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 xuấ
Trang 1HỢP 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 bet-xơ-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 ?
Trang 22.Bài mới :
Hoạt động của GV và HS Nội dung ghi
Hoạt động 1
GV giới thiệu một số mẫu vật
bằng gang, gang trắng, gang xám
HS quan sát mẫu vật và trả lời câu
hỏi?
Gang là gì ? Gang có mấy loại ?
Chúng khác nhau ở chỗ nào ?
Tính chất và ứng dụng của các loại
gang đó là gì ?
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
I) Gang :
1 Khái niệm : Là hợp kim của sắt với các bon
trong đó có từ 2-> 5 % KL các bon ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S
2 Phân loại
a Gang xám : Chứa C ở dạng than chì
ứng dụng (SGK)
b Gang trắng : chứa ít C hơn và C chủ yếu ở dạng
xementit (Fe3C)
ƯD (SGK)
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
Fe2O3
0
,t
CO Fe3O4
0
,t
,t
Những phản ứng hoá học xảy ra :
a Phản ứng tạo CO :
Trang 3GV 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 ?
Hoạt động3
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 ?
C + O2 0
t CO2 + Q (T0 : 18000C )
CO2 0
t 2 CO - Q ( t0 : 13000C )
b Phản ứng khử oxit săt :
3Fe2O3 +CO 400 0C 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO 600C0 3 FeO + CO2
FeO + CO 7008000C Fe +CO2
c Phản ứng tạo xỉ :
CaCO3 1000 0C CaO +CO2
CaO + SiO2 1300 0C CaSiO3(can xisilicát )
d Sự tạo thành gang : (SGK)
II Thép :
1.Khái niệm :
- 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 dùng làm dụng cụ gia đình , dụng cụ ytế
3.Sản xuất thép :
Trang 4Hoạt động 4
GV đàm thoại với HS Nguyên tắc
sản xuất thép ? Nguyên liệu để SX
thép ?
? Các phương pháp luyện thép, ưu
điểm, nhược điểm của mỗi phương
pháp ?
? So sánh các phương pháp luyện
thép có gì giống và khácnhau ?
a.Nguyên tắc :
- Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn , có trong gang bằng cách oxihoa các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
b Các phương pháp luyện gang thành thép
* Phương pháp bet -xơ -me:
-Ưu điểm : - Thời gian ngắn , thiết bị đơn giản Vốn đầu tư không lớn
-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 ?
C + O2 CO2 ; CO2 + C 2CO
3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 ; Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2
Trang 5FeO + 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