Bài học này trình bày nội dung: Hợp kim sắt: Gang, thép. Dựa vào cấu trúc SGK hóa học lớp 9, Tech12h sẽ tóm tắt lại hệ thống lý thuyết và hướng dẫn giải các bài tập 1 cách chi tiết, dễ hiểu. Hi vọng rằng, đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học tập tốt hơn. Show  A – KIẾN THỨC TRỌNG TÂMI.Hợp kim của sắt
II.Sản xuất gang thép1.Sản xuất gang Nguyên liệu: quặng sắt trong tự nhiên: manhetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3) ; than cốc. Nguyên tắc sản xuất gang: dùng CO khử oxit sắt trong lò cao Quá trình sản xuất gang trong lò cao:
C + O2 →(to) CO2 C + CO2 →(to) CO
3CO + Fe2O3 →(to cao) 3CO2 + 2Fe
CaO + SiO2 →(to) CaSiO3 2.Sản xuất thép Nguyên liệu: gang, sắt phế liệu và khí oxi. Nguyên tắc sản xuất: oxi hóa một số kim loại, phi kim để loại ra khỏ gang . Quá trình sản xuất: thực hiện trong lò luyện thép.
VD: C + O2 →(to) CO2 B. Bài tập và hướng dẫn giảiCâu 2.(Trang 63 SGK) Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình hoá học. Câu 1.(Trang 63 SGK) Thế nào là hợp kim ? Thế nào là gang và thép ? Nêu thành phần, tính chất, ứng dụng của gang và thép. Câu 3.(Trang 63 SGK) Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hoá học. Câu 4.(Trang 63 SGK) Những khí thải (CO2, SO2...) trong quá trình sản xuất gang thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh ? Dẫn ra một số phản ứng để giải thích. Thử nêu biện pháp để chống ô nhiễm môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang thép. Câu 5.(Trang 63 SGK) Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây :
Cho biết phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện gang, phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện thép, chất nào là chất oxi hoá, chất nào là chất khử ? Câu 6.(Trang 63 SGK) Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe2O3 cần thiết để sản xuất được 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%. - Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim. - Hợp kim của sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép. Hình 1: Điểm giống và khác nhau giữa Gang và Thép A- Thành phần của Gang, B-Thành phần của Thép 1.1.1. Gang là gì?- Gang là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm từ 2-5%. - Đặc điểm: Gang cứng và giòn. - Ứng dụng: + Gang trắng dùng để luyện thép... + Gang xám dùng để đúc máy, ống dẫn nước... 1.1.2. Thép là gì?- Thép là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm dưới 2%. - Đặc điểm: Thép thường cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn,… - Ứng dụng: + Dùng để chế tạo các chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao động… + Dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo phương tiện giao thông, vận tải,… 1.2. Sản xuất Gang, Thép1.2.1. Sản xuất Gang như thế nào?- Nguyên liệu sản xuất Gang .PNG) Hình 2: Quặng Hematit + Quặng sắt : Hematit (chứa Fe2O3), manhetit (chứa Fe3O4) + Than cốc, không khí giàu khí ôxi, phụ gia (CaCO3,…) - Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng Cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim - Các phản ứng xảy ra trong lò gang .PNG) Hình 3: Sơ đồ lò luyện gang + Phương trình: C(r) + O2 (k) .PNG) CO2 (k) CO2 (k) + C(r) .PNG) CO (k) + Khí CO khử oxit trong quặng thành sắt: Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2 (k) + Sắt nóng chảy hòa tan một lượng nhỏ cacbon và các nguyên tố khác thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài ra cửa tháo gang. + Đá vôi bị phân hủy tạo thành CaO. CaO kết hợp với các oxit SiO2 tạo thành xỉ CaO(r) + SiO2(r) → CaSiO3 (r) 1.2.2. Sản xuất Thép như thế nào?- Nguyên liệu sản xuất thép: Gang, sắt phế liệu và khí ôxi. - Nguyên tắc sản xuất thép: Oxi hoá kim loại, phi kim để loại các nguyên tố cacbon, silic, mangan,…ra khỏi gang - Quá trình sản xuất thép: Hình 4: Quá trình sản xuất Thép - Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép + Thổi khí ôxi vào lò đựng gang và sắt nóng chảy ở nhiệt độ cao . Khí ôxi oxi hoá sắt thành oxit sắt FeO . Sau đó FeO sẽ oxi hoá một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, S, P,… |
