Bài giảng Tiết 26: Hợp kim: sắt, gang, thép (tiết 1)

I.	MỤC TIÊU:
1.	Kiến thức : HS biết được 
- Gang là gì ? Nguyên tắc, nguyên liệu và quá trình sản xuất gang trong lò cao.
- Thép là gì ? Nguyên tắc, nguyên liệu và quá trình sản xuất thép trong lò luyện thép.
- Tính chất và một số ứng dụng của gang và thép.
2. 	Kỹ năng : HS biết
	Quan sát sơ đồ, hình ảnh để rút ra được nhận xét về phương pháp luyện gang, thép
II.	CHUẨN BỊ:
- Một số vật mẫu gang, thép.
- Phiếu học tập:
TIẾT 26: HỢP KIM CỦA SẮT: GANG, THÉP
PHIẾU HỌC TẬP
Nhóm:
Thành phần chính của gang là sắt và cacbon nên nguyên liệu để sản xuất gang bắt buộc phải có nguyên tố Fe và C. Tuy nhiên, trong tự nhiên sắt không tồn tại dưới dạng tự do mà chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất. Vậy em hãy cho biết:
1. Nguyên liệu sản xuất gang:..
..
2. Với nguyên liệu như vậy thì người ta dựa vào nguyên tắc nào để sản xuất gang?
3. Viết các phản ứng hóa học chính xảy ra trong quá trình luyện gang?
 *Phản ứng tạo CO:
 ..
 .
 * Khí CO khử oxit sắt ở nhiệt độ cao:
 .
III. HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC
1. Ổn định :
2. Kiểm tra bài cũ : 
Câu hỏi và dự kiến trả lời:
Câu hỏi: Nêu Tính chất hoá học của kim loại Fe. Viết Phương trình phản ứng..
Dự kiến trả lời: Tính chất hoá học của Fe: 
a. Phản ứng với phi kim.
Phản ứng với oxi.
Sắt cháy trong oxi tạo ra sắt từ oxit (hỗn hợp của oxít Fe (II) oxít và Fe (III) oxít)
3Fe(r) +2O2(k) Fe3O4(r)
Phản ứng với các phi kim khác
Fe(r) + S(r) FeS(r)	2Fe(r) + 3Cl2(k) 2FeCl3(k)
b. Phản ứng với dung dịch axit.
Fe + axit ® muối + H2:	Fe (r) + 3H2SO4 (dd) ® FeSO4 (dd) + H2 (k)
c. Phản ứng với dung dịch muối.
Sắt phản ứng được với nhiều dung dịch muối của các kim loại yếu hơn
Fe (r) +CuSO4 (dd) ® FeSO4 (dd) +Cu (r)
3. Bài mới :
NOÄI DUNG
HOAÏT ÑOÄNG DAÏY VAØ HOÏC
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA GV
HOAÏT ÑOÄNG CUÛA HS
Hoaït ñoäng 1: Toå chöùc tình huoáng hoïc taäp
GV: Trong ñôøi soáng vaø trong kó thuaät, hôïp kim cuûa saét laø gang, theùp ñöôïc söû duïng raát roäng raõi. Theá naøo laø gang, theùp? Gang , theùp ñöôïc saûn xuaát nhö theá naøo?
Hoaït ñoäng 2: Tìm hieåu Hợp kim của sắt
I. Hôïp kim cuûa saét.
Hôïp kim laø chaát raén thu ñöôïc sau khi laøm nguoäi hoãn hôïp noùng chaûy cuûa nhieàu kim loaïi hoaëc cuûa kim loaïi vôùi phi kim.
1. Gang laø gì?
- Gang laø hôïp kim cuûa saét vôùi cacbon, trong ñoù haøm löôïng cacbon chieám töø 2-5%. Ngoaøi ra coøn coù moät soá nguyeân toá khaùc Si, Mn, S .
- Gang cöùng, gioøn hôn saét.
-Gang traéng: luyeän theùp, gang xaùm duøng ñeå cheá taïo maùy moùc, thieát bò
2. Theùp laø gì ?
- Theùp laø hôïp kim cuûa saét vôùi cacbon vaø moät soá nguyeân toá khaùc, trong ñoù haøm löôïng cacbon chieám döôùi 2%.
- Theùp: cöùng, ñaøn hoài, ít bò aên moøn.
-Theùp: Cheá taïo chi tieát maùy, vaät duïng, duïng cuï lao ñoäng, theùp xaây döïng cheá taïo phöông tieän giao thoâng vaän taûi.
GV:Cho HS quan saùt maãu hôïp kim àneáu khaùi nieäm.
GV: Hôïp kim cuûa saét coù nhieàu öùng dung nhaát laø loaïi naøo?
GV: Cho HS quan saùt bieåu ñoà thaønh phaàn cuûa gang à ñònh nghóa gang.
GV: Goïi HS nhaän xeùt vaø choát ñaùp aùn ñuùng.
GV: Cho HS quan saùt maãu gang bò vôõ à nhaän xeùt tính chaát cuûa gang?
GV: Giôùi thieäu gang traéng vaø gang xaùm à yeâu caàu HS lieân heä thöïc teá neâu öùng duïng cuûa gang?
GV:Cho HS quan saùt maãu vaät öùng duïng cuûa gang.
GV:Tieáp tuïc cho HS quan saùt bieåu ñoà thaønh phaàn cuûa theùp à ñònh nghóa theùp?
GV: Goïi HS nhaän xeùt vaø choát ñaùp aùn ñuùng.
GV: laøm thí nghieäm neùn loø xo theùp roài thaû ra à yeâu caàu HS nhaän xeùt tính chaát cuûa theùp.
GV: Yeâu caàu HS lieân heä thöïc teá à neâu öùng duïng cuûa theùp.
GV: boå sung theâm moät soá öùng duïng cuûa theùp.
GV: Gang vaø theùp coù thaønh phaàn gioáng vaø khaùc nhau nhö theá naøo?
GV: goïi HS nhaän xeùt vaø choát ñaùp aùn duùng.
HS: Quan saùt, neâu khaùi nieäm hôïp kim.
HS: Hôïp kim cuûa saét coù nhieàu öùng duïng quan troïng laø gang vaø theùp.
HS: Gang laø hôïp kim cuûa saét vôùi cacbon, trong ñoù haøm löôïng cacbon chieám töø 2-5%. Ngoaøi ra coøn coù moät soá nguyeân toá khaùc Si, Mn, S .
HS: Gang cöùng, gioøn hôn saét.
HS: Gang traéng: luyeän theùp, gang xaùm duøng ñeå cheá taïo maùy moùc, thieát bò
HS: Theùp laø hôïp kim cuûa saét vôùi cacbon vaø moät soá nguyeân toá khaùc, trong ñoù haøm löôïng cacbon chieám döôùi 2%.
HS: Theùp: cöùng, ñaøn hoài, ít bò aên moøn.
+Theùp: Cheá taïo chi tieát maùy, vaät duïng, duïng cuï lao ñoäng, theùp xaây döïng cheá taïo phöông tieän giao thoâng vaän taûi.
HS: Gang vaø theùp ñeàu laø hôïp kim cuûa saét vôùi cacbon vaø moät soá nguyeân toá khaùc, coù haøm löôïng cacbon khaùc nhau
Hoaït ñoäng 3: Tìm hieåu Saûn xuaát gang vaø theùp
II. Saûn xuaát gang vaø theùp.
1. Saûn xuaát gang.
- Nguyeân lieäu:Quaëng saét goàm mahetit (Fe3O4) hematit (Fe2O3), than coác, khoâng khí giaøu oxi, CaCO3
- Nguyeân taéc:
Duøng CO khöû saét oxit ôû nhieät ñoä cao
- Quaù trình saûn xuaát:
C + O2 CO2
C + CO2 2CO
3CO + Fe2O3 
	 2Fe + 3CO2
2. Saûn xuaát theùp.
a) Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát theùp laø gang, saét, oxi.
b) Nguyeân taéc ñeå saûn xuaát theùp: oxi hoùa 1 soá kim loaïi, phi kim ñeå loaïi khoûi gang nhö C, Si, S, P
c) Quaù trình saûn xuaát theùp
C + O2 CO2
GV: phaùt phieáu hoïc taäp cho HS à Yeâu caàu HS hoaøn thaønh noäi dung phieáu hoïc taäp.
- Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát gang ?
- Nguyeân taéc ñeå saûn xuaát gang?
- Quaù trình saûn xuaát gang trong loø cao ? ( vieát caùc phöông trình phaûn öùng)
GV: Cho caùc nhoùm nhaän xeùt, sau ñoù GV thu phieáu hoïc taäp cuûa caùc nhoùm ñeå ñaùnh giaù.
GV: Giaûng giaûi : phaûn öùng khöû oxit saét bôûi CO trong loø cao vaø moät soá oxit khaùc (MnO2, SiO2, bò khöû taïo thaønh Mn,Si)
- Fe noùng chaûy hoøa tan Si,Mn® gang
GV: Em haõy cho bieát vai troø cuûa ñaù voâi?
GV: giaûng giaûi veà quaù trình taïo xæ: 
CaCO3 CaO, keát hôïp vôùi SiO2... ® CaSiO3 (xæ).
GV: boå sung: Quaëng saét ôû Vieät Nam laø Hematit ôû Thaùi Nguyeân, Yeân Baùi. Haø Tænh.
GV: Ñaët vaán ñeà: Trong thöïc teá, caùc em thaáy ngöôøi ta thu mua laïi caùc loaïi saét pheá lieäu ñeå laøm gì?
GV: Vaäy nguyeân lieäu saûn xuaát theùp laø gì?
GV: Giôùi thieäu caùc phaûn öùng oxi hoaù C, P, S trong luyeän theùp:
C + O2 CO2
Si + O2 SiO2
GV: Vaäy döïa vaøo caùc phaûn öùng treân, em haõy cho bieát nguyeân taéc saûn xuaát theùp?
GV: Nhaän xeùt, choát kieán thöùc.
HS: thaûo luaän nhoùm à traû lôøi:
- Nguyeân lieäu:Quaëng saét goàm Mahetit (Fe3O4) Hematit (Fe2O3), than coác, khoâng khí giaøu oxi, CaCO3
- Nguyeân taéc:Duøng CO khöû saét oxit ôû nhieät ñoä cao
- Quaù trình saûn xuaát:
C + O2 CO2
C + CO2 2CO
3CO + Fe2O3 
	2Fe + 3CO2
HS: Ñeå taïo xæ
HS: Ñeå taùi cheá laïi thaønh theùp.
HS: Nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát theùp laø gang, saét pheá lieäu, oxi.
HS: Nguyeân taéc ñeå saûn xuaát theùp: oxi hoùa 1 soá kim loaïi, phi kim ñeå loaïi khoûi gang nhö C, Si, S, P
4. Cuûng coá:
GV: Yeâu caàu hoïc sinh nhaéc laïi noäi dung chính cuûa baøi baèng caâu hoûi: Qua baøi hoïc naøy, caùc em bieát ñöôïc nhöõng gì?
GV: chieáu baøi taäp leân maøn hình à yeâu caàu HS hoaøn thaønh:
HS: nhaéc laïi noäi dung chính cuûa baøi.
Bài tập : Hoàn thành nội dung bảng sau bằng cách điền chữ đúng hoặc sai
STT
Câu dẫn
Đáp án
1
Gang và thép là hợp kim của sắt và nhôm
2
Thành phần chính của gang và thép là sắt và cacbon.
3
Trong gang, nguyên tố cacbon chiếm từ 2 – 5%
4
Nguyên tắc sản xuất gang là dùng khí CO để khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
5
Trong thép, nguyên tố cacbon chiếm trên 2%
5. Höôùng daãn veà nhaø:
- Hoïc baøi, laøm baøi taäp trang 63 SGK.
- Chuaån bò cho baøi sau: “Söï aên moøn kim loaïi vaø baûo veä kim loaïi khoâng bò aên moøn”:
+ Moãi nhoùm ñem moät thanh saét bò gæ.
+ Moãi nhoùm chuaån bò tröôùc thí nghieäm nhö SGK.
+Tìm hieåu theá naøo laø söï aên moøn kim loaïi? Nhöõng yeáu toá aûnh höôûng vaø bieän phaùp baûo veä kim loaïi khoûi bò aên moøn.
-Höôùng daãn baøi taäp 6 trang 63 SGK:
Bài tập 6/SGK/63 : Tính khối lượng quặng hêmatit chứa 60% Fe2O3 cần thiết để sản xuất được 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.
HÖÔÙNG DAÃN
Trong 1 tấn Gang : mFe = 95% . 1 = 0,95 tấn
Qúa trình : Fe2O3 2Fe 
	 160taán	 112 taán
	 1,375taán	 0,95 taán
Vì %H = 80% à mFe2O3 = (1,375x 100) : 80 =1,72 (tấn)
Khối lượng quặng = (1,72 x 100) : 60 = 2,87 (tấn)