрометалургия
Металургията получава метали от руди. Пирометалургията използва високи температури и редуктори (въглерод, CO, алуминий), хидрометалургията извлича метала от разтвор след разтваряне на рудата, а електрометалургията използва електролиза. Много активни метали (Na, Mg, Al) се получават само чрез електролиза на стопилки, защото техните съединения са много устойчиви. Медта се пречиства до висока чистота чрез електролитно рафиниране. Сплавите (стомана, бронз, месинг) имат по-ценни свойства от чистите метали.
Какво да запомним
- Руди на желязото: хематит Fe2O3, магнетит Fe3O4, сидерит FeCO3.
- Al се получава чрез електролиза на Al2O3, разтворен в стопен криолит.
- Бронз: мед и калай; месинг: мед и цинк; неръждаема стомана: желязо с хром и никел.
- Cu2+ + 2e− → Cu: на 2 mol електрони се отлага 1 mol мед.
Пример
В 1000 t руда с 58% магнетит има 580 t Fe3O4, а в тях 580 · 168 : 232 = 420 t желязо.
Проверете се: 10 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кой метал се получава чрез електролиза на стопилка от NaCl?
- Желязо
- Натрий
- Мед
- Злато
Отговор: Натрий
На катода Na+ се редуцира до натрий, а на анода се отделя хлор.
Как се нарича получаването на метали чрез разтваряне на рудата и извличане на метала от разтвора?
- Пирометалургия
- Електрометалургия
- Хидрометалургия
- Алуминотермия
Отговор: Хидрометалургия
Например медта се извлича от бедни руди с разтвор на сярна киселина.
Как се рафинира медта до висока чистота?
- Чрез електролиза с анод от сурова мед
- Чрез стапяне с пясък
- Чрез изпаряване
- Чрез редукция с водород
Отговор: Чрез електролиза с анод от сурова мед
Суровата мед се разтваря на анода, а чистата се отлага на катода; примесите остават в разтвора или в анодната утайка.
Защо алуминият се получава чрез електролиза, а не чрез редукция с въглерод?
- Алуминият е благороден метал
- Алуминият е много активен и оксидът му е много устойчив
- Въглеродът е много скъп
- Алуминият не образува оксиди
Отговор: Алуминият е много активен и оксидът му е много устойчив
Въглеродът не може да редуцира Al2O3 при приемливи условия.
Колко тона желязо има в 1000 t руда с 58% магнетит Fe3O4? (Fe3O4 = 232, Fe = 56)
- 420 t
- 580 t
- 168 t
- 406 t
Отговор: 420 t
m(Fe3O4) = 580 t; w(Fe) = 168 : 232; 580 · 168 : 232 = 420 t.
Коя е формулата на магнетита?
- Fe2O3
- Fe3O4
- FeS2
- FeCO3
Отговор: Fe3O4
Магнетитът е магнитна желязна руда; Fe2O3 е хематит, FeS2 пирит, FeCO3 сидерит.
Как се нарича сплавта на мед с калай?
- Месинг
- Бронз
- Дуралуминий
- Стомана
Отговор: Бронз
Бронзът е една от първите сплави, използвани от човека (бронзова епоха).
Как се получава цинкът от цинковата руда сфалерит ZnS?
- Изпичане до ZnO и редукция с въглерод
- Директна електролиза на твърдия ZnS
- Магнитна сепарация
- Нагряване без въздух до Zn и S
Отговор: Изпичане до ZnO и редукция с въглерод
2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2; ZnO + C → Zn + CO.
Защо неръждаемата стомана не ръждясва?
- Съдържа хром, който образува защитен оксиден слой
- Съдържа много въглерод
- Покрита е с боя
- Не съдържа желязо
Отговор: Съдържа хром, който образува защитен оксиден слой
Хромът (често с никел) образува тънък плътен оксиден слой, който пази желязото.
Колко грама мед се отлагат на катода при пренасяне на 2 mol електрони? (Cu = 64)
- 64 g
- 128 g
- 32 g
- 16 g
Отговор: 64 g
Cu2+ + 2e− → Cu: 2 mol електрони отлагат 1 mol мед, т.е. 64 g.