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 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

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.