Hoá học 9 Bài 20: Hợp kim sắt Gang, thép

- Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim.

- Hợp kim của sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép.

Hình 1: Điểm giống và khác nhau giữa Gang và Thép

A- Thành phần của Gang, B-Thành phần của Thép

1.1.1. Gang là gì?

- Gang là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm từ 2-5%.

- Đặc điểm: Gang cứng và giòn.

- Ứng dụng: 

+ Gang trắng dùng để luyện thép...

+ Gang xám dùng để đúc máy, ống dẫn nước...

1.1.2. Thép là gì?

- Thép là hợp kim của sắt với một số nguyên tố khác (C, Mn, S, Si,…) . Trong đó hàm lượng Cacbon chiếm dưới 2%.

- Đặc điểm: Thép thường cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn,…

- Ứng dụng: 

+ Dùng để chế tạo các chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao động…

+ Dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo phương tiện giao thông, vận tải,…

1.2.1. Sản xuất Gang như thế nào?

- Nguyên liệu sản xuất Gang

Hình 2: Quặng Hematit

+ Quặng sắt : Hematit (chứa Fe₂O₃), manhetit (chứa Fe₃O₄) 

+ Than cốc, không khí giàu khí ôxi, phụ gia (CaCO₃,…)

- Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng Cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim

- Các phản ứng xảy ra trong lò gang

Hình 3: Sơ đồ lò luyện gang

+ Phương trình:

C_(r)  +  O_2 (k)     CO_2 (k)

CO_{2 (k)} +  C_(r)    CO _(k)

+ Khí CO khử oxit trong quặng thành sắt:

Fe₂O_3(r) + 3CO_(k) →  2Fe_(r) + 3CO_{2 (k)}

+ Sắt nóng chảy hòa tan một lượng nhỏ cacbon và các nguyên tố khác thành gang lỏng chảy xuống nồi lò và được đưa ra ngoài ra cửa tháo gang.

+ Đá vôi bị phân hủy tạo thành CaO. CaO kết hợp với các oxit SiO₂ tạo thành xỉ

CaO_(r) + SiO_2(r) →  CaSiO_{3 (r)}

1.2.2. Sản xuất Thép như thế nào?

- Nguyên liệu sản xuất thép: Gang, sắt phế liệu và khí ôxi.

- Nguyên tắc sản xuất thép: Oxi hoá kim loại, phi kim để loại các nguyên tố cacbon, silic, mangan,…ra khỏi gang

- Quá trình sản xuất thép:

Hình 4: Quá trình sản xuất Thép

- Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép

+ Thổi khí ôxi vào lò đựng gang và sắt nóng chảy ở nhiệt độ cao . Khí ôxi oxi hoá sắt thành oxit sắt FeO . Sau đó FeO sẽ oxi hoá một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, S, P,…

+ Các phương trình phản ứng:

Fe_(r) + O_{2 (k)}  FeO _(r)

FeO _(r) + C _(r)   Fe _(r)  + CO _(k)

FeO _(r) + Mn _(r)   Fe _(r)  + MnO _(r)

FeO _(r) + Si _(r)    Fe _(r)  + SiO_{2 (r)}

Sau bài học cần nắm:

- Khai thác thông tin về sản xuất gang thép từ sơ đồ lò luyện gang và lò luyện thép

- Viết được các PTHH chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang và quá trình sản xuất thép.

Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hóa học 9 Bài 20 có phương pháp và lời giải chi tiết giúp các em luyện tập và hiểu bài.

• Câu 1:

  Nguyên liệu dùng để sản xuất thép là: 

  • A. Gang , sắt phế liệu
  • B. Quặng sắt
  • C. Cacbon , silic , mangan 
  • D. Cả A ,B và C 

• Câu 2:

  Nguyên tắc sản xuất thép là

  • A. Làm tăng hàm lượng C có trong gang
  • B. Làm giảm hàm lượng C có trong gang
  • C. Làm giảm hàm lượng các nguyên tố C , Si . Mn… có trong gang
  • D. Làm giảm hàm lượng của Fe có trong gang

• Câu 3:

  Thổi khí oxy vào lò luyện thép, phản ứng hoá học không xảy ra là: 

  • A. O₂  +  2 Fe  →  2FeO
  • B. C   +  O₂    →  CO₂
  • C. FeO  + C  →  Fe  +  CO
  • D. Fe  +  Mn  → Fe  + MnO

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể hệ thống lại nội dung bài học thông qua phần hướng dẫn Giải bài tập Hóa học 9 Bài 20.

Bài tập 1 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 2 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 3 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 4 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 5 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 6 trang 63 SGK Hóa học 9

Bài tập 20.1 trang 25 SBT Hóa học 9

Bài tập 20.2 trang 25 SBT Hóa học 9

Bài tập 20.3 trang 25 SBT Hóa học 9

Bài tập 20.4 trang 25 SBT Hóa học 9

Bài tập 20.5 trang 25 SBT Hóa học 9

Bài tập 20.6 trang 26 SBT Hóa học 9

Trong quá trình học tập nếu có bất kì thắc mắc gì, các em hãy để lại lời nhắn ở mục Hỏi đáp để cùng cộng đồng Hóa HOC247 thảo luận và trả lời nhé.