Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Sắt và 1 số kim loại quan trọng, nguyen to Fe, fde1446101965, 300px…
Sắt và 1 số kim loại quan trọng
Sắt
Vị trí bảng tuần hoàn, cấu hình e
Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d64s2 ⇒ Fe là nguyên tố d, có 2e ngoài cùng, 8e hoá trị II.
Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB
Tính chất vật lí
kim loại nặng, dễ rèn, màu trắng hơi xám
Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và có tính nhiễm từ (khác với các kim loại khác)
cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện hoặc tâm khối tuỳ vào nhiệt độ.
Tính chất hóa học
Sắt là kim loại có tính khử trung bình
Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa + 2
Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến oxi hóa + 3
Tác dụng với phi kim
Tác dụng với clo
Tác dụng với lưu huỳnh
Tác dụng với oxi
Tác dụng với axit
dung dịch HCl, H2SO4 loãng
dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng
Tác dụng với nước
Ở nhiệt độ cao, sắt khử được hơi nước
Tác dụng với dung dịch muối
Fe tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn nó (kim loại đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học)
Trạng thái tự nhiên
nguyên tố phổ biến thứ 2 trong vỏ trái đất (sau nhôm)
Một số quặng sắt quan trọng: Quặng hematit đỏ chứa Fe2O3 khan. Quặng hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O. Quặng manhetit chứa Fe3O4 , quặng xiđerit chứa FeCO3, quặng pirit sắt chứa FeS2
Sắt còn có mặt trong hồng cầu của máu.
Hợp chất của sắt
Hợp chất sắt (ll)
Sắt ll oxit (FeO)
Chất rắn, đen, không có trong tự nhiên
T/d đ HNO3 -> Muối sắt lll
Ở 500 độ C: Fe2O3 + H2,CO -> FeO
Sắt ll hidroxit (Fe(OH)2)
Chất rắn, trắng xanh, không tan trong nước
Fe(OH)2 dễ bị oxh->Fe(OH)3 nâu đỏ
T/d đ kiềm: thu được kết tủa Fe(OH)2 sau đó chuyển dần sang Fe(OH)3
Muốn có Fe(OH)2 tính khiết phải điều chế không có không khí
Muối sắt (ll)
Đa số tan trong nước, kết tinh ở dạng ngậm nước
Dễ bị oxh thành muối sắt lll
Điều chế
FeO,Fe(OH2) + HCl,H2SO4 loãng
Tính khử
Fe2+ ->Fe3+ +e
Hợp chất sắt (lll)
Nhận xét: TCHH đặc trưng của h.c là tính oxh
Fe3+ + 1e ---> Fe2+
Fe3+ + 3e ---> Fe .
Sắt (IIII) oxit
Fe2O3
TCVL
Chất rắn màu đỏ nâu dễ tan trong nước
TCHH
Dễ tan trong dd axit mạnh
Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O
Bị CO hoặc H2 khử ở nhiệt độ cao
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Tồn tại trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit
Điều chế được bằng cách phân hủy Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao
2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O ( nhiệt độ cao )
Sắt (III) hidroxit
TCVL
Chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước
TCHH
Tan trong dd axit tạo muối sắt (III)
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O
Điều chế
dd kiềm + dd muối sắt (III)
FeCl3 + NaOH → Fe(OH)3 + NaCl
Muối sắt (III)
TCVL
Đa số tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước
TCHH
Dễ bị khử thành muối sắt (II)
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
Ứng dụng
Chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ
Hợp kim của sắt
GANG
phân loại
Gang trắng: chứa C ở dạng than chì, dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa
Gang xám: chứa ít C hơn và C chủ yếu ở dạng xementit (Fe3C), được dùng để luyện thép
Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó C chiếm 2 – 5% về khối lượng, ngoài ra còn một lượng nhỏ các nguyên tố khác Si, Mn, S, …
sản xuất GANG
Nguyên tắc luyện gang: khử oxit sắt trong quặng bằng than cốc trong lò cao thành sắt.
Nguyên liệu: quặng sắt oxit ( thường là quặng hemantit đỏ), than cốc và chất chảy ( CaCO3 và SiO2)
Các phản ứng hh
Tạo chất khử C + O2 -> CO2 và C + CO2 -> 2CO.
CaCO3 -> CaO + CO2
CaO + SiO2 -> CaSiO3
THÉP
phân loại
Thép thường (thép cacbon)
Thép mềm chứa < 0,1%C; dễ gia công, được dùng kéo sợi hay cán thành thép lá dùng trong vật dụng đời sống và xây dựng
Thép cứng: chứa trên 0,9%C dùng để chế tạo công cụ, chi tiết máy
Thép đặc biệt
Thép chứa 13%Mn rất cứng, được dùng làm máy nghiền đá
Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng, không gỉ, dùng làm dụng cụ gia đình, y tế
Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, dùng để chế tạo máy cắt, gọt,..
SẢN XUẤT THÉP
Nguyên tắc luyện gang thành thép: loại bỏ phần lớn các nguyên tố C, Si,Mn, S,… ra khỏi gang bằng cách oxi hóa chúng và chuyển thành xỉ.
Các PTHH
Si + O2 -> SiO2 ; 4P + 5O2 -> 2P2O5 (xỉ)
CaO + SiO2 -> CaSiO3 ; 3CaO + P2O5 -> Ca3(PO4)2 (xỉ).
C + O2 -> CO2; S + O2 -> SO2
Phương pháp luyện thép
Bet-xơ-me (lò thổi oxi)
Mac-tanh (lò bằng)
Phương pháp lò điện.
Hợp kim của Fe với C trong đó C chiếm 0,01 – 2% về khối lượng.
quặng hematit