Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, thép

Trường đại học hải phòngkhoa khoa học tự nhiên
Biên soạn : Nhóm công nghệ thông tin
Lớp : Đại học hóa k5
Khóa học : 2004-2006
Kiểm tra bài cũ
HS1:Sắt có những tính chất hóa học nào? Viết phương
trình hoá học minh họa

HS2: Sắt tác dụng được với chất nào sau đây

Dung dịch muối Cu(NO3)2

H2SO4đặc nguội

KHí Cl2

Dung dịch ZnSO4

Ghi rõ điều kiện và viết các phương trình hóa học nếu có
đáp án
HS 1: Sắt có những tính chất hóa học của kim loại như:

+ Tác dụng với phi kim

2Fe + 3Cl2 2FeCl3

+ Tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4longã...

Fe + HCl FeCl2 + H2

Sắt không tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nguội

+ Sắt tác dụng với dung dịch muối của kim loại hoạt động
yếu hơn

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
t0
HS2: Sắt tác dụng được với : Cu(NO3)2, Cl2

PTHH

Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu

Fe + Cl2 FeCl3
t0
Hợp kim sắt: Gang - Thép
I.Hợp kim của sắt

Hợp kim của sắt 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 của gang và thép
Tiết
1. gang là gì ?

Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng
cacbon chiếm từ 2-5%. Ngoài ra, trong gang còn có một
số nguyên tố khác như : Si, Mn, S...Gang cứng và giòn hơn
sắt



Gang trắng
Dùng để luyện thép

gang xám:
Dùng để đúc bệ máy
, ống dẫn nước


Gang có 2 loại

2. Thép là gì ?
Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác,trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%. Thép có nhiều tính chất vật lí và tính chất hóa học rất quý mà sắt không có được như: Đàn hồi, cứng, ít bị ăn mòn

ứng dụng : Để chế tạo nhiều chi tiết máy, vật dụng, dụng cụ lao
động,vật liệu xây dựng, chế tạo ra phương tiện giao thông, vận tải
( tàu hỏa, tàu thủy, oto, xe gắn máy...)
II. Sản xuất gang, thép
1. Sản xuất gang như thế nào ?

a). Nguyên liệu để sản xuất gang

+ Quặng sắt trong tự nhiên: Quặng manhetit (chứa Fe3O4 ) và
hematit ( chứa Fe2O3 )

+ Than cốc, không khí giàu oxi, chất phụ gia như : CaCO3....

b). Nguyên tắc sản xuất gang

Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện
kim ( Lò cao)
c. Quá trình sản xuất gang trong lò cao (Xem mô phỏng)

Các phương trình phản ứng chính xảy ra trong lò cao:

C (r) + O2(k) CO2(k)

C(r) + CO2(k) 2CO (k)

Khí CO khử oxit sắt trong quặng thành sắt

3CO (k) + Fe2O3(r) 2Fe(r) + 3CO2(k)

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

CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k)

CaO(r) + SiO2(r) CaSiO2 (r)
t0
t0
t0
t0
t0
2. Sản xuất thép như thế nào ?

a). Nguyên liệu sản xuất thép

+ Gang, sắt phế liệu và khí oxi

b). Nguyên tắc sản xuất thép

Oxi hóa một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn
các nguyên tố cacbon, silic, mangan

c). Quá trình sản xuất thép

Khí oxi oxi hóa sắt tạo thành FeO. Sau đó FeO sẽ oxi hóa một
số nguyên tố trong gang như : C, Si, S, P...

VD: FeO + C Fe + CO
t0
bài tập củng cố
Bài 1: Hoàn thành các phương trình hóa học sau ?

FeO + Mn

Fe2O3 + CO

FeO + Si

FeO + C

Cho biết phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện gang,phản
ứng nào xảy ra trong quá trình luyện thép, chất nào là chất oxi
hóa, chất nào là chất khử
t0
t0
t0
t0
đáp án
FeO + Mn Fe + MnO

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

2FeO + Si 2Fe + SiO2

FeO + C Fe + CO

Dụa vào nguyên tắc luyện gang, thép
Phản ứng 2 Xảy ra trong quá trình luyện gang
Phản ứng 1, 3, 4 xảy ra trong quá trình luyện thép
Chất khử : Mn, CO, Si, C
Chất oxi hóa : FeO, Fe2O3
t0
t0
t0
t0