Gang là hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (trong đó hàm lượng carbon từ 2% đến 5%) [đã giải]

Gang là hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (trong đó hàm lượng carbon từ 2% đến 5%). Gang được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu, các chi tiết máy. Một học sinh thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng sắt có trong một mẫu gang theo các bước sau:
• Bước 1: Hòa tan 2,35 gam mẫu gang (đã làm sạch bề mặt) trong dung dịch H2SO4 10% dư. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ phần không tan, nhúng một thanh Zn vào dung dịch để khử hoàn toàn ion Fe3+ thành Fe2+, thu được dung dịch X.
• Bước 2: Cho X vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch, thu được 250 mL dung dịch Y.
• Bước 3: Lấy 10,0 mL dung dịch Y cho vào bình tam giác, thêm khoảng 10 mL dung dịch H2SO4 10%. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO4 0,02 M đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt ổn định trong 20 giây thì dừng chuẩn độ. Thể tích trung bình của dung dịch KMnO4 sau ba lần chuẩn độ là 16,0 mL.
a) Một nhà máy gang thép, luyện loại gang trên từ quặng hematite (chứa 75% Fe2O3, còn lại tạp chất trơ không chứa sắt), trung bình từ 1000 tấn quặng có thể sản xuất được 540 tấn gang, với hiệu suất của cả quá trình sản xuất là 98%. Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần đơn vị.
b) Trong quy trình trên, có thể thay dung dịch H2SO4 bằng dung dịch HCl.
c) Ở bước 1, có thể thay thanh Zn bằng thanh Fe.
d) Hàm lượng sắt trong mẫu gang này là 95,3%. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần mười).