Giáo án Hóa học 12 bài 33: Hợp kim của sắt

GIÁO ÁN HÓA HỌC 12

HỢP KIM CỦA SẮT
I) Chuẩn kiến thức kĩ năng cần đạt:
1. Kiến thức :
*HS biết:
- Khái niệm và phân loại gang, sản xuất gang (nguyên tắc, nguyên liệu, cấu tạo và
chuyển vận của lò cao, biện pháp kĩ thuật).
- Khái niệm và phân loại thép, sản xuất thép (nguyên tắc chung, phương pháp
Mac-tanh, Bet-xơ-me, lò điện: ưu điểm và hạn chế)
- ứng dụng của gang, thép.
2.Kỹ năng :
- Quan sát mô hình, hình vẽ, sơ đồ... rút ra được nhận xét về nguyên tắc và quá
trình sản xuất gang thép.
- Viết PTHH của các phản ứng oxi hoá khử xảy ra trong lò luyện gang, luyện thép.
- Phân biệt được một số đồ dùng bằng gang, thép.
- Sử dụng và bảo quản hợp lí được một số hợp kim của sắt.
- Tính khối lượng quặng sắt cần thiết để sản xuất một lượng gang xác định theo
hiệu suất.
II : Chuẩn bị :
GV : -một số mẵu vật bằng thép, gang
- Tranh vẽ các sơ đồ phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao, lò mac-tanh, lò betxơ-me, lò điện.
HS : Học kỹ tính chất hoá học đơn chất sắt và oxit sắt , sưu tầm một số tranh ảnh
mẫu vật bằng gang, thép
III : Tiến trình dạy học :
1.Kiểm tra bài cũ :
- Hãy nêu tính chất hoá học của hợp chất sắt (II). Viết các pư để minh hoạ ?


GIÁO ÁN HÓA HỌC 12

2.Bài mới :

Hoạt động của GV và HS
Hoạt động 1

Nội dung ghi
I) Gang :

GV giới thiệu một số mẫu vật bằng 1. Khái niệm : Là hợp kim của sắt với các bon
gang, gang trắng, gang xám
trong đó có từ 2-> 5 % KL các bon ngoài ra còn có
một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S
HS quan sát mẫu vật và trả lời câu
hỏi?
2. Phân loại
Gang là gì ? Gang có mấy loại ?
Chúng khác nhau ở chỗ nào ?

a. Gang xám : Chứa C ở dạng than chì
ứng dụng (SGK)

Tính chất và ứng dụng của các loại
b. Gang trắng : chứa ít C hơn và C chủ yếu ở dạng
gang đó là gì ?
xementit (Fe3C)
ƯD (SGK)
Hoạt động 2
GV hướng dẫn HS nghiên cứu
SGK
? Để luyện gang cần những

nguyên liệu gì ?

? Nguyên tắc của luyện gang là
gì ?

? Cho biết những phản ứng hoá
học xảy ra trong lò cao ?
Gv cho HS nghiên cứu trong SGK
sơ đồ lò cao các pư xảy ra trong lò
cao

3.Sản xuất gang :
a, Nguyên tắc : Khử quặng sắt bằng than cốc trong
lò cao
b. Nguyên liệu : Quặng sắt oxit ( thường là quặng
hematit đỏ Fe2O3 ) than cốc chất chảy (CaCO3,
SiO2 )
c. Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình
luyện quặng thành gang
+ Nguyên tắc SX
Phản ứng tạo chất khử CO để khử các oxit sắt
thành Fe ở nhiệt độ cao, theo sơ đồ sau
0

0

0

,t
,t

,t
Fe2O3 CO


→ Fe3O4 CO


→ FeO CO


→

Fe
Những phản ứng hoá học xảy ra :


GIÁO ÁN HÓA HỌC 12

a. Phản ứng tạo CO :
t
C + O2 
CO2 + Q (T0 : 18000C )
→
0

0

t
CO2 
2 CO - Q ( t0 : 13000C )

→

GV tiếp tục đàm thoại với HS ?
Khí lò cao là gì ? Thành phần của
khí lò cao ? khí lò cao có gây ô
nhiễm môi trường không ? Làm
thế nào để giảm thiểu sự ô nhiễm
đó ?

b. Phản ứng khử oxit săt :
3Fe2O3 +CO 400
→ 2Fe3O4 + CO2 ↑
0C

600
Fe3O4 + CO 500
−
→ 3 FeO + CO2 ↑
0C

800
FeO + CO 700
−
→ Fe +CO2 ↑
0C

c. Phản ứng tạo xỉ :
CaCO3 1000
→ CaO +CO2 ↑
0C

0C

CaO + SiO2 1300
→ CaSiO3(can xisilicát
)
d. Sự tạo thành gang : (SGK)
II. Thép :
Hoạt động3

1.Khái niệm :

GV hướng dẫn HS nghiên cứu
SGK ? thành phần nguyên tố có
trong thép ? So với gang có gì
khác ? Thép được chia thành mấy
loại ? Dựa trên cơ sở nào ? Cho
biết ứng dụng của thép ?

- Thép là hợp kimcủa sắt chứa từ 0,01- 2% KL các
bon cùng với một số nguyên tố khác ( Si, Mn, Cr,
Ni )
2. Phân loại :
a. Thép thường (hay thép các bon )
- Thép mềm : Chứa không quá 0,1 % C
- Thép cứng : Chứa trên 0,9 % C
b. Thép đặc biệt :
- Cho thêm vào thép một số nguyên tố làm cho
thép có những tính chất đặc biệt : VD : Thép chứa
13% Mn rất cứng được dùng làm máy nghiền đá

Thép chứa 20% Cr, và 10% Ni rất cứng không rỉ


GIÁO ÁN HÓA HỌC 12

dùng làm dụng cụ gia đình , dụng cụ ytế
3.Sản xuất thép :
Hoạt động 4

a.Nguyên tắc :

GV đàm thoại với HS . Nguyên tắc - Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn , có
sản xuất thép ? Nguyên liệu để SX trong gang bằng cách oxihoa các tạp chất đó thành
thép ?
oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
b. Các phương pháp luyện gang thành thép
? Các phương pháp luyện thép, ưu * Phương pháp bet -xơ -me:
điểm, nhược điểm của mỗi phương
-Ưu điểm : - Thời gian ngắn , thiết bị đơn giản
pháp ?
Vốn đầu tư không lớn .
? So sánh các phương pháp luyện
thép có gì giống và khácnhau ?

-Nhược điểm : Chuyển gang thành thép quá
nhanh ,không luyện được thép như ý muốn
* Phương pháp Mác – tanh:
-Ưu điểm : tận dụng được sắt , thép phế liệu , luyện
được thép như ý muốn
-Nhược điểm : Tiêu hao nhiên liệu, khí đốt , thời

gian mỗi mẻ dài
*Phương pháp lò điện:
-Ưu điểm : luyện được những loại thép đặc biệt mà
thành phần có những KL khó nóng chảy như
vonfam,crom…và không chứa những tạp chất có
hại như S, P
- Nhược điểm của lò dung tích nhỏ

Hoạt động 5
* Củng cố, luyện tập :
Hãy viết các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao ?


GIÁO ÁN HÓA HỌC 12

C + O2 → CO2

; CO2 + C → 2CO

3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2

; Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

; CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SiO2 → CaSiO3
* Hướng dẫn về nhà :
- Làm bài tập 1,2,3,4,5,6,trang 151 SGK