Bài giảng Tiết: 52: Sắt (tiếp)

đến gang và thép.
II. Chuẩn bị.
GV: Tranh ảnh là luyện thép
III. Các hoạt động dạy học.
1. Ổn định tổ chức: 
2.Bài mới: 
I. GANG
II. THÉP
1. thành phần các nguyên tố trong gang và thép
Là hợp kim của sắt - cacbon
C (2 – 5%), Si (1 – 4%), Mn (0,3 – 5%), P( 0,1 – 2%), S ( 0,01 – 1%)
C ( 0,1 – 2%), và một lượng rất ít các nguyên tố Si, Mn, S, P.
2. Phân loại
GV nêu câu hỏi
+ Thế nào là gang, thép
+ so sánh thành phần của gang và thép
+ Gồm mấy loại gang ? ứng dụng của mỗi loại gang ?
+ có mấy loại thép ? ứng dụng của mỗi loại thép ?
a. Gang trắng
Chứa ít C, rất ít Si, chứa nhiều hợp chất hoá học xementit Fe3C
Rất cứng, giòn, dùng để luyện thép.
b. Gang xám
Chứa nhiều tinh thể C, Si, có màu xám, khi nóng chảy là chất lỏng linh động
Dùng đúc các bộ phận của máy móc
a. Thép thường (thép cacbon)
+Chứa ít C, Si, Mn rất ít S, P. độ cúng của thép phụ thuộc vào hàm lượng C. 
+Thép cứng có 0,9%C, mềm có 0,1%C. Dùng phổ biến
b. Thép đặc biệt. Có chứa thêm 1 số nguyên tố Si, Mn, Ni, Cr, W.
- Thép Ni – Cr: rất cứng, giòn chế tạo vòng bi
- Thép W – Mo – Cr: rất cứng ngay cả ở nhiệt độ cao, làm dụng cụ cắt gọt kim loại..
- Thép silic: dẻo, đàn hồi tốt dùng chế tạo lò xo, nhip ôtô.
- Thép mangan: rất bền chịu được va đập chế tạo đường ray, máy nghiền đá, ..
Hoạt động của thầy (CHƯA SỬA)
Hoạt động của trò
Hoạt động 1. tìm hiểu một số quặng sắt trong tự nhiên
+ Nêu những loại quặng sắt trong tự nhiên?
+ Loại quặng nào dùng để sản xuất gang? Vì sao chỉ sản xuất gang từ những quặng đó?
Hoạt động 2. Tìm hiểu về nguyên liệu để sản xuất gang
 GV gợi ý: can cứ vào thành phần của gang HS nêu:
+ Những nguyên liệu để sản xuất gang ?
+ Than côc có ở đâu ? 
+ Vai trò của chất chảy ? Viết các phản ứng xảy ra trong quá trình tạo xỉ?
GV: Mô tả về cách nạp nguyên liệu vào lò cao 
Hoạt động 3. Nguyên tắc sản xuất gang ?
+ Làm thế nào để sản xuất gang từ quặng sắt ?
+ Viết các phản ứng hoá học ? 
Giải thích tại sao lại tạo ra Fe3O4. 
Hoạt động 4. Những phản ứng trong quá trình luyện gang ?
+Dựa vào hình vẽ HS mô tả và viết phương trình hoá học ?
+ Xỉ có vai trò gì trong gúa trình luyện gang ?
Hoạt động 5. Củng cố bằng bài tập 1 5 (147) SGK. BTVN: 6,7 (147)
I. SẮT TRONG TỰ NHIÊN: Tồn tai dạng quặng
 1, Hematit đỏ: Fe2O3 khan
 2, Hematit nâu: Fe2O3. nH2O có sẵn trong tự nhiên.
 3, Manhetit Fe3O4 giàu sắt nhưng hiếm có trong tự nhiên
 4. Quặng xiđerit FeCO3.
 5. Quặng pirit FeS2 có nhiều trong tự nhiên .
Quặng hematit, manhetit có giá trị sản xuất gang
II. SẢN XUẤT GANG.
 1. Nguyên liệu
 a. Quặng sắt: Chứa ít nhất 30% Fe trở lên, không chứa hoặc chứa rất ít P, S.
 b. Than cốc: Cung cấp nhiệt và chất khử CO, khiông có trong tự nhiên.
 c. Chất chảy: là chất kết hợp với SiO2 hoặc CaO tạo thànhg xỉ nổi lên trên trong quá trình luyện gang.
 + Nếu quặng lẫn CaCO3 thì chất chảy là SiO2.
 + Nếu quặng lẫn SiO2 thì chất chảy là CaCO3.
 CaCO3 CaO + CO2.
 CaO + SiO2 CaSiO3.
 d. không khí: Cung cấp oxi, đốt cháy than cốc, được sấy nóng trước khi nạp vào lò.
Nguyên liệu được nạp xen kẽ nhau thành từng lớp: than cốc, quặng và chất chảy
 2. Nguyên tắc sản xuất gang.
Khử sắt oxit bằng CO ở nhiệt độ cao
Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe
3. Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất gang.
 a. phản ứng tạo chất khử CO: không khí nóng được nén vào lò cao ở phần trên bụng lò
 C + O2 CO2.
Khí CO2 đi lên trên gặp lớp than cốc, bị khử thành CO
 CO2 + C CO2 .
 b. CO khử sắt oxit: các phản ứng xảy ra ở thân lò, nhiẹt độ 400 – 12000C
 + Phần trên thân lò:
 3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2. (t0 = 4000C)
 + Phần giữa thân lò:
 Fe3O4 + CO 3FeO + CO2. ( 500 – 6000C)
 + Phần dưới thân lò: 
 FeO + CO Fe + CO2 ( 700 – 8000C )
đồng thời diễn ra phản ứng tạo xỉ CaSiO3.
 4. Sự tạo thành gang.
 Sắt nóng chảy từ thân lò đi xuống bụng lò ( 15000C) hoà tan một phần C và một lượng nhỏ Mn, Si.tạo thành gang ( có d = 6,9) chìm xuống dưới, xỉ nhẹ hơn nổi lên trên bảo vệ gang khôing bị oxi hoá. Sau một thời gian phải tháo xỉ và gang ra.
Tiết: 
SẢN XUẤT THÉP
 Soạn: 
I. Mục tiêu.
1, Kiến thức: HS biết được 
+nguyên tắc sản xuất thép, những phản ứng hoá học trong quá trình luyện gang thành thép
+ Nguyên liệu cơ bản dùng để luyện thép
+ ưu điểm và nhược điểm chính của phương pháp luyện thép: Betxơme, Mactanh, lò điện.
 2, Kỹ năng: Viết được các phương trình xảy ra trong quá trình luyện thép
II. Chuẩn bị.
III. Các hoạt động dạy học.
 1, Ổn định tổ chức
 2, Bài mới: 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò
Hoạt động 1. 
+ Nêu nguyên liệu để sản xuất thép ?
+ vai trò của từng nguyên liệu ?
Hoạt động 2. Nêu nguyên tắc của sản xuất thép ( dựa vào thành phần của thép)
Hoạt động 3. Viết các phản ứng trong quá trình luyện thép. 
HS lên bảng viết, gọi HS dưới lớp bổ sung
HÃY viết phản ứng tạo xỉ trong quá trình luyện thép ?
Hoạt động 4. Các phương pháp luyện thép
HS nêu các phương pháp luyện thép, ưư điểm và nhược điểm của từng phương pháp
+ Muốn luyện được thép chất lượng cao , giá thành giảm thì dùng phương pháp nào ?
Hoạt động 5. Củng cố , giải bài tập 4 (152) SGK
 Chuẩn bị giờ sau thực hành.
I. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT THÉP.
- Gang trắng hoặc gang xám, sắt thép phế liệu
- không khí hoặc oxi
- Nhiên liệu: dầu madút hoặc khí đốt.
- Chất chảy: canxi oxit hoặc silic IV oxit
II. NGUYÊN TẮC SẢN XUẤT THÉP.
Oxi hoá các tạp chất trong gang ( Si, Mn, S, P, C) tạo oxit, nhằm giảm hàm lượng của chúng trong thép.
II. NHỮNG PHẢN ỨNG HOÁ HỌC XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH LUYỆN THÉP.
 1. phản ứng tạo thép:
+ không khí giàu oxi sẽ oxi hoá các chất trong gang nóng chảy :
 Trước hết Si, Mn bị oxi hoá
 Si + O2 SiO2. 2Mn + O2 MnO2.
 Tiếp đến C bị oxi hoá: 2C + O2 2CO
 Lưu huỳnh cũng bị oxi hoá S + O2 SO2.
 Sau đó photpho bị oxi hoá 4P + 5O2 2P2O5.
Sau khi các tạp chất trong gang bị oxi hoá hết, sẽ có một phần sắt bị oxi hoá: 2Fe + O2 2FeO
 Lúc này người ta ngừng ngay quá trình nén khí vào lò. Trước khi kết thúc quá trình luyện thép, cần đưa thêm vào lò một lượng thép giàu Mn nhằm:
 + Mn khử oxit sắt Mn + FeO MnO + Fe
 + Gia tăng một lương nhất định Ctrong thép nóng chảy để được thép có hàm lượng C như ý muốn.
 2, phản ứng tạo xỉ: ở nhiệt độ cao, những oxit SiO2, P2O5 tác dụng với các oxit CaO tạo xỉ
 3CaO + P2O5 Ca3(PO4)2 xỉ photphat
 CaO + SiO2 CaSiO3. xỉ cacbonat
IV. cac phương pháp luyện gang thành thép
 1. phương pháp Betxơme ( hình vẽ)
 - Lò Betxơme có thể chuyển động theo trục nằm ngang, nén khí, không khí với P cao
 - Cac phản ứng kết thục trong vòng 15 phút.
 * ưu điểm:
 - Thời gian luyện thép nhanh (15’), khoảng cách giữa 2 lần luyện ngắn ( 30 – 40 phút)
 - Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít
 - không cần nhiên liệu.
 * Nhược điểm:
 - thời gian luyện thép nhanh, không luyện được thép theo ý muốn
 - chất lượng thép không cao ( giòn do có hoà tan N, O)
 2. phương pháp Mactanh ( lò Mactanh)
 - nạp vào lò: gang, thép phế liệu, chất chảy
 - Đốt lò bằng dầu madut hoặc khí đốt, không khí giàu oxi, nhiệt độ 17000C. Khí oxi, gỉ sắt oxi hoá các chất trong gang Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO
* ưu điểm:
 + Tận dụng được thép phế liệu đề luyện thép.
 + Luyện được những loại thép chất lượng cao, có thành phần như ý muốn
 + khối lượng thép mỗi mẻ lớn ( 100 – 200 tấn)
* Nhược điểm
 + Tốn nhiên liệu
 + Thời gian luyện thép mỗi mẻ dài ( 10 – 12 giờ)
 3. phương pháp lò điện. 
 nhiệt độ của lò cao, dễ điều chỉnh
* ưu điểm
 Luyện được những loại thép đặc biệt, thành phần có những kim loại khó nóng chảy như W, Mo, Cr, và không chứa các tạp chất có hại
* Nhược điểm
 Dung tích lò nhỏ, khối lượng mỗi mẻ thép không lớn.
Tiết: 64.
THỰC HÀNH BÀI 4
 Soạn: 26/ 04/ 07
I. Mục tiêu.
1, Kiến thức: 
+ Củng cố tính khử của sắt, nguyên tắc và phương pháp điều chế sắt (II) và sắt (III) hiđroxit, cách nhận biết ion Fe2+ và Fe3+ bằng phương pháp hoá học.
+ Củng cố tính chất của hợp chất sắt (II) và hợp chất sắt (III)
 2, Kỹ năng: Rèn luyệ khả năng thao rác thí nghiệm hoá học, kỹ năng quan sát và viết tường trình hoá học, viết được những phản ứng cơ bản xảy ra trong thí nghiệm.
II. Chuẩn bị. Dụng cụ và hoá chất (SGK)
III. Các hoạt động dạy học.
 1, Ổn định tổ chức
 2, Bài mới: 
Hoạt động của thầy
Hoạt động của trò
Thí nghiệm 1
+ HS dự đoán hiện tương xảy ra ? quan sát
+ Nhận xét màu của chiếc đinh, màu của dung dịch 
+viết phương trình hoá học ?
Thí nghiệm 2: hiện tượng và phương trình hh
+ ống 1 có bọt khí không màu
H2SO4 + Fe FeSO4 + H2.
+ ống 2 có bọt khí không màu
2HCl + Fe FeCl2 + H2.
+ ống có bọt khí màu không màu sau đó chuyển sang màu nâu đỏ
HNO3 + Fe Fe(NO3)3 + NO + H2O
Sau đó NO + O2 NO2(nâu đỏ)
Thí nghiệm 3. Giữ lại dung dịch trong các ống 1,2,3 để làm thí nghiệm. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào cả 3 ống nghiệm trên
Quan sát và giải thích các hiện tượng xảy ra ?
Thí nghiệm 4. Rót 2 ml dung dịch FeSO4 vào ống nghiệm có chứa 2 ml dung dịch H2SO4 . Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4, lắc nhẹ , quan sât ?
Thí nghiệm 5. Rót 2-3 ml dung dịch FeCl3 vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch H2S
( hoặc có thể thay H2S bằng đinh sắt sạch)
Quan sát hiện tượng, giải thích ?
Củng cố: Về nhà viết tường trình và chuẩn bị giờ sau ôn tập học kỳ
Thí nghiệm 1. tác dụng của sắt với đồng sunfat
( Lấy 2 ống nghiệm mỗi ống đựng 4 ml CuSO4 , 1 ống làm thí nghiệm, 1 ống để so sánh màu sắc dd)
Cho 1 đinh sắt sạch vào 4 ml dung dịch CuSO4.
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (đỏ)
Thí nghiệm 2. Chuẩn bị 3 ống nghiệm, cho vào mỗi ống một chiếc đinh sạch, cho vào mỗi ống :
+ ống 1 + dung dịch H2SO4 loãng
+ ống 2 + dung dịch HCl
+ ống 3 + dung dịch HNO3 loãng
HS: quan sát, viết phương trình hoá học và giải thích
Thí nghiệm 3. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào cả 3 ống nghiệm trên: 
+ ống 1 có kết tủa màu lục nhạt, sau chuyển sang màu nâu đỏ FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4.
 Lục nhạt
 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 (nâu đỏ)
+ ống 2 tương tự ống 1
 FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
+ ống 3 có kết tủa màu nâu đỏ
 Fe(NO3)3 + 3NaOH 4Fe(OH)3 + 3NaCl
 (nâu đỏ)
Thí nghiệm 4.
 Lúc đầu màu tím của dung dịch KMnO4 bị mất màu, sau đó dung dịch không m