Như các bạn đã biết Sắt là một trong những kim loại quan trọng, được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi trong thực tế. Trong đó, hợp kim của sắt là gang, thép được sản xuất và ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, được nhiều công ty, tập đoàn sản xuất thép sử dụng như: Tổng công ty thép Việt Nam, Tập đoàn Hòa Phát, Công ty thép. …POMINA, Thép Việt Nhật,…
Vậy Gang là gì? Thép là gì? Gang và thép được sản xuất như thế nào? Có những ứng dụng gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết này.
I. Hợp kim sắt
Bạn đang xem: Hợp Kim Sắt: Gang, Thép Là Gì? Phương pháp sản xuất gang thép và ứng dụng – Hóa học 9 bài 20
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của các kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim.
1. Gang là gì?
– Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm 2-5%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như Si, Mn, S,… Gang cứng hơn và giòn hơn hơn sắt.
2. Thép là gì?
Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon nhỏ hơn 2%. Thép có nhiều tính chất lý hóa quý hơn sắt. Thép được dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo máy, công cụ lao động, v.v.
II. Sản xuất sắt thép
1. Gang được sản xuất như thế nào?
a) Nguyên liệu: để sản xuất gang là quặng sắt, ví dụ quặng manhetit (chứa Fe304), quặng hematit; than cốc (than tinh luyện); Không khí giàu oxy và một số chất phụ gia khác như đá vôi CaCO3,…
b) Nguyên tắc: Dùng cacbon oxit khử sắt oxit ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.
c) Quy trình: sản xuất gang trong lò (lò cao).
Phản ứng tạo thành khí CO:
C + O2 CO2
C + CO2 
2CO
– Khử oxit sắt thành sắt.
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
Sắt nóng chảy hòa tan một số carbon để tạo thành gang.
Đá vôi bị phân hủy thành CaO kết hợp với SiO2 có trong quặng tạo thành xỉ.
CaO + SiO3 CaSiO3
Xỉ nhẹ nổi lên trên và được thải ra ngoài ở cửa xả xỉ.
2. Sản xuất Thép như thế nào?
– Nguyên liệu: thép sản xuất là gang, sắt vụn, khí oxi.
– Nguyên lý: sản xuất thép là quá trình oxi hóa một số kim loại và á kim để loại bỏ hầu hết các nguyên tố cacbon, silic, mangan, ra khỏi gang.
– Quy trình: luyện thép được thực hiện trong lò Betsmer. Khí oxi oxi hóa các nguyên tố trong gang như C, Mn, Si,..
II. Bài Tập Hợp Kim Sắt: Gang, Thép
* Bài 1 trang 63 SGK Hóa học 9: Hợp kim là gì? Gang, thép là gì? Nêu thành phần, tính chất và ứng dụng của gang, thép.
* Trả lời:
Hợp kim là chất thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của các kim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim.
– Gang là hợp chất của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2% đến 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Si, Mn, S, v.v.
– Thép là hợp kim sắt của cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
+ Ứng dụng của gang:
– Gang, thép có nhiều ứng dụng trong sản xuất, kỹ thuật và đời sống. Gang trắng dùng để luyện thép, gang xám dùng để chế tạo máy móc thiết bị.
Thép được sử dụng để chế tạo nhiều bộ phận máy móc, công cụ và dụng cụ lao động. Đặc biệt thép được dùng để làm vật liệu xây dựng nhà cửa, cầu cống,… phương tiện giao thông (tàu thủy, xe lửa, ô tô, xe máy, xe đạp,…)
* Bài 2 trang 63 sgk Hóa học 9: Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình phản ứng hóa học.
* Trả lời:
– Nguyên lý sản xuất gang: Dùng cacbon oxit khử sắt oxit ở nhiệt độ cao trong lò nung (lò cao). Các phương trình hóa học xảy ra:
C + O2 
CO2
C + CO2 2CO
– Khí CO khử oxit sắt trong quặng thành sắt:
3CO + Fe2O3 3CO2↑ + 2Fe
MnO2 + 2CO Mn + 2CO2↑
SiO2 + 2CO Si + 2CO2↑
– Sắt nóng chảy hòa tan cacbon và một số nguyên tố khác để tạo thành gang.
* Bài 3 trang 63 SGK Hóa học 9: Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hóa học.
* Trả lời:
– Nguyên lý luyện gang thành thép: Loại bỏ khỏi gang hầu hết các nguyên tố cacbon, silic, mangan…
– Thổi khí oxi vào lò chứa gang nóng chảy, khí oxi sẽ oxi hóa gang thành FeO. Khi đó FeO sẽ oxi hóa một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, P, S. Ví dụ:
2Fe + O2 2FeO
FeO + C Fe + CO
2FeO + Si 2Fe + SiO2
FeO + Mn Fe + MnO.
* Bài 4 trang 63 sgk Hóa học 9: Khí thải (CO2, SO2,…) trong quá trình sản xuất gang thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh? Dẫn ra một số phản ứng để giải thích. Thử đề cập biện pháp chống ô nhiễm môi trường tại các khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang thép.
* Trả lời:
+ Các khí thải trong quá trình luyện gang như SO2, CO2 ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Khí SO2 gây ô nhiễm không khí, độc hại cho người và động vật.
– Làm cho nồng độ axit trong nước mưa cao hơn bình thường do xảy ra phản ứng.
CO2 + H2O → H2CO3
SO2 + H2O → H2SO3
– Sau đó H2SO3 tiếp tục bị oxi hóa thành H2SO4 theo phản ứng:
2H2SO3 + O2 → 2H2SO4
Các biện pháp chống ô nhiễm môi trường:
– Xây dựng liên hoàn hệ thống xử lý khí thải độc hại trước khi thải ra ngoài không khí.
– Trồng vành đai xanh (cây xanh) để hấp thụ CO2.
* Bài 5 trang 63 SGK Hóa học 9: Lập phương trình hóa học theo sơ đồ sau:
a) O2 + Mn MnO
b) Fe2O3 + CO Fe + CO2
c) O2 + Si SiO2
đ) O2 + S SO2
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?
* Trả lời:
– Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện GANG là:
b) Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
– Các phản ứng xảy ra trong quá trình Nung THÉP là:
a) O2 + 2Mn 2MnO
c) O2 + Si SiO2
đ) O2 + S SO2
– Chất có oxi là: Fe2O3, O2.
– Các chất khử là: CO, Mn, Si, S.
* Bài 6 trang 63 sgk Hóa học 9: Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe2O3 cần dùng để sản xuất 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất quá trình là 80%.
* Trả lời:
– Trong 1 tấn gang chứa 95% Fe thì khối lượng của Fe là:
– Phương trình phản ứng:
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
160kg Fe2O3 tạo ra 2,56kg Fe
x kg Fe2O3 sinh ra 950 kg Fe
Vậy khối lượng Fe2O3 tham gia phản ứng là:
– Vì hiệu suất chỉ đạt 80% nên khối lượng Fe2O3 thực tế cần dùng là:
– Vậy khối lượng quặng hematit chứa 60% Fe2O3 cần dùng là:
Như vậy, với bài học về hợp kim của sắt: gang và thép, các em cần lưu ý một số điểm chính sau:
– Gang là hợp chất của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2% đến 5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Si, Mn, S,…; Gang được nấu chảy trong lò cao sử dụng CO để khử oxit sắt.
– Thép là hợp kim sắt của cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%. Thép được luyện trong lò luyện thép bằng cách oxi hóa một số nguyên tố có trong gang như C, Mn, Si, S, P, v.v.
» Mục lục SGK Lý thuyết và bài tập Hóa học 9
» Mục lục SGK Lý thuyết và bài tập Vật lý 9
Đăng bởi: Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM
Thể loại: Giáo dục
Bản quyền bài viết thuộc về trường Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM. Mọi sao chép đều là gian lận! Tác giả: https://trungcapyduoctphcm.edu.vn – Trường Lê Hồng Phong Nguồn: https://trungcapyduoctphcm.edu.vn/hop-kim-cua-sat-gang-thep-la-gi-san-xuat-gang -thep-nhu-the-nao-va-ung-dung-hoa-9-bai-20/ TagsHóa học 9
Bạn thấy bài viết
Hợp kim của Sắt: Gang, Thép là gì? Sản xuất Gang Thép như thế nào và ứng dụng – Hóa 9 bài 20
có thoải mãn đươc vấn đề bạn đang tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về
Hợp kim của Sắt: Gang, Thép là gì? Sản xuất Gang Thép như thế nào và ứng dụng – Hóa 9 bài 20
bên dưới để Trung Cấp Y Dược Tại TPHCM có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: trungcapyduoctphcm.edu.vn
Nhớ để nguồn bài viết này:
Hợp kim của Sắt: Gang, Thép là gì? Sản xuất Gang Thép như thế nào và ứng dụng – Hóa 9 bài 20
của website trungcapyduoctphcm.edu.vn
Chuyên mục: Giáo dục