tích hợp liên môn hóa và sinh học HỢP KIM CỦA SẮT

Ngày soạn: Ngày dạy:
Tiết 55 (Bài 31): HỢP KIM CỦA SẮT
I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức
- HS biết được tính chất vật lí;
- HS nêu được nguyên tắc điều chế và ứng dụng của một số hợp chất của sắt.
- HS hiểu được tính chất của hợp chất sắt (II): FeO, Fe(OH)
2
, muối sắt (II); tính oxi hóa của hợp chất sắt
(III): Fe
2
O
3
, Fe(OH)
3
, muối sắt (III).
2. Kĩ năng
- Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hoá học các hợp chất của sắt.
- Viết các PTHH phân tử hoặc ion rút gọn minh hoạ tính chất hoá học.
- Nhận biết được ion Fe
2+
, Fe
3+
trong dung dịch.
- Tính % khối lượng các muối sắt hoặc oxit sắt trong phản ứng.
- Xác định công thức hoá học oxit sắt theo số liệu thực nghiệm.
-Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu và giảm nhẹ rủi ro thiên tai
3. Phát triển năng lực
- Năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề
- Năng lực hợp tác theo nhóm
- Năng lực sáng tạo

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.
B. Trọng tâm
- Khả năng phản ứng của các hợp chất sắt (II) và sắt (III)
- Phương pháp điều chế các hợp chất sắt (II) và sắt (III)
II. CHUẨN BỊ: Đinh sắt, mẩu dây đồng, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, dung dịch FeCl
3
.
III. PHƯƠNG PHÁP: Đàm thoại + diễn giảng + thí nghiệm trực quan.
IV. TIẾN TRÌNH BÀY DẠY:
1. Ổn định lớp: Chào hỏi, kiểm diện.
2. Kiểm tra bài cũ: So sánh tính chất hoá học cơ bản của hợp chất sắt (II) và sắt (III)? Viết PTHH minh hoạ.
3. Bài mới:
HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY -TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC
Hoạt động 1
 GV đặt hệ thống câu hỏi:
- Gang là gì ?
I – GANG
1. Khái niệm: Gang là hợp kim của sắt và cacbon trong
đó có từ 2 – 5% khối lượng cacbon, ngoài ra còn có một
lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S,…

- Phân loại gang ?
 GV bổ sung, sửa chữa những chổ chưa chính
2. Phân loại: Có 2 loại gang
a) Gang xám: Chứa cacbon ở dạng than chì. Gẫngms
được dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa,…
b) Gang trắng
- Gang trắng chứa ít cacbon hơn và chủ yếu ở dạng
xementit (Fe

3
C).
- Gang trắng (có màu sáng hơn gang xám) được dùng để
luyện thép.
Hoạt động 2
 Nguyên tắc sản xuất gang?
3. Sản xuất gang
a) Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò
cao.
 Phân biệt các quặng sắt ? (thường dung để
sản xuất gang là: hematit đỏ (Fe
2
O
3
), hematit
b) Nguyên liệu: Quặng sắt oxit (thường là hematit đỏ
Fe
2
O
3
), than cốc và chất chảy (CaCO
3
hoặc SiO
2
).
nâu (Fe
2
O
3
.nH

2
O) và manhetit (Fe
3
O
4
))
 Những nguyên liệu XS gang? Vai trò của
mỗi loại nguyện liệu?
- Khai thác nguyên liệu hợp lý, xử lý chất thải
sau khai thác quặng, cải tạo MT, trồng cây …
- Vận chuyển quặng đến nơi SX: Tránh rơi vãi
gây lãng phí, ô nhiễm => sử dụng băng tải, xây
dựng nhà máy gần vùng nguyên liệu, xa khu
dân cư
 GV dùng hình vẻ 7.2 trang 148 để giới thiệu
về các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao.
 HS viết PTHH của các phản ứng xảy ra trong
lò cao.
 Những yếu tố ảnh hưởng đến môi trường?
=> Giải pháp khắc phục?
-Thiết bị đảm bảo kỹ thuật không thoát nhiệt,
hiệu suất cao, tiết kiệm nhiên liệu …
- Xử lý khí thải của lò cao
c) Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện
quặng thành gang
 Phản ứng tạo chất khử CO
CO
2
C + O
2

t
0
2COCO
2
+ C
t
0
 Phản ứng khử oxit sắt
- Phần trên thân lò (400
0
C)
2Fe
3
O
4
+ CO
2
3Fe
2
O
3
+ CO
t
0
- Phần giữa thân lò (500 – 600
0
C)
3FeO + CO
2
Fe

3
O
4
+ CO
t
0
- Phần dưới thân lò (700 – 800
0
C)
Fe + CO
2
FeO + CO
t
0
 Phản ứng tạo xỉ (1000
0
C)
CaCO
3
→ CaO + CO
2
↑
CaO + SiO
2
→ CaSiO
3
- Xử lý xỉ gang d) Sự tạo thành gang (SGK)
 Thép là gì ? II – THÉP
1. Khái niệm: Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2%
khối lượng cacbon cùng với một số nguyên tố khác (Si,

Mn, Cr, Ni,…)
2. Phân loại
a) Thép thường (thép cacbon)
- Thép mềm: Chứa không quá 0,1%C. Thép mềm dễ gia
công, được dùng để kép sợi,, cán thành thép lá dùng chế
tạo các vật dụng trong đời sống và xây dựng nhà cửa.
- Thép cứng: Chứa trên 0,9%C, được dùng để chế tạo
các công cụ, các chi tiết máy như các vòng bi, vỏ xe bọc
thép,…
b) Thép đặc biệt: Đưa thêm vào một số nguyên tố làm
cho thép có những tính chất đặc biệt.
- Thép chứa 13% Mn rất cứng, được dùng để làm máy
nghiền đá.
- Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng và
không gỉ, được dùng làm dụng cụ gia đình (thìa, dao,…),
dụng cụ y tế.
- Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, được
dùng để chế tạo máy cắt, gọt như máy phay, máy nghiền
đá,…
 Những nguyên liệu XS thép? Vai trò của mỗi
loại nguyện liệu?
 Nguyên tắc của việc sản xuất thép?
3. Sản xuất thép
a) Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất C, Si, S,
Mn,…có trong thành phần gang bằng cách oxi hoá các tạp
chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách khỏi thép.
 Phân tích ưu và nhược điểm của mỗi phương
pháp XS thép?
 GV cung cấp thêm cho HS
b) Các phương pháp luyện gang thành thép


Phương pháp Bet-xơ-me


Phương pháp Mac-tanh

Phương pháp lò điện
V. CỦNG CỐ:
1. Nêu những phản ứng chính xảy ra trong lò cao.
2. Nêu các phương pháp luyện thép và ưu nhược điểm của mỗi phương pháp.
3. Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
,Fe
2
O
3
đến Fe cần vừa đủ 2,24 lít CO (đkc). Khối lượng
sắt thu được là
A. 15 B. 16 C. 17 D. 18
VI. DẶN DÒ:
1. Bài tập về nhà: 1 → 6 trang 151 (SGK)
2. Xem trước bài LUYỆN TẬP: TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA SẮT VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG
CỦA SẮT