Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
CHỦ ĐỀ : SẮT, Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính…
CHỦ ĐỀ : SẮT
SẮT
Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình e
Sắt nằm ở ô số 26, thuốc nhóm VIIIB, chu kì 4 của bảng tuần hoàn
Dễ nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành Fe2+ và có thể nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành ion Fe3+
Cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Tính chất vật lí
Là kim loại có màu trắng hơi xám
Khối lượng riêng lớn (D=7,9g/cm3) nóng chảy ở 1540 độ C
Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ
Tính chất hoá học
Là kim loại có tính khử trung bình
Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hoá đến số oxh +2 hoặc +3
Tác dụng với lưu huỳnh
Khi đun nóng, Fe khử S xuống số oxh -2, cò sắt bị oxh đến số oxh +2
Fe0 + S0 —> Fe+2 S-2
Tác dụng với oxi
Khi đun nóng, Fe khử O2 đến số oxh -2, còn Fe bị oxh đến số oxh +2 và +3
3Fe + 2O2 —> Fe3O4
Tác dụng với clo
Fe khử Cl2 đến số oxh -1, còn Fe bị oxh đến số oxh +3
2Fe + 3Cl2 —> 2FeCl3
Tác dụng với axit
Với dd HCl , H2SO4(l)
Fe khử ion H+ của các dung dịch HCl, H2SO4 loãng thành H2, Fe bị oxh đến số oxh +2
Fe + H2SO4 —> FeSO4 + H2
Với dd HNO3 và H2SO4 đặc nóng
Fe khử N+5 hoặc S+6 trong dd HNO3 hoặc H2SO4 đặc, nóng đến số oxh thấp hơn, còn Fe bị oxh đến số oxh +3
Fe+ 4HNO3(l) —> Fe(NO3)2 + NO + 2H2O
Fe bị thụ động bởi các axit HNO3 đặc nguội hoặc H2SO4 đặc, nguội
Tác dụng với dd muối
Fe có thể khử được ion của các KL đứng sau nó trong dãy điện hoá của KL
Fe + CuSO4 —> FeSO4 + Cu
Trạng thái tự nhiên
Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai trong các KL( sau nhôm)
Trong tự nhiên, sắt tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất
Sắt có trong hemoglobin( huyết cầu tố) của máu, làm nhiệm vụ vẫn chuyển oxi, duy trì sự sống
Những thiên thạch từ khoảng không của vũ thụ rơi vào trái đất có chứa sắt tự do
2.HỢP CHẤT CỦA SẮT(II)
a.Sắt (II) oxit:(FeO)
Tính chất vật lí: Là chất rắn màu đen,không có trong tự nhiên, không tan trong nước
Tính chất hóa học
Tác dụng được với axit sinh ra muối sắt (II) còn khi tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh thì thu được muối sắt (III)
3 Fe +10 HNO3(loãng) ---t-->3 Fe(NO3)3 + NO +5H2O
Điều chế bằng cách dùng CO hay H2 khử sắt (III) oxit ở 500oC
Fe2O3 +CO --t-->2FeO +CO2
b.Sắt (II) hidroxit:Fe(OH)2
Tính chất vật lí:Là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước
Tính chất hóa học
Dễ bị oxi hóa thành sắt (III) hiđroxit màu nâu đỏ trong không khí
4Fe(OH)2 +O2 +2H2O ----> 4Fe(OH)3
Có tính bazơ (tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng) tạo nên muối sắt (II)
Điều chế:trong môi trường không có oxi để thu được sản phẩm tinh khiết.
c.Muối sắt(II)
Đa số tan trong nước, khi kết tinh ở dạng ngậm nước.
VD:FeSO4.7H2O; FeCl2.4H2O.
Muối sắt (II) dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III) bới các chất oxi hóa.
Điều chế:cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng với HCl hoặc H2SO4 loãng:
Fe +2HCl --->FeCl2 +H2 ; FeO +H2SO4 ---->FeSO4 +H2O
Ứng dụng: muối FeSO4 được dùng làm chất diệt sâu bọ, pha chế sơn, mực nhuộm vải.
3.HỢP CHẤT CỦA SẮT (III)
Sắt(III) hiđroxit (Fe(OH)3)
Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung dịch axit tạo muối sắt (III)
2Fe(OH)3 +3H2SO4 ---> Fe2(SO4)3 +6H2O
Điều chế: cho dung dịch kiềm tác dụng với muối sắt (III).
FeCl3 + 3NaOH ---> Fe2(SO4)3 + 6H2O
Sắt (III) Oxit : Fe2O3
Tính chất vật lí : là chất rắn màu đỏ nâu,không tan trong nước.
Tính chất háo học
Là oxit bazo nên dễ tan trong dd axit manh; Fe2O3 +6HCl ---.2FeCl3 +3H2O
Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO khử hoặc H2 khử thành Fe
Fe2O3 + 3CO ---> 2 Fe +3CO2
Điều chế: qua phản ứng phân hủy sắt (III) hiđroxit ở nhiệt độ cao.
2Fe(OH) --t--> Fe2O3 +3H2O
Sắt (III) oxit tồn tại trong tự nhiên dưới dạng quặng hemantit dùng để luyện gang
Muối sắt(III)
Đa số muối sắt (III) đều tan trong nước và kết tinh ở dạng nước ngầm.
Các muối sắt (III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II).
Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2
Bột đồng tan trong dung dịch muối sắt (III).
Cu + 2FeCl3 (vàng nâu) → CuCl2 + FeCl2
HỢP KIM CỦA SẮT
GANG
khái niệm: Là hợp kim sắt - cacbon trong đó hàm lượng C từ 2 - 5%, ngoài ra còn một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn,S,...
Gang gồm gang xám và gang trắng
Gang xám: chứa nhiều tinh thể C nên có màu xám; kém cứng và kém giòn hơn gang trắng.
Gang trắng: chứa nhiều tinh thể hợp chất hóa học Fe3C nên có màu sáng. Rất cứng và giòn thường được dùng để luyện thép.
Luyện gang
nguyên liệu
Quặng sắt: cung cấp Fe (phải chứa trên 30% Fe, chứa ít S, P).
Chất chảy: CaCO3 (nếu quặng lẫn silicat) hoặc SiO2 (nếu quặng lẫn đá vôi) để làm giảm nhiệt độ nóng chảy và tạo xỉ.
Không khí giàu oxi và nóng: để tạo chất khử CO và sinh nhiệt.
Than cốc (tạo chất khử CO; tạo nhiệt và tạo gang).
Các phản ứng xảy ra trong lò cao khi luyện gang
Phản ứng tạo chất khử.
C + O2 → CO2
CO2 + C → 2CO
Phản ứng khử Fe2O3.
CO + 2Fe2O3 → Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Phản ứng tạo xỉ.
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + SiO2 → CaSiO3
nguyên tắc
khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao
THÉP
Là hợp kim của Fe và C trong đó hàm lượng C ít hơn 2%C (theo khối lượng).
Nguyên liệu: tùy theo phương pháp: Gang, sắt, thép phế liệu, chất chảy, không khí nóng, dầu mazut.
Nguyên tắc: khử các tạp chất Mn, Si, Ca, S, P có trong gang.
Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện thép:
C + O2 → CO2
S + O2 → SO2
Si + O2 → SiO2
CaO + SiO2 → CaSiO3 (xỉ)
phân 2 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
là thép có chứa thêm các nguyên tố khác như: Si, Mn, Cr, Ni, W, V,... Thép đặc biệt có những tính chất cơ học, vật lí rất quý.
các phương pháp sản xuất thép
phương pháp Bet-xơ-me (lò thổi oxi)
phương pháp Mac-tanh (lò bằng)
phương pháp lò điện
Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử: Fe2+ ----> Fe3+ +e
Có tính oxi hóa : tác dụng với một số kim loại, một số hợp chất có tính khử. Fe3+ + 1e -> Fe2+ hoặc Fe3+ +3e -> Fe
2FeCl2 +2Cl ---->2FeCl3
CHÚ Ý: DD sắt (II) điều chế được cần sử dụng ngay vì trong không khí sẽ chuyển dần thành muối sắt (III)
Bùi Ngọc Quyên
⇒ Dung dịch CuCl2 (màu xanh) và dung dịch FeCl2 (không màu) nên dung dịch thu được có màu xanh.
Lê Hồng Ngọc
Đàm Đức Thịnh
Nguyễn Thanh Tuyền