Tài liệu Giáo án Hóa: Hợp chất - Hợp kim docx

Ngày soạn : 07/03/2010 Tiết 53ppct Bài 32. HỢP CHẤT CỦA SẮT I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức:  HS biết: - Tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) và hợp chất sắt (III). - Cách điều chế Fe(OH) 2 và Fe(OH) 3 .  HS hiểu: Nguyên nhân tính khử của hợp chất sắt (II) và tính oxi hố của hợp chất sắt (III). 2. Kĩ năng: - Từ cấu tạo nguyên tử, phân tử và mức oxi hố suy ra tính chất. - Giải được các bài tập về hợp chất của sắt. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ: Đinh sắt, mẩu dây đồng, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, dung dịch FeCl 3 . III. PHƯƠNG PHÁP: Đàm thoại + diễn giảng + thí nghiệm trực quan. IV. TIẾN TRÌNH BÀY DẠY: 1. Ổn định lớp: Chào hỏi, kiểm diện. 2. Kiểm tra bài cũ: Tính chất hố học cơ bản của sắt là gì ? Dẫn ra các PTHH để minh hoạ. 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1: - GV ?: Em hãy cho biết tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) là gì ? Vì sao ? I – HỢP CHẤT SẮT (II) Tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) là tính khử. Fe 2+ → Fe 3+ + 1e - HS nghiên cứu tính chất vật lí của sắt (II) oxit. - HS viết PTHH của phản ứng biểu diễn tính khử của FeO. - GV giới thiệu cách điều chế FeO. 1. Sắt (II) oxit a. Tính chất vật lí: (SGK) b. Tính chất hố học 3FeO + 10HNO 3 (loaõng) 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O +2 +5 +3 +2 t 0 3FeO + 10H + + − 3 NO → 3Fe 3+ + NO↑ + 5H 2 O c. Điều chế Fe 2 O 3 + CO 2FeO + CO 2  t 0 - HS nghiên cứu tính chất vật lí của sắt (II) hiđroxit. - GV biểu diễn thí nghiệm điều chế Fe(OH) 2 . - HS quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích vì sao kết tủa thu được có màu trắng xanh rồi chuyển dần sang màu nâu đỏ. 2. Sắt (II) hiđroxit a. Tính chất vật lí : (SGK) b. Tính chất hố học Thí nghiệm: Cho dung dịch FeCl 2 + dung dịch NaOH FeCl 2 + 2NaOH → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Fe(OH) 3 c. Điều chế: Điều chế trong điều kiện không có không khí. - HS nghiên cứu tính chất vật lí của muối sắt (II). 3. Muối sắt (II) a. Tính chất vật lí : Đa số các muối sắt (II) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ: FeSO 4 .7H 2 O; FeCl 2 .4H 2 O - HS lấy thí dụ để minh hoạ cho tính chất hố học của hợp chất sắt (II). - GV giới thiệu phương pháp điều chế muối sắt (II). - GV ?: Vì sao dung dịch muối sắt (II) điều chế được phải dùng ngay ? b. Tính chất hố học 2FeCl 2 + Cl 2 2FeCl 3 +2 -1+30 c. Điều chế: Cho Fe (hoặc FeO; Fe(OH) 2 ) tác dụng với HCl hoặc H 2 SO 4 lỗng. Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ↑ FeO + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 O  Dung dịch muối sắt (II) điều chế được phải dùng ngay vì trong không khí sẽ chuyển dần thành muối sắt (III). Hoạt động 2 - GV ?: Tính chất hố học chung của hợp chất sắt (III) là gì ? Vì sao ? II – HỢP CHẤT SẮT (III) Tính chất hố học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hố. Fe 3+ + 1e → Fe 2+ Fe 3+ + 2e → Fe - HS nghiên cứu tính chất vật lí của Fe 2 O 3 . 1. Sắt (III) oxit a. Tính chất vật lí: (SGK) - HS viết PTHH của phản ứng để chứng minh Fe 2 O 3 là một oxit bazơ. - GV giới thiệu phản ứng nhiệt phân Fe(OH) 3 để điều chế Fe 2 O 3 . b. Tính chất hố học  Fe 2 O 3 là oxit bazơ Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O Fe 2 O 3 + 6H + → 2Fe 3+ + 3H 2 O  Tác dụng với CO, H 2 Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2  t 0 c. Điều chế Fe 2 O 3 + 3H 2 O2Fe(OH) 3 t 0  Fe 3 O 3 có trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit dùng để luyện gang. - HS tìm hiểu tính chất vật lí của Fe(OH) 3 trong SGK. - GV ?: Chúng ta có thể điều chế Fe(OH) 3 bằng phản ứng hố học nào ? 2. Sắt (III) hiđroxit  Fe(OH) 3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không tan trong nước, dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt (III). 2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O  Điều chế: dung dịch kiềm + dung dịch muối sắt (III). FeCl 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl - HS nghiên cứu tính chất vật lí của muối sắt (III). - GV biểu diễn thí nghiệm: + Fe + dung dịch FeCl 3 . + Cu + dung dịch FeCl 3 . - HS quan sát hiện tượng xảy ra. Viết PTHH của phản ứng. 3. Muối sắt (III)  Đa số các muối sắt (III) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ: FeCl 3 .6H 2 O; Fe 2 (SO 4 ) 3 .9H 2 O  Muối sắt (III) có tính oxi hố, dễ bị khử thành muối sắt (II) Fe + 2FeCl 3 3FeCl 2 0 +2+3 Cu + 2FeCl 3 CuCl 2 + 2FeCl 2 0 +2+3 +2 V. CỦNG CỐ: 1. Viết PTHH của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi sau: FeS 2 Fe 2 O 3 FeCl 3 Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 FeO FeSO 4 Fe (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2. Cho Fe tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 lỗng thu được V lít H 2 (đkc), dung dịch thu được cho bay hơi được tinh thể FeSO 4 .7H 2 O có khối lượng là 55,6g. Thể tích khí H 2 đã giải phóng là A. 8,19 B. 7,33 C. 4,48 D. 3,23 3. Khử hồn tồn 16g Fe 2 O 3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao. Khi đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH) 2 dư. Khối lượng (g) kết tủa thu được là A. 15 B. 20 C. 25 D. 30 VI. DẶN DÒ: 1. Bài tập về nhà: 1 → 5 trang 145 (SGK) 2. Xem trước bài HỢP KIM CỦA SẮT Rút kinh nghiệm: Ngày soạn 11/03/2010 Tiết 54 ppct Bài 33. HỢP KIM CỦA SẮT I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức: HS biết - Thành phần, tính chất và ứng dụng của gang, thép. - Nguyên tắc và quy trình sản xuất gang, thép. 2. Kĩ năng: Giải các bài tập liên quan đến gang, thép. 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ: Đinh sắt, mẩu dây đồng, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, dung dịch FeCl 3 . III. PHƯƠNG PHÁP: Đàm thoại + diễn giảng + thí nghiệm trực quan. IV. TIẾN TRÌNH BÀY DẠY: 1. Ổn định lớp: Chào hỏi, kiểm diện. 2. Kiểm tra bài cũ: Tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) và sắt (III) là gì ? Dẫn ra các PTHH để minh hoạ. 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1  GV đặt hệ thống câu hỏi: - Gang là gì ? I – GANG 1. Khái niệm: Gang là hợp kim của sắt và cacbon trong đó có từ 2 – 5% khối lượng cacbon, ngồi ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S,… - Có mấy loại gang ?  GV bổ sung, sửa chữa những chổ chưa chính xác 2. Phân loại: Có 2 loại gang a) Gang xám: Chứa cacbon ở dạng than chì. Gẫngms được dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa,… b) Gang trắng - Gang trắng chứa ít cacbon hơn và chủ yếu ở dạng xementit (Fe 3 C). - Gang trắng (có màu sáng hơn gang xám) được dùng để luyện thép. Hoạt động 2  GV nêu nguyên tắc sản xuất gang. 3. Sản xuất gang a) Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao.  GV thông báo các quặng sắt thường dung để sản xuất gang là: hematit đỏ (Fe 2 O 3 ), hematit nâu (Fe 2 O 3 .nH 2 O) và manhetit (Fe 3 O 4 ). b) Nguyên liệu: Quặng sắt oxit (thường là hematit đỏ Fe 2 O 3 ), than cốc và chất chảy (CaCO 3 hoặc SiO 2 ).  GV dùng hình vẻ 7.2 trang 148 để giới thiệu về các phản ứng hố học xảy ra trong lò cao.  HS viết PTHH của các phản ứng xảy ra trong lò cao. c) Các phản ứng hố học xảy ra trong quá trình luyệân quặng thành gang  Phản ứng tạo chất khử CO CO 2 C + O 2 t 0 2COCO 2 + C t 0  Phản ứng khử oxit sắt - Phần trên thân lò (400 0 C) 2Fe 3 O 4 + CO 2 3Fe 2 O 3 + CO t 0 - Phần giữa thân lò (500 – 600 0 C) 3FeO + CO 2 Fe 3 O 4 + CO t 0 - Phần dưới thân lò (700 – 800 0 C) Fe + CO 2 FeO + CO t 0  Phản ứng tạo xỉ (1000 0 C) CaCO 3 → CaO + CO 2 ↑ CaO + SiO 2 → CaSiO 3 d) Sự tạo thành gang (SGK)  GV đặt hệ thống câu hỏi: - Thép là gì ? II – THÉP 1. Khái niệm: Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng cacbon cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni,…) - Có mấy loại thép ?  GV bổ sung, sửa chữa những chổ chưa chính xác trong định nghĩa và phân loại về thép của HS và thông báo thêm: Hiện nay có tới 8000 chủng loại thép khác nhau. Hàng năm trên thế giới tiêu thụ cỡ 1 tỉ tấn gang 2. Phân loại a) Thép thường (thép cacbon) - Thép mềm: Chứa không quá 0,1%C. Thép mềm dễ gia công, được dùng để kép sợi,, cán thành thép lá dùng chế tạo các vật dụng trong đời sống và xây dựng nhà cửa. - Thép cứng: Chứa trên 0,9%C, được dùng để chế tạo các công cụ, các chi tiết máy như các vòng bi, vỏ xe bọc thép, thép. … b) Thép đặc biệt: Đưa thêm vào một số nguyên tố làm cho thép có những tính chất đặc biệt. - Thép chứa 13% Mn rất cứng, được dùng để làm máy nghiền đá. - Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng và không gỉ, được dùng làm dụng cụ gia đình (thìa, dao,…), dụng cụ y tế. - Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, được dùng để chế tạo máy cắt, gọt như máy phay, máy nghiền đá,…  GV nêu nguyên tắc của việc sản xuất thép. 3. Sản xuất thép a) Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất C, Si, S, Mn, …có trong thành phần gang bằng cách oxi hố các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách khỏi thép.  GV dùng sơ đồ để giới thiệu các phương pháp luyện thép, phân tích ưu và nhược điểm của mỗi phương pháp.  GV cung cấp thêm cho HS: Khu liên hợp gang thép Thái Nguyên có 3 lò luyện gang, 2 lò Mac-côp-nhi- côp-tanh và một số lò điện luyện thép. b) Các phương pháp luyện gang thành thép  Phương pháp Bet-xơ-me  Phương pháp Mac-tanh  Phương pháp lò điện V. CỦNG CỐ: 1. Nêu những phản ứng chính xảy ra trong lò cao. 2. Nêu các phương pháp luyệân thép và ưu nhược điểm của mỗi phương pháp. 3. Khử hồn tồn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 ,Fe 2 O 3 đến Fe cần vừa đủ 2,24 lít CO (đkc). Khối lượng sắt thu được là A. 15 B. 16 C. 17 D. 18 VI. DẶN DÒ: 1. Bài tập về nhà: 1 → 6 trang 151 (SGK) 2. Xem trước bài LUYỆN TẬP: TÍNH CHẤT HỐ HỌC CỦA SẮT VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT Rút kinh nghiệm: . 53ppct Bài 32. HỢP CHẤT CỦA SẮT I. MỤC TIÊU: 1. Kiến thức:  HS biết: - Tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) và hợp chất sắt (III). - Cách điều. (III). Hoạt động 2 - GV ?: Tính chất hố học chung của hợp chất sắt (III) là gì ? Vì sao ? II – HỢP CHẤT SẮT (III) Tính chất hố học đặc trưng của hợp chất sắt (III)