Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Sắt, image, image, image, image - Coggle Diagram
Sắt
Sắt
Vị trí
Sắt có Z = 26 thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4 của bảng tuần hoàn.
Cấu hình electron của Fe : [Ar]3d64s2 ; Fe2+ : [Ar]3d6 ; Fe3+ : [Ar]3d5.
Tính chất vật lý
Sắt là kim loại có màu trắng, hơi xám, dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540 độ C, có khối lượng riêng D = 7,9 g/cm3, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ.
Tính chất hóa học
Tác dụng với phi kim
☼Tác dụng với lưu huỳnh
☼Tác dụng với oxi
☼Tác dụng với clo
Tác dụng với axit
☼Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng: sắt khử ion H+ thành H2, sắt bị oxi hóa lên +2
☼Với dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc nóng: khử N+5 và S+6, và sắt bị oxi hóa lên +3
Tác dụng với dung dịch muối
☼Sắt thường bị oxi hóa lên +2
Fe+ Ag -> Fe2+ +Ag
Fe2+ + Ag+ ->Fe3+ +Ag
Khử nước thành H2
Fe + H2O →(đk: t độ > 570 độ C) FeO + H2
Trạng thái tự nhiên
Sắt tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất: Fe3O4 manhetit, Fe2O3 hematit đỏ Fe2O3.nH2O, FeS2,…
là kim loại phổ biến thứ 2 tại vỏ trái đất. Phổ biến thứ 4 trong các nguyên tố tại vỏ trái đất
Trong tự nhiên Fe tồn tại trong các thiên thạch . trong hợp chất tồn tại ở các quặng .trong cơ thể Fe có ở trong hemoglobin (máu).
Sắt là kim loại có tính khử trung bình .Sắt có thể bị OXH lên mức +2,+3.
Hợp chất của sắt
I. HỢP CHẤT SẮT (II)
T
ính chất hoá học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử
Fe2+ → Fe3+ + 1e
1. Sắt (II) oxit FeO
Tác dụng với axit HNO3, H2SO4 đặc nóng tạo muối sắt (III).
3FeO+10HNO3(loãng) ->3Fe(NO3)3+NO+5H
2O
3FeO+NO3+10H ->3Fe+NO+5H2O
Điều chế FeO: khử Fe2O3 bằng CO, H2 ở nhiệt độ cao
Fe2O3 + CO →(to) 2FeO + CO2
.
Là chất rắn, màu đen, không có trong tự nhiên
2. Sắt (II) hiđroxit -Fe(OH)2
Điều chế: FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + 2NaC
l
Trong không khí Fe(OH)2 dễ bị oxi hoá thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ
:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ nâu đỏ
.
Sắt (II) hiđroxit là chất rắn màu trắng , hơi xanh, không tan trong nước.
3. Muối sắt (II
)
Muối sắt (II) dễ bị oxi hoá tạo thành muối sắt (III)
FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3.
Điều chế: Cho Fe, FeO, Fe(OH)2 tác dụng với HCl, H2SO4 loãng
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
II. HỢP CHẤT SẮT (III)
1.Sắt (III) oxit Fe2O3
Ở nhiệt độ cao bị CO hoặc H2 , Al khử thành sắt
Fe2O3 +3CO →(to) 2Fe + 3CO2
Điều chế : 2Fe(OH)3 →(to ) Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 là những oxit bazơ có thể tác dụng với axit tạo muối sắt (III)
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O.
Trong tự nhiên tồn tại dưới dạng quặng hematit dùng để luyện gang.
Sắt (III) oxit là chất rắn, đỏ nâu, không tan trong nước.
2
. Sắt (III) hiđroxit - Fe(OH)3
Bị phân hủy ở nhiệt độ cao: 2Fe(OH)3 →(to ) Fe2O3 + 3H2O
Tác dụng với dung dịch axit : Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
Sắt (III) hiđroxit là chất rắn , nâu đỏ, không tan trong nước,
Điều chế : FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaOH
T
ính chất hoá học chung: Tính oxi hoá
Fe3+ + 1e → Fe2+
Fe3+ + 3e → Fe
0
3. Muối sắt (III)
Dung dịch muối sắt (III) có tính oxi hóa dễ bị khử thành Fe2
Fe+2FeCl3 ->3FeCl2
Ứng dụng: FeCl3 dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp chất hữu cơ
.
Muối sắt (III) đa số tan trong nước, kết tinh dạng ngậm nước
Hợp kim của sắt
Gang
I. GANG
Khái niệm
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, …
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
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 phương trình hóa học:
Tạo chất khử
C + O2 -> CO2 và C + CO2 -> 2CO.
Quá trình khử: sử dụng chất khử CO
Fe2O3 -> Fe3O4 -> FeO -> Fe.
Loại tạp chất trong quặng :
CaCO3 -> CaO + CO2
CaO + SiO2 -> CaSiO3
Thép
II. THÉP
Khái niệm
Là hợp kim của sắt với C trong đó C chiếm 0,01 – 2% về khối lượng.
Phân loại
Thép thường ( thép cacbon): Thép mềm chứa không quá 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: cho thêm vào thép 1 số nguyên tố làm thép có tính chất 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 phương trình hóa học :
C + O2 -> CO2; S + O2 -> SO2
Si + O2 -> SiO2 ; 4P + 5O2 -> 2P2O5 (xỉ)
CaO + SiO2 -> CaSiO3 ; 3CaO + P2O5 -> Ca3(PO4)2 (xỉ).
Phương pháp luyện thép:
Phương pháp Bet-xơ-me (lò thổi oxi)
Phương pháp Mac-tanh (lò bằng)
Phương pháp lò điện.
Gang và thép được sử dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp và đời sống.
