I. MỤC TIÊU:
1. Kiến thức:
+ Ứng dụng và phương pháp sản xuất nhôm bằng cách điện phân nhôm oxit nóng chảy
- Thành phần của gang và thép:
+ Gang là gì? Thép là gì? Tính chất và một số ứng dụng của gang và thép
+ Nguyên tắc, nguyên liệu và quá trình sản xuất gang, thép
2. Kĩ năng:
- Biết sử dụng các kiến thức thực tế về gang, thép... để rút ra ứng dụng - Biết khai thác thông tin về sản xuất gang, thép
- Viết được các PTHH chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang. thép
3.Thái độ:
- Yêu thích môn học
- Có ý thức hợp tác trong hoạt động nhóm
- Giúp HS yêu thích môn học để VD kiến thức vào trong cuộc sống
4. Định hướng phát triển năng lực:
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
- Năng lực tự học
- Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực thực hành hóa học
- Năng lực tính toán hóa học
- Năng lực hợp tác
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH:
1. Chuẩn bị của giáo viên:
+ Một số mẫu vật gang, thép.
+ Bảng phụ
2. Chuẩn bị của học sinh:
+ Xem trước nội dung bài.
+ Chuẩn bị trước một tuần: thí nghiệm" ảnh hưởng của các chất trong môi trường đến sự ăn mòn kim loại.
III. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP:
1. Ổn định lớp: Kiểm tra sĩ số lớp, kiểm tra sự chuẩn bị của học sinh.
2. Kiểm tra bài cũ: Hãy lập dãy hoạt động hóa học của kim loại và cho biết ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học.
3. Tiến trình dạy học:
3.1. Hoạt động khởi động:
- Mục tiêu:
+Kiến thức: Biết được thành phần của gang và thép.
+Kĩ năng: Rèn Hs kĩ năng suy luận, tư duy.
-Phương thức: Dạy học nhóm, nêu và giải quyết vấn đề, phương pháp thuyết trình….
Trước hết GV cho học sinh hoạt động cá nhân, ghi ý kiến của cá nhân về kim loại được dùng làm vật liệu để sản xuất/chế tạo các vật dụng đã cho, đồng thời dự đoán các tính chất vật lí, hoá học của kim loại đó. Sau đó GV hướng dẫn HS thảo luận nhóm để thống nhất ý kiến chung của nhóm, ghi vào bảng phụ và báo cáo trước lớp.
Gợi ý sản phẩm:
* HS có thể gặp khó khăn ở phần thí nghiệm: Các thao tác làm thí nghiệm, cách sử dụng các dụng cụ để tiến hành thí nghiệm. (GV cần phân tích và hướng dẫn từng động tác cho các em quan sát và rèn luyện thành thói quen quan sát các hiện tượng trong thí nghiệm.
* Gang, thép có nhiều ứng dụng trong thực tế. Thế nào là gang, thép. Vậy hôm nay chúng ta tìm hiểu các vấn đề này trong bài
3.2: Hoạt động hình thành kiến thức:
HOẠT ĐỘNG 1: HỢP kim cỦA SẮT
- Mục tiêu:
+ Kiến thức: Biết được khái niệm về gang, thép ; ứng dụng của gang, thép trong công nghiệp.
+ Kĩ năng: Biết sử dụng các kiến thức thực tế về gang, thép... để rút ra ứng dụng. - Phương thức: Quan sát, vấn đáp, gợi mở, nêu và giải quyết vấn đề, hoạt động nhóm.
Hoạt động của GV | Hoạt động của HS | Nội dung chính |
* Gọi hs đọc thông tin, đặt câu hỏi, yêu cầu hs trả lời. + Thế nào là hợp kim? + Hợp kim của sắt có những ứng dụng gì? + Thế nào là gang? + Gang có đặc điểm gì? + Giữa gang và sắt kim loại nào dòn hơn? + Có mấy loại gang? Kể ra. + Gang trắng dùng để làm gì? + Gang xám dùng để làm gì? - Thép là gì? + Nêu tính chất rất quí của thép mà Fe không có được? + Nêu ứng dụng của thép? + So sánh hàm lượng các nguyên tố trong gang và thép? Nêu ứng dụng của gang và thép? Gợi ý sản phẩm : - 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. - Gang là hợp kim của sắt với cácbon, trong đó hàm lượng các bon chiếm từ 2-5% và một số nguyên tố khác như Si, Mn, S… - Gang cứng và dòn. - Có 2 loại gang: Gang trắng để luyện thép, gang xám để đúc bệ máy, ống dẫn nước… - Là hợp kim của Fe với C và 1 số nguyên tố khác trong đó hàm lượng C dưới 2% - Tính chất: đàn hồi, cứng, ít bị ăn mòn - Ứng dụng: Làm vật liệu xây dựng, chế tạo phương tiện giao thông vận tải… -GV nhận xét, đánh giá hoạt động, sản phẩm của HS. | -HS nghiên cứu thông tin thảo luận & trả lời.
-Hs theo dõi. | 1)HỢP kim cỦA SẮT - Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nhiều Kl khác nhau hoặc của KL và PK. 1. Gang là gì? - Gang là hợp kim của Fe với C, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%. Ngoài ra còn có 1 số nguyên tố khác như: Si,Mn, S… - Gang cứng và giòn, có 2 loại: + Gang trắng: dùng để luyện thép. + Gang xám: dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước ...
2. Thép là gì? Thép là hợp kim của Fe với C và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%. - Ứng dụng: Thép thường & thép đặc biệt dùng để chế tạo nhiều chi tiết máy, dụng cụ lao động, phương tiện giao thông, lò xo,dao, kéo … |
HOẠT ĐỘNG 2: SẢN XUẤT gang, thép.
- Mục tiêu:
+ Kiến thức: Biết được phương pháp sản xuất gang, thép trong công nghiệp.
+ Kĩ năng:
- Biết khai thác thông tin về sản xuất gang, thép.
- Viết được các PTHH chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang. thép.
- Phương thức: Quan sát, vấn đáp, gợi mở, nêu và giải quyết vấn đề, hoạt động nhóm.
Hoạt động của GV | Hoạt động của HS | Nội dung chính |
1/-Sản xuất gang như thế nào? * Yêu cầu HS tự nghiên cứu SGK phần (a), thảo luận 3 vấn đề; nguyên liệu, nguyên tắc, sản xuất gang trong lò cao? * Đặt câu hỏi gọi HS trả lời. + Dùng nguyên liệu nào để sản xuất gang? + Quặng sắt trong tự nhiên gồm những loại quặng nào? + Dùng những nhiên liệu nào để đốt quặng sắt? * Tiếp tục cho HS đọc thông tin phần(b). * Đặt câu hỏi gọi HS trả lời, HS khác nhận xét, bổ sung + Dùng nguyên tắc nào để sản xuất ra gang? + Nguyên liệu đưa vào là là gì? + Những nguyên liệu trên trước khi đưa vào lò có đặc điểm gì? + Khi nguyên liệu đã vào lò, làm cách nào cho những nguyên liệu đó cháy được? * Yêu cầu HS nghiên cứu phần I-C, thảo luận nhóm. - Nêu quá trình sản xuất gang trong lò cao? (viết các PTHH chính xảy ra trong quá trình sản xuất gang). - GV giải thích than cốc là gì? - CO khử các oxít sắt, mặt khác 1 số oxít có trong quặng: MnO2, SiO2 cũng bị khử tạo Mn, Si… + Nêu quá trình tạo thành gang? + Đá vôi bị phân huỷ thành chất nào? + Xỉ được tạo thành từ đâu? + Xỉ được tạo thành sẽ đi đâu? + Khí tạo thành ở lò cao như thế nào? + Xỉ như thế nào so với gang? Gợi ý sản phẩm : - Dùng quặng sắt để sản xuất gang. - Quặng sắt trong tự nhiên gồm Quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit Fe2O3 - Than cốc, không khí giàu oxi, đá vôi………… - Các bon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò cao - Quặng sắt, đá vôi, than cốc - Kích thước vừa phải. - Không khí nóng từ dưới thối lên. - Quá trình sản xuất gang trong lò cao:
- Fe nóng chảy hòa tan 1 lượng nhỏ C và 1 số nguyên tố khác tạo gang lỏng chảy xuống nồi lò và đưa ra ngoài qua cửa tháo gang. - CaO và CO2 - CaO kết hợp SiO2 à xỉ. - Đưa ra ngoài qua cửa tháo xỉ. - Thoát ra ở trên gần miệng lò. - Xỉ nhẹ nổi lên trên đưa ra ngoài ở cửa tháo xỉ. -GV nhận xét, đánh giá hoạt động, sản phẩm của HS. 2. Sản xuất thép như thế nào? * Gọi HS đọc thông sgk. Đặt câu hỏi gọi HS trả lời. + Quá trình sản xuất thép thực hiện ở đâu? + Trong lò có chứa chất gì? + Để cho gang và sắt phế liệu nóng người ta làm cách nào? + Thổi khí oxi vào lò thì oxi sẽ oxi hoá chất nào? + FeO được tạo ra sẽ oxi hoá nguyên tố nào? + Cuối cùng ta thu được gì? + Hãy ghi PTHH minh hoạ. Gợi ý sản phẩm : - Lò luyện thép. (Becxơme) - Gang, sắt, phế liệu. - Thổi khí oxi vào lò. - Oxi hoá sắt thành sắt. - C, Mn, Si, S, P… - Thép. FeO + C -GV nhận xét, đánh giá hoạt động, sản phẩm của HS. - GV tích hợp BĐKH: Quan tâm đến việc xử lý chất thải trong quá trình sản xuất gang, thép để có thể hạn chế ô nhiễm môi trường, BĐKH. |
- HS đọc thông tin. - Thảo luận nhóm trả lời.
- Đại diện nhóm HS viết PTHH
- Hs nhóm khác nhận xét. - HS ghi nhớ.
- HS đọc thông tin. - Thảo luận nhóm trả lời.
- HS viết PTHH
- Hs nhóm khác nhận xét. - HS ghi nhớ.
-HS theo dõi. *HS đọc thông sgk, trả lời.
-HS theo dõi. | 2) SẢN XUẤT gang, thép. 1. Sản xuất gang như thế nào? a. Nguyên liệu: Quặng Fe (hematit; manhetit), đá vôi (CaCO3), than cốc. . .
b. Nguyên tắc: Dùng CO khử quặng Fe trong lò luyện kim.
c. Quá trình SX: Các PTHH chủ yếu
hoặc: 4CO + Fe3O4 -> 3Fe + 4CO2 + Sắt nóng chảy hòa tan 1 lượng nhỏ C và 1 số nguyên tố khác tạo thành gang.
2. Sản xuất thép như thế nào? a. Nguyên liệu: Fe vụn, gang, khí oxi. b. Nguyên tắc: Oxi hóa 1 số Kl, Pk để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố: C, Si, Mn .. . c. Quá trình SX: Thổi khí oxi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao. Khí oxi oxi hóa các nguyên tố trong gang như: C, Mn; Si, S, P. . .
=> Sản phẩm là thép. |
3.3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP:
- Mục tiêu:
* Kiến thức:
- Biết nhôm, sắt có tính chất vật lí chung của kim loại: Tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt, có ánh kim...
- Biết nhôm, sắt có tính chất tính chất hóa học chung của của kim loại: tác dụng với oxi, với dung dịch muối, tác dụng với dung dịch axit...
- Biết được gang là hợp kim của sắt với cacbon trong đó hàm lượng cacbon từ 2-5% và một số nguyên tố khác.
- Biết được gang là hợp kim của sắt với cacbon trong đó hàm lượng cacbon dưới 2% và một số nguyên tố khác.
* Kĩ năng:
- Học sinh nêu được tính chất vật lí, tính chất hóa học của nhôm và sắt
- So sánh sự giống nhau và khác nhau về tính chất vật lí, tính chất hóa học của nhôm và sắt.
- Học sinh phân biệt được gang và thép.
- Phương thức: Sử dụng câu hỏi bài tập, hoạt động cả lớp
Câu 1: Từ những tính chất vật lí, tính chất hóa học của nhôm. Hãy nêu những tính chất nào của nhôm được ứng dụng rộng rãi trong đời sống và trong kĩ thuật?
Câu 2: So sánh điểm giống nhau và khác nhau về tính chất hóa học của nhôm và sắt. Viết các phương trình phản ứng hóa học minh họa?
Câu 3: Thế nào là luyện gang? Luyện thép. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang, luyện quặng thành thép?
Dự kiến sản phẩm:
- Luyện gang là dùng CO để khử oxit sắt trong quặng ở nhiệt độ cao:
Fe2O3 + 3CO à2Fe + 3CO2
Fe3O4 + 4CO à3Fe + 43CO2
Sắt hình thành ở dạng nóng chảy hòa tan từ 2-5% cacbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang.
- Luyện thép là oxi hóa gang để loại bớt phần lớn C sao cho hàm lượng C dưới 2% và một số nguyên tố khác tạo thành thép
FeO + C àFe + 3CO; 2FeO +Sià2Fe +SiO2
- Nhận xét đánh giá sản phẩm:
Thông qua những hoạt động giữa gv và học sinh các em tiếp thu được kiến thức của chủ đề tùy theo mức độ hiểu của các hs.
3.4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG:
- Mục tiêu:
+ Kiến thức: Hs vận dụng những kiến thức để áp dụng trong bài tập và thực tiễn trong đời sống
+ Kĩ năng: Làm các bài tập cơ bản và nâng cao
- Phương thức: Sử dụng câu hỏi bài tập, hoạt động cả lớp
- Dự kiến sản phẩm:
Đáp án nhiễu: A , C, D tính sai
Câu 4: Viết các phương trình hoá học biểu diễn các chuyển hoá sau:
a. Fe + FeCl2 ® Fe + FeCl3
b. Al2O3 + Al ® AlCl3 + Al(OH)3
Đáp án:
a. 1. Fe +2HCl ® FeCl2 + H2
2. 3FeCl2 + 2Al ® 3Fe + 2AlCl3
3. Fe + 2HCl ® FeCl2 + H2
đpnc
b. 1. 2Al2O3 4 Al + 3 O2
2. 2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2
3. .AlCl3 + 3NaOH ® 3NaCl + Al(OH)3
- Nhận xét, đánh giá sản phẩm:
Thông qua những hoạt động của gv và hs mà các em giải quyết các bài tập nâng cao.
3.5. HOẠT ĐỘNG TÌM TÒI MỞ RỘNG:
- Mục tiêu:
* Kiến thức: Hs vận dụng những kiến thức để áp dụng vào thực tiễn trong đời sống.
* Kĩ năng: Giải thích những vấn đề trong cuộc sống và trong sản xuất.
- Phương thức: Học sinh có thể tự đưa tình huống, hoạt động cả lớp
- Dự kiến sản phẩm:
Câu 1: Những khí thải CO2, SO2 trong quá trình sản xuất thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh? Dẩn ra một số sản phẩm để giải thích. Thử nêu biện pháp để chống ô nhiểm môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang, thép.
Dự kiến sản phẩm:
Khí SO2 gây ô nhiểm, độc hại cho con người và động vật, làm cho nồng độ axit trong nước mưa cao hơn bình thường.
Biện pháp chống ô nhiểm
- Xây dựng hệ thống liên hoàn xử lí khí thải độc hại trước khi đưa khí thải ra ngoài không khí.
- Trồng vành đai cây xanh để hấp thụ khí CO2.
- Nhận xét, đánh giá sản phẩm:
Thông qua bài học học sinh giải thích được các hiện tượng tự nhiên hoặc trong đời sống.
