HÓA HỌC 12 HỢP KIM CỦA SẮT I MỤC TIÊU Kiến thức: Học sinh biết: - Thành phần , tính chất ứng dụng gang thép - Nguyên tắc qui trình sản xuất gang thép Kỹ năng: - Giải tập liên quan đến gang thép II CHUẨN BỊ - Tranh vẽ lò mác tanh, lò điện III PHƯƠNG PHÁP - Nêu vấn đề - đàm thoại IV TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG Ổn định lớp: Kiểm tra cũ: - Em nêu tính chất hợp chất sắt II III lấy ví dụ - Hợp kim gỉ? Bài mới: Hoạt động thầy Hoạt động Tìm hiểu khái niệm phân loại gang - Em nêu khái niệm gang Em cho biết gang phân làm loại ứng dụng nó? Hoạt động Tìm hiểu nguyên tắc nguyên liệu để sản xuất gang Em cho biết nguyên tắc sản xuất gang GV gợi ý: vào thành phần gang HS nêu: + Những nguyên liệu để sản xuất gang ? + Than cốc có đâu ? + Vai trò chất chảy ? GV: Mơ tả cách nạp ngun liệu vào lò cao Hoạt động trò I Gang: khái niệm - Gang hợp kim sắt với bon có từ đến 5% khối lượng bon, ngồi lượng nhỏ ngun tố Si, Mn, S,… Phân loại: a Gang xám: - Là gang chứa bon dạng than chì - Dùng để đúc bên máy, ống dẫn nước, camhs cửa, b Gang trắng: - Là gang chứa bon hơn, chủ yếu dạng Xementit (Fe3C) - Dùng để luyện thép Sản xuất gang: a Nguyên tắc - Khử quặng sắt oxit than cốc lò cao b Nguyên liệu: - Quặng sắt oxit (quặng hematit đỏ Fe2O3), than cốc, chất chảy (CaCO3 SiO2) c Các phản ứng xảy q trình luyện HĨA HỌC 12 * Những phản ứng trình luyện gang ? +Dựa vào hình vẽ HS mơ tả viết phương trình hố học ? + Xỉ có vai trò gúa trình luyện gang ? Viết phản ứng xảy trình tạo xỉ? * GV tạo thành gang Hoạt động Tìm hiểu khái niệm thép phân loại thép, ứng dụng loại Em cho biết khái niệm thép? Thép phân làm loại ứng dụng loại? quặng thành gang * Phản ứng tạo chất khử CO - Phần nồi lò t0 C + O2 �� � CO2 - Khí CO2 lên bị khử thành CO t0 CO2 + C �� � 2CO * Phản ứng khử sắt oxit - Phần thân lò có nhiệt độ khoảng 4000C t0 3Fe2O3 + CO �� � 2Fe3O4 + CO2 � - Phần thân lò nhiệt độ khoảng 500 – 6000C t0 Fe3O4 + CO �� � 3FeO + CO2 � - Phần thân lò nhiệt độ khoảng 700 – 8000C t0 FeO + CO �� � Fe + CO2 � * Phản ứng tạo xỉ t � CaO + CO2 � CaCO3 �� t0 � CaSiO3 CaO + SiO2 �� d Sự tạo thành gang Ở phần bụng lò có nhiệt độ khoảng 15000C Sắt nóng chảy từ thân lò xuống bụng lò hồ tan phần C lượng nhỏ Mn, Si….tạo thành gang ( có d = 6,9) chìm xuống dưới, xỉ nhẹ lên bảo vệ gang khơing bị oxi hố Sau thời gian tháo xỉ gang II Thép: Khái niệm: - Thép hợp kim sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng bon, với số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni,,…) Phân loại: a Thép thường (hay thép bon) - Thép mềm : chứa không 0,1% C Dễ gia công + ứng dụng: kéo sợi, cán thành thép dùng để chế tạo vận dụng đời sống, sây dựng nhà cửa, - Thép cứng: Chứa 0,9%C Dùng để chế tạo công cụ, chi tiết máy,… b Thép đặc biệt: - Đưa thêm vào thép thường số ngun tố làm cho thép có tính chất đặc biệt + Thép chứa 13%Mn cứng dùng làm máy nghiền đá + Thép chứa khoảng 20%Cr 10%Ni cứng khơng gỉ dùng làm dụng cụ gia đình, y tế… HĨA HỌC 12 Hoạt động Tìm hiểu nguyên tắc sản xuất thép phương pháp sản xuất thép - Em nêu nguyên tắc sản xuất thép ( dựa vào thành phần thép) GV: Nêu phản ứng xảy trình luyên thép phản ứng tạo xỉ Si + O2 � SiO2 2Mn + O2 � MnO2 2C + O2 � 2CO S + O2 � SO2 4P + 5O2 � 2P2O5 Sau tạp chất gang bị oxi hố hết, có phần sắt bị oxi hố: 2Fe + O2 � 2FeO Lúc người ta ngừng q trình nén khí vào lò Trước kết thúc q trình luyện thép, cần đưa thêm vào lò lượng thép giàu Mn nhằm: + Mn khử oxit sắt Mn + FeO � MnO + Fe + Gia tăng lương định Ctrong thép nóng chảy để thép có hàm lượng C ý muốn phản ứng tạo xỉ: nhiệt độ cao, oxit SiO2, P2O5 tác dụng với oxit CaO tạo xỉ 3CaO + P2O5 � Ca3(PO4)2 xỉ photphat CaO + SiO2 � CaSiO3 xỉ cacbonat HS nêu phương pháp luyện thép, ưu điểm nhược điểm phương pháp + Thép chứa 18%W 5% Cr cứng dùng để chế tạo máy căt, máy phay,… Sản xuất thép a, Nguyên tắc - Giảm hàm lượng tạp chất Si, Mn, S, P, C… chất gang cách Oxi hố tạp thành oxit, biến thành sỉ tách khỏi thép b Các phương pháp luyện thép * Phương pháp Bet – xơ – me: Luyện thép lò hình lê, vỏ thép bên lát gạch chịu lửa Ưu điểm: - Thời gian luyện thép nhanh (15’), khoảng cách lần luyện ngắn ( 30 – 40 phút) - Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư - khơng cần nhiên liệu * Nhược điểm: - Không luyện thép từ gang - thời gian luyện thép nhanh, không luyện thép theo ý muốn - chất lượng thép không cao chứa nhiều phốt * phương pháp Mactanh ( lò Mactanh) - nạp vào lò: gang, thép phế liệu, chất chảy - Đốt lò dầu madut khí đốt, khơng khí giàu oxi, nhiệt độ 17000C Khí oxi, gỉ sắt oxi hố HĨA HỌC 12 + Muốn luyện thép chất lượng cao , giá thành giảm dùng phương pháp ? chất gang Fe2O3 + 3C � 2Fe + 3CO - ưu điểm: + Tận dụng thép phế liệu đề luyện thép + Luyện loại thép chất lượng cao, có thành phần ý muốn + khối lượng thép mẻ lớn ( 100 – 200 tấn) - Nhược điểm + Tốn nhiên liệu + Thời gian luyện thép mẻ dài ( 10 – 12 giờ) * phương pháp lò điện nhiệt độ lò cao, dễ điều chỉnh - ưu điểm Luyện loại thép đặc biệt, thành phần có kim loại khó nóng chảy W, Mo, Cr, khơng chứa tạp chất có hại - Nhược điểm Dung tích lò nhỏ, khối lượng mẻ thép không lớn Củng cố nhắc nhở: - Giải tập 2,4/ 151 sgk - Về làm tập 5,6/151 ; – 6/165sgk - Chuẩn bị sau luyện tập …………………………………………………………… ...HĨA HỌC 12 * Những phản ứng q trình luyện gang ? +Dựa vào hình vẽ HS mơ tả viết phương trình hố học ? + Xỉ có vai trò gúa trình luyện gang ? Viết... nhẹ lên bảo vệ gang khơing bị oxi hố Sau thời gian tháo xỉ gang II Thép: Khái niệm: - Thép hợp kim sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng bon, với số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni,,…) Phân loại: a... chất chảy - Đốt lò dầu madut khí đốt, khơng khí giàu oxi, nhiệt độ 17000C Khí oxi, gỉ sắt oxi hố HĨA HỌC 12 + Muốn luyện thép chất lượng cao , giá thành giảm dùng phương pháp ? chất gang Fe2O3