Trờng THPT Phạm Văn Đồng GV: Nguyễn Thị Hơng Tiết 54 Tuần : 27 Ngày soạn : 6/3/2011 Ngày dạy : 10/3/2011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bài 33: Hợp kim của sắt I. Mục tiêu bài học 1. Kiến thức: biết đợc định nghĩa, phân loại gang, sản xuất gang( nguyên tắc, nguyên liệu, cấu tạo, chuyển vận của lò cao, biện pháp kĩ thuật). - biết đợc định nghĩa, phân loại thép, sản xuất thép( nguyên tắc chung, phơng pháp Mac-tanh, Bet-xơ-me, lò điện: u điểm và hạn chế). - biết đợc ứng dụng của gang, thép. 2. Kĩ năng: viết đợc các phơng trình hóa học phản ứng oxi hóa- khử xảy ra trong lò luyện gang, thép. - phân biệt đợc một số đồ dùng bằng gang, thép. - sử dụng và bảo quản hợp lí một số hợp kim của Fe. - tính khối lợng quặng sắt cần thiết để sản xuất một lợng gang xác địng theo hiệu suất. 3. Trọng tâm: - thành phần gang, thép. - nguyên tắc và các phản ứng hoa học xảy ra khi luyện quặng thành gang, luyện gang thành thép. II. Chuẩn bị 1. Giáo viên : giáo án, hệ thống câu hỏi gợi mở, hình các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao, các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép 2. Học sinh : học bài, đọc trớc bài mới ở nhà III. Tiến trình dạy- học Hoạt động của GV Hoạt động của HS Hoạt động 1: I. Gang 1. Khái niệm - thế nào là gang? - gang là hợp kim của sắt với cacbon ( 2-5% khối lợng C) và một lợng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S 2. Phân loại - gang có mấy loại ? - đặc điểm của mỗi loại? - gang có 2 loại : gang xám và gang trắng + gang xám : chứa C ở dạng than chì. Dùng đúc bệ máy, ống dẫn nớc, cánh cửa + gang trắng : chứa ít C hơn và chủ yếu ở dạng xemetit Fe 3 C. dùng để luyện thép 3. Sản xuất gang - nguyên tắc sản xuất gang là gì? - nguyên liệu sản xuất gang? - các phản ứng gì xảy ra trong quá trinhd luyện quặng thành gang? - gv treo tranh các phản ứng hoá học xảy ra trong lò cao hớng dẫn để hs quan sát -a) nguyên tắc ; khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao -b) nguyên liệu : + quặng sắt oxit ( hemantit đỏ Fe 2 O 3 ) + than cốc : tạo chất khử CO + chất chảy : CaCO 3 hoặc SiO 2 : tạo xỉ bảo vệ gang + không khí giàu O 2 : tạo chất khử CO, cung cấp nhiệt cho phản ứng luyện gang c) các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang + phản ứng tạo chất khử CO (ở phần trên nồi lò) C + O 2 0 t CO 2 + Q CO 2 + C 0 t CO - Q + phản ứng khử sắt oxit (ở thân lò) Fe 2 O 3 + CO 0 400 C Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO 0 500 600 C FeO + CO 2 FeO + CO 0 700 800 C Fe CO 2 + phản ứng tạo xỉ (ở bụng lò) CaCO 3 0 1000 C CaO + CO 2 CaO + SiO 2 0 1300 C CaSiO 3 ( canxi silicat) - gang đợc tạo thành nh thế nào? -d) sự tạo thành gang : ở bụng lò 1500 0 C, sắt nóng chảy có hoà tan 1 phần C và một lợng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S tạo thành gang. Gang nóng chảy tích tụ ở nồi lò, sau 1 thời gian ngời ta tháo gang và xỉ ra khỏi lò Hoạt động 2: II. Thép 1. Khái niệm - thép là gì? - thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01-2% C cùng với một số nguyên tố khác( Si, Mn, Cr, Giáo án hoá 12 cơ bản Năm học: 2010 - 2011 Trờng THPT Phạm Văn Đồng GV: Nguyễn Thị Hơng Tiết 54 Tuần : 27 Ngày soạn : 6/3/2011 Ngày dạy : 10/3/2011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ni ) 2. Phân loại - thép có mấy loại? - thép có 2 nhóm cính + thép thờng ( hay thép C) * thép mềm : có 0,1%C. Chế tạo các vật dụng trong đời sống và xây dựng * thép cứng : > 0,9%C. Chế tạo các công cụ, vòng bi, vỏ xe bọc thép + thép đặc biệt * thép chứa 13%Mn, rất cứng. Dùng làm máy nghiền đá * thép chứa 20%Cr, 10% Ni, rất cứng, không gỉ: dùng làm dụng cụ gia đình, dụng cụ y tế * thép chứa 18% W, 5%Cr, rất cứng. Dùng làm máy phay, máy nghiền đá 3. Sản xuất thép - nguyên tắc sản xuất thép là gì? - gv đa ra các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép để hs tham khảo - Si + O 2 -> SiO 2 Mn + O 2 -> MnO - C + O 2 -> CO - S + O 2 -> SO 2 - P+ O 2 -> P 2 O 5 - sau đó 1 phần Fe bị oxi hoá: Fe + O 2 -> FeO - đa thêm vào lò một lợng gang giàu Mn để + Mn + FeO -> Fe + MnO + gia tăng 1 lợng C -> thép có hàm lợng C nh ý muốn - phản ứng tạo xỉ CaO + P 2 O 5 -> Ca 3 (PO 4 ) 2 CaO + SiO 2 -> CaSiO 3 - có mấy phơng pháp luyện thép? - phơng pháp Bet-xơ-me có u và nhợc điểm gì? - thiết bị đơn giản, không cần nhiên liệu - a) nguyên tắc : giảm hàm lợng các tạp chất Si, Mn, C, S, P có trong gang bằng cách oxi hoá các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép -b) các phơng pháp luyện thép -pp Bet-xơ-me, pp Mac-tanh, pp lò điện * pp Bet-xơ-me - u điểm: thời gian luyện thép rất nhanh( 15)khoảng cách 2 lần luyện thép ngắn( 30- 40), mỗi mẻ thép có khối lợng 30- 60 tấn - pp này có nhợc điểm gì? - chất lợng thép không cao do không loại hết đợc S, thép có hoà tan 1 lợng O 2 , N 2 -> giòn - pp Mac-tanh có u, nhợc điểm gì? - thờng đốt lò bằng dầu madút - pp lò điện có u, nhợc điểm gì? - nhợc điểm: không luyện đợc thép có thành phần nh ý, không luyện đợc gang có chứa nhiều P, chất lợng thép không cao * pp Mac-tanh - u: tận dụng đợc sắt, thép phế liệu, luyện đợc thép có chất lợng cao, khối lợng mỗi mẻ thép từ 100-200 tấn - Nhợc : tiêu hao nhiều nhiên liệu, thời gian luyện thép khá dài 6-8h * pp lò điện - u: luyện đợc thép đặc biệt, không chứa tạp chất có hại nh S, P - Nhợc : dung tích nhỏ, khối lợng mỗi mẻ thép không lớn Hoạt động 3: củng cố - gv củng cố lại toàn bài, ra bài tập về nhà trong sgk trang 151 - Hs lắng nghe, ghi bài tập về nhà IV. Rút kinh nghiêm- bổ sung Giáo án hoá 12 cơ bản Năm học: 2010 - 2011 . khử CO (ở phần trên nồi lò) C + O 2 0 t CO 2 + Q CO 2 + C 0 t CO - Q + phản ứng khử sắt oxit (ở thân lò) Fe 2 O 3 + CO 0 400 C Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO 0 500 600 C FeO + CO 2 . CO 2 Fe 3 O 4 + CO 0 500 600 C FeO + CO 2 FeO + CO 0 700 800 C Fe CO 2 + phản ứng tạo xỉ (ở bụng lò) CaCO 3 0 1000 C CaO + CO 2 CaO + SiO 2 0 1300 C CaSiO 3 ( canxi silicat) -. hemantit đỏ Fe 2 O 3 ) + than cốc : tạo chất khử CO + chất chảy : CaCO 3 hoặc SiO 2 : tạo xỉ bảo vệ gang + không khí giàu O 2 : tạo chất khử CO, cung cấp nhiệt cho phản ứng luyện gang c) các