Bài giảng Hóa 9 - Bài 20: Hợp kim sắt, gang thép

TRäNG QUAN TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ HÓA HỌC BÀI GIẢNG 9 Nêu các tính chất hoá học của sắt ? S ắt tác dụng được với chất nào sau đây ? dd muối đồng sunfat Khí clo dd axit nitric đặc nguội Từ sắt và các hoá chất cần thiết hãy viết các phương trình hoá học để thu được các oxit riêng biệt Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 KIÓM TRA BµI Cò HỢP KIM SẮT Thời gian 1 tiết Bài 20 GANG, THÉP MỤC TIÊU BÀI GIẢNG * Biết : Gang là gì ? Thép là gì ? Tính chất và một số ứng dụng của gang và thép . * Biết nguyên tắc , nguyên liệu và quá trình sản xuất gang trong lò cao . * Biết nguyên tắc , nguyên liệu và quá trình sản xuất thép trong là luyện thép . Biết đọc và tóm tắt các kiến thức từ SGK . Biết sử dụng các kiến thức thực tế về gang, thép , ... để rút ra ứng dụng của gang, thép . Biết khai thác thông tin về sản xuất gang, thép từ sơ đồ lò luyện gang và lò luyện thép . Viết được các phương trình hoá học chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang . Viết được các phương trình hoá học chính xảy ra trong quá trình sản xuất thép . HỢP KIM S¾T GANG THÐP Các em hãy cho biết “ Hợp kim là gì ? “ 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 loại . Hợp kim sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép . I. H îp kim cña s¾t ho¸ häc 9 1. GANG LÀ GÌ ? * Gang là hợp kim của sắt và cacbon trong ® ã hµm l­îng cacbon tõ 2% ® Õn 5% * Thành phần của gang : HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× -Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon * Gang cứng và giòn Gang Gang trắng Dùng để luyện thép Gang xám Dùng để đúc bệ máy , ống nước , ... ** Đặc điểm của gang : ** Ứng dụng của gang : - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾t GANG THÐP ho¸ häc 9 I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang 2. THÉP LÀ GÌ ? * Thép là hợp kim của sắt và cacbon trong ® ã hµm l­îng cacbon d­íi 2% * Thành phần của thép : 2. ThÐp lµ g× HỢP KIM S¾t GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang 2. ThÐp lµ g× * Thép thường cứng , đàn hồi , ít bị ăn mòn ** Đặc điểm của thép : ** Ứng dụng của thép : * Dùng để chế tạo nhiều chi tiết máy , vật dụng , dụng cụ lao động . * Dùng để làm vật liệu xây dựng , chế tạo phương tiện giao thông vận tải . - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp ho¸ häc 9 Nhận xét Gang v à thép đều là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác . Trong gang : hàm lượng cacbon chiếm từ 2% đến 5% . Trong thép : hàm lượng cacbon ít hơn 2% ( dưới 2% ) . HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang II. S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang Th¶o luËn nhãm Các nhóm thảo luận và trả lời theo nội dung sau : a. Nguyên liệu để sản xuất gang . b. Nguyên tắc để sản xuất gang . c. Quá trình sản xuất gang trong lò cao . Viết các phương trình phản ứng chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang . nhãm i - iii nhãm ii - iv 2. ThÐp lµ g× - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang II. S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang Th¶o luËn nhãm 2. ThÐp lµ g× - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang II. S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang a. Nguyên liệu để sản xuất gang . * Quặng manhetit ( chứa Fe 3 O 4 ), quặng hematit ( chứa Fe 2 O 3 ) . * Than cốc , không khí giàu oxi . * Một số chất phụ gia khác : đá vôi ( CaCO 3 ). b. Nguyên tắc sản xuất gang . * Dùng cacbon oxit khử sắt oxit ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim ( lò cao ) . - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang 2. ThÐp lµ g× - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang c. Quá trình sản xuất gang trong lò cao . Các em hãy quan sát quá trình sản xuất gang trong lò cao ? Viết các phương trình phản ứng chính ? ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang c. Quá trình sản xuất gang trong lò cao . * Quặng , than cốc , đá vôi có kích thước vừa phải được đưa vào lò cao qua miệng lò và xếp thành từng lớp xen kẻ nhau . Không khí nóng được thổi từ hai bên lò từ dưới lên . Phản ứng tạo thành khí CO C ( r ) O 2 ( k ) CO 2 ( k ) t o + C ( r ) CO ( k ) 2CO ( k ) t o + ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang * Khí CO khử oxit sắt trong quặng thành sắt . Ph ương trình phản ứng Một số oxit khác có trong quặng như MnO 2 ,SiO 2 ... cũng bị khử tạo thành đơn chất Mn , Si , ... * Sắt nóng chảy hoà tan một lượng nhỏ cacbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài qua cửa tháo gang . 3CO ( k ) Fe 2 O 3 ( k ) 3CO 2 ( k ) t o cao + 2Fe ( r ) + ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang * Đá vôi bị phân huỷ thành CaO . CaO kết hợp với các oxit SiO 2 , ... có trong quặng tạo thành xỉ . Ph ương trình phản ứng CaO ( r ) SiO 2 ( r ) CaSiO 3 ( r ) t o + * Xỉ nhẹ nổi lên trên và được đưa ra ngoài ở cửa tháo xỉ . * Khí tạo thành trong lò cao được thoát ra ở phía trên gần miệng lò . ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang 1.S¶n xuÊt thÐp Th¶o luËn nhãm Các nhóm thảo luận và trả lời theo nội dung sau : nhãm i - iii nhãm ii - iv 2. ThÐp lµ g× - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang a. Nguyên liệu sản xuất thép . b. Nguyên tắc sản xuất thép . c. Quá trình sản xuất thép trong lò luyện thép . Viết các phương trình phản ứng chính xảy ra trong quá trình sản xuất thép . ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang 1.S¶n xuÊt thÐp Th¶o luËn nhãm 2. ThÐp lµ g× - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang a. Nguyên liệu để sản xuất thép . * Gang, sắt phế liệu và khí oxi . b. Nguyên tắc sản xuất thép . * Oxi hoá một số kim loại , phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố cacbon , silic , mangan , ... . 2. SẢN XUẤT THÉP : 2. S¶n xuÊt thÐp ho¸ häc 9 HỢP KIM S¾T GANG THÐP I . Hîp kim cña s¾t 1.Gang lµ g× - Lµ hîp kim cña s¾t vµ cacbon - § Æc ® iÓm cña gang - ø ng dông cña gang - § Æc ® iÓm cña thÐp - ø ng dông cña thÐp 2. ThÐp lµ g× II.S¶n xuÊt gang thÐp 1.S¶n xuÊt gang 2. S¶n xuÊt thÐp c. Quá trình sản xuất thép trong lò luyện thép Bet- xơ -me * Thổi khí oxi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao . Khí oxi 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, ... Ph ương trình phản ứng FeO C Fe t o + CO + * Sản phẩm thu được là thép ho¸ häc 9 LUYỆN TẬP _ CỦNG CỐ Em hãy nêu nội dung chính của bài : Hợp kim của sắt . Gang Thành phần của gang Các loại gang : gang trắng , gang xám Công dụng của gang Thép Thành phần của thép Tính vật lí và tính hoá học của thép Công dụng của thép LUYỆN TẬP _ CỦNG CỐ Sản xuất Gang Nguyên liệu sản xuất gang Nguyên tắc sản xuất gang Quá trình sản xuất gang trong lò cao Thép Nguyên liệu sản xuất thép Nguyên tắc sản xuất thép Quá trình sản xuất thép LUYỆN TẬP _ CỦNG CỐ Em hãy thực hiện bài luyện tập sau : Bài tập : Tính khối lượng gang có chứa 95%Fe sản xuất được từ 1,2 tấn quặng hematit ( có chứa 85% Fe 2 O 3 ), biết rằng hiệu suất của quá trình là 80% . Các bước thực hiện bài tập : * Viết phương trình phản ứng . * Tính khối lượng Fe 2 O 3 có trong 1,2 tấn quặng hematit . * Tính khối lượng sắt thu được theo phương trình hoá học . * Tính khối lượng sắt thu được thực tế . * Tính khối lượng gang thu được thực tế . ho¸ häc 9 Ghi nhớ Gang là một loại hợp kim của sắt với cacbon , trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2% - 5% . Trong gang còn có lượng nhỏ một số nguyên tố khác như : Si , Mn,S , ... Gang được luyện trong lò cao bằng cách dùng khí CO khử oxit sắt . Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác , trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2% . Thép được luyện trong lò luyện thép bằng cách oxi hoá một số nguyên tố có trong gang như C, Mn , Si , S, P, ... Gang : Thép : D ẶN DÒ Chuẩn bị trước bài 21 _ “ SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI KHÔNG BỊ ĂN MÒN “ Thực hiện các bài tập 5, 6 sách giáo khoa _ trang 63 ho¸ häc 9 Thöïc hieän 11 naêm 2007 Baøi hoïc ñaõ KEÁT THUÙC Thaân AÙi Chaøo Caùc Em