Bài toán 1: Sản xuất nồi gang từ quặng hematite
Phân tích bài toán:
- Quặng hematite: Chứa 85% Fe₂O₃.
- Sản phẩm: Nồi gang có 95% sắt.
- Hiệu suất: 80%.
- Yêu cầu: Tìm số nồi gang sản xuất được.
Giải:
Tính lượng sắt thu được từ quặng:
- Khối lượng Fe₂O₃ trong quặng: 500 tấn * 85% = 425 tấn.
- Số mol Fe₂O₃: 425.10⁶ g / 160 g/mol = 2.65625.10⁶ mol.
- Theo phương trình phản ứng, 1 mol Fe₂O₃ tạo ra 2 mol Fe.
- Số mol Fe thu được (lý thuyết): 2.65625.10⁶ mol * 2 = 5.3125.10⁶ mol.
- Khối lượng Fe thu được (lý thuyết): 5.3125.10⁶ mol * 56 g/mol = 297.5.10⁶ g = 297.5 tấn.
- Khối lượng Fe thu được thực tế (do hiệu suất): 297.5 tấn * 80% = 238 tấn.
Tính khối lượng gang sản xuất được:
- Khối lượng gang: 238 tấn / 95% = 250 tấn.
Tính số nồi gang:
- Mỗi nồi nặng 5kg, vậy số nồi gang là: 250.10⁶ g / 5000 g/nồi = 50.000 nồi.
Vậy, từ 500 tấn quặng hematite, có thể sản xuất được khoảng 50.000 chiếc nồi gang.
Bài toán 2: Sản xuất dây cáp nhôm từ quặng bauxite
Phân tích bài toán:
- Quặng bauxite: Chứa 40% Al₂O₃.
- Sản phẩm: Dây cáp nhôm.
- Hiệu suất: 90%.
- Yêu cầu: Tìm chiều dài dây cáp sản xuất được.
Giải:
Tính lượng nhôm thu được từ quặng:
- Khối lượng Al₂O₃ trong quặng: 400 tấn * 40% = 160 tấn.
- Số mol Al₂O₃: 160.10⁶ g / 102 g/mol ≈ 1.568.627 mol.
- Theo phương trình phản ứng, 2 mol Al₂O₃ tạo ra 4 mol Al.
- Số mol Al thu được (lý thuyết): 1.568.627 mol * 2 = 3.137.255 mol.
- Khối lượng Al thu được (lý thuyết): 3.137.255 mol * 27 g/mol ≈ 84.684.335 g ≈ 84.684 tấn.
- Khối lượng Al thu được thực tế (do hiệu suất): 84.684 tấn * 90% ≈ 76.216 tấn.
Tính chiều dài dây cáp:
- Mỗi km dây cáp nặng 1074 kg, vậy số km dây cáp là: 76.216.10⁶ g / 1074000 g/km ≈ 71 km.
Vậy, từ 400 tấn quặng bauxite, có thể sản xuất được khoảng 71 km dây cáp nhôm.
Kết luận:
- Bài toán 1: Từ 500 tấn quặng hematite, có thể sản xuất được khoảng 50.000 chiếc nồi gang.
- Bài toán 2: Từ 400 tấn quặng bauxite, có thể sản xuất được khoảng 71 km dây cáp nhôm.