Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, thép | Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 9

Nội dung bài học

I. HỢP KIM CỦA SẮT

- 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.

- Một số hợp kim của sắt như gang, thép.

1. Gang

- Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như Si, Mn, s,... Gang cứng và dòn hơn sắt.  

- Phân loại gang: gang trắng và gang xám. Gang trắng dùng để luyện thép, gang xám dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước.

2. Thép

- 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 lí, hóa quý hơn sắt. Thép được dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo máy, dụng cụ lao động…

- Phân loại thép: thép thường và thép đặc biệt

II. SẢN XUẤT GANG, THÉP

1. Sản xuất gang

a) Nguyên liệu sản xuất gang

- Quặng sắt trong tự nhiên gồm quặng manhetit (chứa Fe₃O₄), quặng hematit, hemantit (chứa Fe₂O₃).

- Than cốc (than đã được tinh chế).

- Không khí giàu oxi.

- Đá vôi CaCO₃ và một số chất khác,...

b) Nguyên tắc sản xuất gang:

Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.

c) Quá trình sản xuất gang trong lò luyện kim (lò cao).

-  Phản ứng tạo thành khí CO:

C + O₂ -> CO₂ (điều kiện nhiệt độ)

C + CO₂-> 2CO (điều kiện nhiệt độ)

- Dùng CO khử quặng sắt ở phần thân lò, phần giữa thân lò nhiệt độ khoảng 500-600^oC

3CO + Fe2O₃ -> 2Fe + 3CO₂ (điều kiện nhiệt độ)

4CO + Fe₃O₄  -> 3Fe + 4CO₂ (điều kiện nhiệt độ)

- Sắt nóng chảy hòa tan một ít cacbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang.

- Phản ứng tạo xỉ: ở phần bụng lò, nhiệt độ khoảng 1000^oC: đá vôi bị phân hủy thành CaO, kết hợp với SiO₂ có trong quặng tạo thành xỉ.

CaCO₃ -> CaO + CO₂ (điều kiện nhiệt độ)                           

CaO + SiO₂ -> CaSiO₃ (điều kiện nhiệt độ)

- Xỉ nhẹ nổi lên trển và được đưa ra ở cửa tháo xỉ.

2. Sản xuất thép

a) Nguyên liệu sản xuất thép:

- Gang trắng hoặc gang xám, sắt phế liệu.

- Chất chảy: CaO.

- Khí oxi

b) Nguyên tắc sản xuất thép:

Oxi hóa các tạp chất C, S, Si, P, Mn,…, có trong gang thành oxi rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép.

c) Quá trình sản xuất thép:

- Ở nhiệt độ cao, khí oxi sẽ oxit các nguyên tố C, S tạo thành các chất khí và sẽ tách khỏi gang.

C + O₂ -> CO₂↑ (điều kiện nhiệt độ)

S + O₂  -> SO₂↑ (điều kiện nhiệt độ)

- Những nguyên tố như Si, P sẽ tạo thành các oxit không bay hơi. Những oxit này sẽ tác dụng với CaO tạo thành xỉ và nổi trên bề mặt thép lỏng.

 

 

               

Phương trình hóa học

C + CO₂ → 2CO C + O₂ → CO₂ CaO + SiO₂ → CaSiO₃ 3CO + Fe₂O₃ → 2Fe + 3CO₂ 4CO + Fe₃O₄ → 3Fe + 4CO₂ O₂ + S → SO₂

Xem Sách Giáo Khoa Trực Tuyến

Sách Giáo Khoa Online Lớp 1 Sách Giáo Khoa Online Lớp 2 Sách Giáo Khoa Online Lớp 3 Sách Giáo Khoa Online Lớp 4 Sách Giáo Khoa Online Lớp 5 Sách Giáo Khoa Online Lớp 6 Sách Giáo Khoa Online Lớp 7 Sách Giáo Khoa Online Lớp 8 Sách Giáo Khoa Online Lớp 9 Sách Giáo Khoa Online Lớp 10 Sách Giáo Khoa Online Lớp 11 Sách Giáo Khoa Online Lớp 12

Bài học khác trong Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 9

CHƯƠNG 1 CÁC LOẠI HỢP CHẤT VÔ CƠ Bài 2. Một số oxit quan trọng Bài 3. Tính chất hóa học của axit Bài 4. Một số axit quan trọng Bài 5. Luyện tập: Tính chất hóa học của oxit và axit Bài 6. Thực hành: Tính chất hóa học của oxit và axit Bài 7. Tính chất hóa học của bazơ Bài 8. Một số bazơ quan trọng Bài 9. Tính chất hóa học của muối Bài 10. Một số muối quan trọng Bài 11. Phân bón hóa học Bài 12. Mối quan hệ giữa các loại chất vô cơ Bài 13. Luyện tập chương 1: Các hợp chất vô cơ Bài 14. Thực hành: Tính chất hóa học của bazơ và muối CHƯƠNG 2: KIM LOẠI Bài 16. Tính chất hoá học của kim loại Bài 17. Dãy hoạt động hoá học của kim loại Bài 18. Nhôm Bài 19. Sắt Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, thép Bài 21. Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại không bị ăn mòn Bài 22. Luyện tập chương 2: Kim loại Bài 23. Thực hành: Tính chất hóa học của nhôm và sắt Bài 24. Ôn tập học kì 1 CHƯƠNG 3 SƠ LƯỢC VỀ BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Bài 26. Clo Bài 27. Cacbon Bài 28. Các oxit của cacbon Bài 29. Axit cacbonic và muối cacbonat Bài 30. Silic. Công nghiệp silicat. Bài 31. Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học Bài 32. Luyện tập chương 3: Phi kim – Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học Bài 33. Thực hành: Tính chất hóa học của phi kim và hợp chất của chúng CHƯƠNG 4 HIĐROCACBON. NHIÊN LIỆU Bài 35. Cấu tạo phân tử hợp chất hữu cơ Bài 36. Metan Bài 37. Etilen Bài 38. Axetilen Bài 39. Benzen Bài 40. Dầu mỏ và khí thiên nhiên Bài 41. Nhiên liệu Bài 42. Luyện tập chương 4: Hiđrocacbon. Nhiên liệu Bài 43. Thực hành: Tính chất của Hiđrocacbon CHƯƠNG 5 DẪN XUẤT CỦA HIĐROCACBON. POLIME Bài 45. Axit axetic Bài 46. Mối liên hệ giữa etilen, rượu etylic và axit axetic Bài 47. Chất béo Bài 49. Thực hành: Tính chất của rượu và axit Bài 50. Glucozơ Bài 51. Saccarozơ Bài 52. Tinh bột và xenlulozơ Bài 53. Protein Bài 54. Polime

Nội dung SGK ở cấp học khác

Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 8 Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 10 Cơ Bản Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 11 Cơ Bản Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 12 Cơ Bản