Bài giảng Hóa học Lớp 9 - Bài 20: Hợp kim của sắt (Gang, thép)

Hóa Học 9 
HỢP KIM CỦA SẮT 
Những đồ vật dưới đây làm từ những chất liệu gì? 
1 
2 
3 
I. HỢP KIM : 
Quan sát 2 mẫu hợp kim, kết hợp thông tin SGK, hã y nhận xét về thành phần của hợp kim? 
Hợp kim là gì? 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
- 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 . 
Hợp kim sắt gồm những loại nào? Loại nào phổ biến nhất? 
- Hợp kim của sắt phổ biến nhất là gang và thép. 
II. HỢP KIM CỦA SẮT: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
 - Gang là hợp kim của sắt với cacbon (từ 2-5%) và một số chất (Mn, S, Si, ) 
1/. GANG: 
1/ GANG: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
 Gang có đặc tính gì? Gồm những loại nào? 
II. HỢP KIM CỦA SẮT: 
- Gang là hợp kim của sắt với cacbon (từ 2-5%) . Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như: Mn, S, Si, 
Gang trắng 
Gang xám 
II. HỢP KIM CỦA SẮT: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
1/. GANG: 
- Gang cứng và giòn 
- Gang có 2 loại: 
II. HỢP KIM CỦA SẮT: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
2/. THÉP: 
- Thép là hợp kim của sắt với Cacbon ( dưới 2%) và một số nguyên tố (Mn, S, Si, ). 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
2/ THÉP: 
 Thép có đặc tính gì? Kể tên một số vật dụng làm từ thép 
cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn, 
II. HỢP KIM CỦA SẮT: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
2/. THÉP: 
- Thép là hợp kim của sắt với Cacbon ( dưới 2%) và một số nguyên tố khác (Mn, S, Si, ). 
- Thép có 2 loại: 
Thành phần của thép 
Thành phần của gang 
 Hãy cho biết điểm giống và khác nhau về thành phần của Gang và Thép? 
Giống nhau 
Khác nhau 
2-5% 
<2% 
1/ GANG: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
Bài 20: 
2/ THÉP: 
 - Gang là hợp kim của sắt với cacbon (từ 2-5%) . Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như: Mn, S, Si, 
- Thép là hợp kim của sắt với Cacbon ( dưới 2%) và một số nguyên tố khác (Mn, S, Si, ). 
- Thép cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn, 
- Thép có 2 loại: 
- Gang cứng và giòn 
- Gang có 2 loại: 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
a. Nguyên liệu 
b. Nguyên tắc: 
1. Sản xuất gang: 
c. Phản ứng xảy ra: 
Tìm hiểu thông tin trong SGK nêu nguyên liệu, nguyên tắc sản xuất, các phản ứng xảy ra? 
Biết thành phần của gang gồm: Fe, C, Các nguyên tố: Mn, Si, S, 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
Quặng Manhetit 
 (Fe 3 O 4 ) 
Nguyên liệu 
- Dùng quặng sắt : hematit ( chứa Fe 2 O 3 ), manhetit ( chứa Fe 3 O 4 ). 
-Than cốc, không khí giàu oxi, 1 số chất phụ gia khác (như CaCO 3 , ). 
b. Nguyên tắc: Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao 
Quặng Hematit (Fe 2 O 3 ) 
Quặng sắt có nhiều ở Thái Nguyên, Yên Bái, Hà Tónh 
1. Sản xuất gang: 
c. Phản ứng xảy ra: 
Nguyên liệu: 
(Quặng, than cốc, đá vôi) 
Lò 
Không khí nóng giàu O 2 
Tạo thành khí CO 
CO Khử oxit sắt trong quặng 
Sắt 
Fe nóng chảy hoà tan 1 lượng nhỏ C, S, Mn, Si 
Gang 
CaCO 3 phân huỷ 
CaO 
Kết hợp với SiO 2 
Xỉ (CaSiO 3 ) 
Quá trình sản xuất gang: 
- Phản ứng xảy ra:C → CO → CO 2 → Fe 
- Phản ứng tạo xỉ:CaO + SiO 2 → CaSiO 3 ( loại bỏ ) 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
1. Sản xuất gang: 
3CO + Fe 2 O 3 2 Fe + 3CO 2 
↑ 
t 0 
C + O 2 CO 2 
C + CO 2 2CO 
↑ 
↑ 
CaCO 3 CaO + CO 2 
↑ 
CaO + SiO 2 CaSiO 3 
4CO + Fe 3 O 4 3 Fe + 4CO 2 
↑ 
t 0 
c/ Các phản ứng xảy ra 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
2/ Sản xuất thép 
- Nguyên liệu để sản xuất thép là gì? 
- Sản xuất thép theo nguyên tắc nào ? 
a. Nguyên liệu : gang, sắt phế liệu và khí oxi. 
b. Nguyên tắc: Oxi hoá kim loại, phi kim để loại phần lớn: C, Si, Mn, ra khỏi gang. 
Thổi O 2 
Gang nóng chảy 
O 2 oxi hoá C,S, Mn, Si 
Xỉ nóng chảy 
O 2 oxi hoá Fe 
FeO 
FeO oxi hoá C, S, Si, Mn, P 
Thép nóng chảy 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
2/ Sản xuất thép 
- Nguyên liệu để sản xuất thép là gì? 
- Sản xuất thép theo nguyên tắc nào ? 
a. Nguyên liệu : gang, sắt phế liệu và khí oxi. 
b. Nguyên tắc: Oxi hoá kim loại, phi kim để loại phần lớn: C, Si, Mn, ra khỏi gang. 
Viết các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép ? 
c. Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép 
 C + O 2 C O 2 
t 0 
 S + O 2 S O 2 
t 0 
2Fe + O 2 2 FeO 
t 0 
 FeO + C Fe + CO 
 t 0 
↑ 
↑ 
↑ 
 HỢP KIM CỦA SẮT ( gang, thép) 
 Bài 20: 
III/ SẢN XUẤT GANG , THÉP: 
2/ Sản xuất thép 
a.Nguyên liệu : gang, sắt phế liệu và khí oxi. 
b. Oxi hoá kim loại, phi kim để loại phần lớn: C, Si, Mn, ra khỏi gang. 
c. Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép 
 C + O 2 C O 2 ↑ 
t 0 
 S + O 2 S O 2 ↑ 
t 0 
2Fe + O 2 2 FeO 
t 0 
 FeO + C Fe + CO ↑ 
 t 0 
Sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên (Quặng sắt, than, đá vôi ) tạo ra khí CO 2 ; SO 2 ; H 2 S .. Gây ảnh hưởng như thế nào đến môi trường? 
Ô nhiễm 
môi trường 
Đề xuất 
giải pháp 
XÓI MÒN 
SẠT LỞ 
HẠN HÁN 
LŨ LỤT 
Ảnh hưởng của quá trình luyện gang, thép 
 Khí thải trong quá trình luyện gang thép thường có khí CO, CO 2 bụi làm ô nhiễm môi trường . 
Chất thải rắn không được qui hoạch hợp lý sẽ làm suy thoái môi trường đất, nước. 
 Chất thải lỏng khi thải trực tiếp vào nguồn nước sẽ làm tăng nồng độ kim loại ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. 
Nếu không có hệ thống xử lí chất thải thì có ảnh hưởng gì đến môi trường? Nêu biện pháp chống ô nhi eã m môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang, thép? 
*Biện pháp : 
- Xây dựng hệ thống xử lý chất thải trước khi đưa khí thải ra môi trường ngoài . 
Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 
Ô NHIỄM ĐẤT 
Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC 
Ảnh hưởng của quá trình luyện gang thép đến môi trường 
 Trồng vành đai cây 
 xanh xung nhà máy 
 Xử lý nguyên liệu trước 
 khi đưa vào chế biến 
 (khi mới khai thác còn 
nhiều tạp chất) 
Biện pháp hạn chế nhiễm môi trường 
Xử lý chất thải trước khi đưa ra ngoài môi trường 
 Tái sử dụng chất thảy trong công nghiệp luyện kim 
Sử dụng nhiên liệu sạch , thân thiện với môi trường. 
Liên hợp các 
xí nghiệp, nhà máy . 
Sử dụng nhiệt dư, khí dư tạo năng lượng . 
Nêu các biện pháp thực hiện nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường? 
Để trả lời câu hỏi 
này, hãy vận dụng kiến 
thức liên môn: 
Sinh học, Vật lí, 
Công nghệ, GDCD, 
Địa lý, 
Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau: 
a. FeO + Mn ---> Fe + MnO 
b. Fe 2 O 3 + CO ---> Fe + CO 2 
c. FeO + Si ---> Fe + SiO 2 
d. FeO + C ---> Fe + CO 
Cho biết phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện gang, phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện thép? 
b. Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 
t 0 
a. FeO + Mn Fe + MnO 
t 0 
t 0 
c. 2FeO + Si 2Fe + SiO 2 
t 0 
d. FeO + C Fe + CO 
Xảy ra trong quá trình luyện gang 
Xảy ra trong quá trình luyện thép 
Xảy ra trong quá trình luyện thép 
IV/ BÀI TẬP: 
HƯỚNG DẪN HỌC TẬP 
- Làm bài tập 1, 2, 3, 6/ 63 SGK 
- Xem trước bài 21: “SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI KHÔNG BỊ ĂN MÒN” 
1/ Thế nào là sự ăn mòn kim loại? Cho ví dụ? 
2/ Tìm hiểu các đồ dùng bằng kim loại vì sao bị rỉ sét →Những yếu tố nào ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại→ ? Nêu biện pháp cụ thể bảo vệ các đồ vật bằng kim loại 
Cảm ơn các em đã đồng hành cùng cô trong tiết dạy hôm nay. 
Hóa Học 9 
HỢP KIM SẮT: GANG - THÉP