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

HÓA HỌC 12

HỢP KIM CỦA SẮT
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC
1. Về kiến thức
+ Biết thành phần nguyên tố trong gang và thép
+ Biết phân loại, tính chất, ứng dụng của gang và thép
+ Biết nguyên liệu và nguyên tắc sản xuất gang và thép
+ Biết một số phương pháp luyện gang và thép
2. Về kĩ năng
Vận dụng kiến thức về tính chất hoá học của sắt và các hợp chất của sắt để giải thích các quá
trình hoá học xảy ra trong quá trình luyện gang và thép
3. Giáo dục tình cảm
+ Biết giá trị về kinh tế và giá trị sử dụng của các loại gang, thép
+ Có ý thức và biết cách sử dụng, bảo vệ các vật bằng gang, thép
II. CHUẨN BỊ
1. Giáo viên
- Tranh vẽ sơ đồ lò cao và các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao
- Tranh vẽ sơ đồ lò thổi oxi
- Một số mẫu vật bằng gang, thép
- Sưu tập các thông tin về ứng dụng của gang, thép trong đời sống và trong kĩ thuật
2. Học sinh
- Học kĩ tính chất hoá học của đơn chất săt và các oxit sắt
- Xem lại kiến thức về hợp kim
- Sưu tầm tranh ảnh, mẫu vật có liên quan đến gang, thép
III. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
1. Kiểm tra bài cũ
Hãy nêu tính chất hoá học của hợp chất sắt (II). Viết các phản ứng minh hoạ
2. Bài mới
HĐ giáo viên
Hoạt động 1

GV giới thiệu mẫu vật
bằng gang, gang trắng,
gang xám

HĐ học sinh

Nội dung
I. GANG

HS quan sát mẫu vật
HS trả lời như SGK

1. Phân loại, tính chất và ứng dụng
của gang
a. Gang trắng


HÓA HỌC 12

* Gang là gì?
* Gang có mấy loại?
Chúng khác nhau ở chổ
nào?

b. Gang xám

* Tính chất và ứng dụng
của các loại gang đó là
gì?
* Tại sao đồ vật lại làm

bằng gang chứ không
phải là sắt nguyên chất ?
Hoạt động 2
GV hướng dẫn HS
nghiên cứu SGK
* Để luyện gang cần
những nguyên liệu gì ?
* Nguyên tắc của việc
luyện gang là gì ?
* Cho biết những phản
ứng hoá học xảy ra
trong lò cao ?
GV dùng tranh vẽ sơ đồ
lò cao và các phản
ứng xảy ra trong lò cao
để giới thiệu
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 nhiểm đó ?

2. Sản xuất gang
HS đọc và trả lời như
SGK

a. Nguyên tắc: Khử quặng oxit sắt
bằng than cốc trong lò cao

b. Nguyên liệu
- Quặng sắt: Quặng sắt dùng sản xuất
gang phải chứa ít nhất 30% sắt trở lên,
không chứa hoặc chứa rất ít lưu huỳnh,
photpho.
- Than cốc: Than cốc không có trong
tự nhiên. Điều chế nó từ than mỡ. Than
cốc có vai trò cung cấp nhiệt khi cháy,
tạo chất khử là CO và tạo gang.
- Chất chảy: Tuỳ theo tính chất của
liệu nạp lò người ta dùng chất chảy khác
HS tham gia đàm thoại nhau.
và trả lời như SGK
c. Những phản ứng hoá học xảy ra trong
quá trình sản xuất gang
- Phản ứng tạo chất khử CO: Không
khí nóng được nén vào lò cao ở phần
trên của nồi lò, đốt cháy hoàn toàn than
cốc:
C + O2 → CO2 + Q
Khí CO2 đi lên trên, gặp lớp than cốc,
bị khử thành CO


HÓA HỌC 12

CO2 + C → 2CO – Q
- CO khử sắt trong oxit sắt: Các phản
ứng khử sắt trong oxit sắt được thực
hiện trong thân lò, nơi có nhiệt độ từ
400 đến 1200oC. Các phản ứng hóa học
xảy ra theo trình tự sau:
- Phần trên thân lò có nhiệt độ khoảng
400oC
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
- Phần giữa của thân lò có nhiệt độ từ
500 - 600oC
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
- Phần dưới thân lò có nhiệt độ từ 700 800oC
FeO + CO → Fe + CO2
Ở đây cũng xảy ra phản ứng phân
huỷ CaCO3 thành CaO và phản ứng tạo
xỉ CaSiO3
Hoạt động 3
GV hướng dẫn HS
nghiên cứu SGK
* Thành phần nguyên tố
trong thép? So với gang

HS đọc và trả lời như
SGK

II. THÉP
1. Phân loại, tính chất và ứng dụng
của thép
a) Thép thường hay thép cacbon

b) Thép đặc biệt

có gì khác ?
* Thép được chia thành
mấy loại? Dựa trên cơ
sở nào ?
* Cho biết ứng dụng của
thép ?

2. Sản xuất thép
a. Nguyên tắc:(cơ bản) Giảm hàm
lượng C, S, Si, Mn… bằng cách OXH
chúng tạo thành oxit rồi thành xỉ
b. Nguyên liệu

Hoạt động 4
GV đàm thoại với HS
* Nguyên tắc sản xuất
thép
* Nguyên liệu sản xuất
thép

HS trả lời như SGK

- Gang trắng hoặc gang xám, sắt thép
phế liệu


HÓA HỌC 12

* Các phản ứng hoá học
xảy ra trong quá trình
luyện thép

- Không khí hoặc oxi
- Nhiên liệu: dầu mazut hoặc khí đốt.
- Chất chảy: canxi oxit
c. Những phản ứng hóa học xảy ra
trong quá trình luyện gang thành
thép (nâng cao)
2C + O2 → 2CO
S + O2 → SO2
Sau đó photpho, silic bị oxi
hóa thành anhiđrit photphoric:
4P + 5O2 → 2P2O5
Si + O2 → SiO2

* Các phương pháp
luyện thép, ưu nhược
điểm của mỗi phương
pháp ?
GV dùng sơ đồ lò thổi
oxi để chỉ dẫn cho HS
thấy được
sự vận chuyển của
nguyên liệu trong lò

SiO2, P2O5 tác dụng với oxit bazơ như
CaO tạo xỉ silicat, photphat dễ nóng
chảy, có tỉ khối nhỏ hơn thép, nổi trên

thép:

HS quan sát các sơ đò
và trả lời

So sánh các phương
pháp luyện thép có gì
giống và khác nhau
Hoạt động 5
Cũng cố và dặn dò
Hãy viết các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao ?
C + O2 → CO2
CO2 +

C → 2CO

3Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2

3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2
CaO + Si2O = CaSiO3
d. Các phương pháp luyện thép
- Phương pháp lò thổi oxi(Bet – xơ –
me)
- Phương pháp lò bằng(Mac - tanh)
- Phương pháp hồ quang điện


HÓA HỌC 12

Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2

FeO + CO → Fe

+

CO2

CaCO3 → CaO + CO2
CaO + SiO2 → CaSiO3
Dặn dò về nhà:
Làm bài tập: 1, 2, 3, 4, 5, 6 - trang 151 – SGK (cơ bản)