Ị / . HỢP CHẤT CỦA SẮT Biết tính chất vật lí và hoá học của một số họp chất sắt[ll], sắt[lll]. Biết ứng dụng và phương pháp điều chế một số họp chất của sắt. I- HỌP CHẤT SẮT[II] Trong các phản ứng hoá học, ion Fe2+ dễ nhường 1 electron để trở thành ion Fe3+ : Fe2+ —> Fe3++ e Như vậy, tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất sắt[II] là tính khử. Sắt[ll] oxit Sắt[II] oxit [FeO] là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên ; FeO tác dụng với dung dịch HNO3 được muối sắt[III] : +2 +5 Q +3 +2 3FeO+ .10HNO3 [loãng] —C-> 3Fe[NO3]3 + NO? + 5H2O +5 +2 lon Fe2+ khử N của HNO3 thành N. Phương trình ion rút gọn như sau : 3FeO + NO“ + 10H+ -> 3Fe3+ + NOT + 5H2O Sắt[II] oxit có thể điều chế bằng cách dùng H2 hay co khử sắt[III] oxit ở 500°C : Fe2O3 + CO —2FeO + CO2t sắt[ll] hiđroxit Sắt[II] hiđroxit [Fe[OH]2] nguyên chất là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước. Trong không khí, Fe[OH]2 dễ bị oxi hoá thành Fe[OH]3 màu nâu đỏ. Khi cho dung dịch muối sắt[II] vào dung dịch kiềm, lúc đầu ta thu được kết tủa màu trắng hơi xanh, sau đó chuyển dần sang màu nâu đỏ. Fe2+ + 2OH- Fe[OH]2ị 4Fe[OH]2 + 02 + 2H2O -> 4Fe[OH]3i Vì vậy, muốn có Fe[OH]2 tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí. Muối sắt[ll] Đa số muối sắt[II] tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ : FeSO4.7H2O ; FeCl2.4H2O. Muối sắt[II] dễ bị oxi hoá thành muối sắt[III] bởi các chất oxi hoá. Thí dụ : ■ +2 0 +3 2FeCl2 + Cl2 -> 2FeCỊj Muối sắt[II] được điều chế bằng cách cho Fe [hoặc FeO ; Fe[OH]2] tác dụng với axit HC1 hoặc H2SO4 loãng : Fe + 2HC1 -> FeCl2 + H2f FeO + H2SO4 -> FeSO4 + H2O Chú ý : Dung dịch muối sắt[II] điều chế, được cần dùng ngay vì trong không khí sẽ chuyển dần thành muối sắt[III]. II - HỢP CHẤT SẮT[III] Trong các phản ứng hoá học, ion Fe3+ có khả năng nhận 1 hoặc 3 electron để trở thành ion Fe2+ hoặc Fe : Fe3+ + le -> Fe2+ Fe3+ + 3e —> Fe Như vậy, tính chất hoá học đặc trưng của họp chất sắt[III] là tính oxi hoá. Sắt[lll]oxit Sắt[III] oxit [FeọO3] là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước. Sắt[III] oxit là oxit bazơ nên dễ tan trong các dung dịch axit mạnh. 77» dụ : Fe2O3 + 6HC1 -> 2FeCl3 + 3H2O Ở nhiệt độ cao, Fe9O3 bị co hoặc H2 khử thành Fe. Fe2O3 + 3CO —2Fe + 3CO2t Sắt[III] oxit có thể điều chế bằng phản ứng phân huỷ Fe[OH]3 ở nhiệt độ cao : 2Fe[OH]3 —Fe2O3 + 3H2O Sắt[III] oxit có trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit dùng để luyện gang. sắt[lll] hỉđroxit Sắt[III] hiđroxit [Fe[OH]3] là chất rắn, màu nâu đỏ, khống tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt[III]. 2Fe[OH]3 + 3H2SO4 -> Fe2[SO4]3 + 6H2O Sắt[III] hiđroxit được điều chế bằng cách cho dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch muối sắt[III]. Thí dụ : FeCl3 + 3NaOH -> Fe[OH]3ị + 3NaCl Muối sắt[lll] Đa số muối sắt[III] tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ : FeCl3.6H2O ; Fe2[SO4]3.9H2O Các muối sắt[III] có tính oxi hoá, dễ bị khử thành muối sắt[II]. Ngâm một đinh sắt trong dung dịch muối sắt[III] có màu vàng [màu của ion Fe3+ trong dung dịch], sau một thời gian ta thấy dung dịch chuyển dần sang màu xanh nhạt [màu của ion Fe2+ trong dung dịch]. 0 +3 +2 Fe + 2FeCl3 ->,3FeCl2 Cho bột đồng vào dung dịch muối sắt[III], ta thấy màu xanh xuất hiện [màu của ion Cu2+ trong dung dịch]. 0 +3 +2 +2 Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2 Muối FeCl3 được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ. BÀI TẬP Viết phương trình hoá học của các phận ứng trong quá trình chuyển đổi sau : FeS2 -W Fe2O3 FeCI3 Fe[OH]3 Fe2O3M FeO A- FeSO4 Fe Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít khí H2 [đktc], dung dịch thu được cho bay hơi được tinh thể FeSO4.7H2O có khối lượng là 55,6 gam. Thể tích khí H2 [đktc] được giải phóng là A. 8,19 lít. B. 7,33 lít. c. 4,48 lít. D. 6,23 lít. Ngâm một đinh sắt nặng 4 gam trong dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 4,2857 gam. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là A. 1,9990 gam. B. 1,9999 gam. c. 0,3999 gam. D. 2,1000 gam. Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. Trong hỗn hợp A, mỗi oxit đều có 0,5 mol. Khối lượng của hỗn hợp A là A. 231 gam. B. 232 gam. c. 233 gam. D. 234 gam. Khử hoàn toàn 16 gam Fe2O3 bằng khí co ở nhiệt độ cao. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca[OH]2 dư. Khối lượng kết tủa thu được là A. 15 gam. • B. 20 gam. c. 25 gam. , D. 30 gam.
Tính chất hóa học của muối – Bài 5 trang 33 sgk hóa học 9. 5. Ngâm một đinh sắt sạch trong dung dịch [II] sunfat. Câu trả lời nào sau đây là đúng nhất cho hiện tượng quan sát được?
5. Ngâm một đinh sắt sạch trong dung dịch [II] sunfat. Câu trả lời nào sau đây là đúng nhất cho hiện tượng quan sát được?
a] Không có hiện tượng nào xảy ra.
b] Kim loại đồng màu đỏ bám ngoài đinh sắt, đinh sắt không có sự thay đổi.
c] Một phần đinh sắt bị hòa tan, kim loại đồng bám ngoài đinh sắt và màu xanh lam của dung dịch ban đầu nhạt dần.
d] Không có chất mới nào được sinh ra, chỉ có một phần đinh sắt bị hòa tan.
Giải thích cho sự lựa chọn và viết phương trình hóa học nếu có.
Quảng cáoLời giải.
Câu c đúng
Fe + CuSO4 ——– > FeSO4 + Cu
Khi cho đinh sắt vào dung dịch CuSO4 , đinh sắt bị hòa tan , kim loại đồng bám ngoài đinh sắt, dung dịch CuSO4 tham gia phản ứng [ tạo nên Fe SO4] nên màu xanh của dung dịch ban đầu bị nhạt dần.
Trong bài trước chúng ta đã biết sắt có vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất vậy các hợp chất của sắt như sắt 2, sắt 3, oxit sắt từ và các hợp chất của sắt có tính chất hoá học và vai trò gì?
Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học và tính chất vật lý của các hợp chất của sắt 2 và sắt 3 oxit, oxit sắt từ Fe3O4, làm sao để điều chế các một số hợp chất của sắt.
• xem thêm: Cách giải nhanh một số bài tập về sắt Fe và hỗn hợp của sắt
Bạn đang xem: Tính chất hoá học của Sắt 2, Sắt 3 oxit Sắt từ và hợp chất của Sắt – hoá 12 bài 32
I. Hợp chất của sắt II – Fe [II]
– Trong các phản ứng hoá học ion Fe2+ dễ nhường 1e để trở thành ion Fe3+
Fe2+ + 1e → Fe3+
– Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 2 – Fe [II] là tính khử
1. Tính chất hoá học của Sắt [II] oxit – FeO
– Là chất rắn, đen, không tan trong nước.
– Tính chất hoá học:
+ FeO là oxit bazơ:
– FeO tác dụng với axit HCl: Fe + HCl
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2↑
– FeO tác dụng với axit H2SO4: Fe + H2SO4
FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O
+ FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe:
– FeO tác dụng với H2: FeO + H2
FeO + H2
– FeO tác dụng với CO: FeO + CO
FeO + CO
3FeO + 2Al
+ FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
– FeO tác dụng với O2: FeO + O2
FeO + O2 → 2Fe2O3
– FeO tác dụng với axit HNO3: FeO + HNO3
3FeO + 10HNO3 loãng → 3Fe[NO3]3 + NO + 5H2O
– Điều chế FeO:
FeCO3
Fe[OH]2
2. Oxit sắt từ Fe3O4 [FeO.Fe2O3]
– Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính.
– Tính chất hoá học:
+ Fe3O4 là oxit bazơ:
– Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + HCl
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
– Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + H2SO4
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2[SO4]3 + FeSO4 + 4H2O
+ Fe3O4 là chất khử: Fe3O4 + HNO3
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe[NO3]3 + NO↑+ 14H2O
+ Fe3O4 là chất oxi hóa:
– Fe3O4 tác dụng với H2: Fe3O4 + H2
Fe3O4 + 4H2
– Fe3O4 tác dụng với CO: Fe3O4 + CO
Fe3O4 + 4CO
– Fe3O4 tác dụng với Al: Fe3O4 + Al
3Fe3O4 + 8Al
– Điều chế: thành phần quặng manhetit
3Fe + 2O2
3Fe + 4H2O
3. Sắt [II] hidroxit Fe[OH]2
– Là chất kết tủa màu trắng xanh.
– Fe[OH]2 là bazơ không tan:
+ Fe[OH]2 Bị nhiệt phân:
Fe[OH]2
4Fe[OH]2 + O2
+ Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt [II] và nước:
– Fe[OH]2 tác dụng với HCl: Fe[OH]2 + HCl
Fe[OH]2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
+ Có tính khử [do Fe có mức oxi hóa +2]:
– Fe[OH]2 tác dụng với O2: Fe[OH]2 + O2
4Fe[OH]2 + O2 + 2H2O → 4Fe[OH]3
– Fe[OH]2 tác dụng với O2: Fe[OH]2 + HNO3
3Fe[OH]2 + 10HNO3 loãng → 3Fe[NO3]3 + NO + 8H2O
– Điều chế Fe[OH]2 :
Fe2+ + 2OH– → Fe[OH]2 [trong điều kiện không có không khí]
4. Muối sắt II
-Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt [III].
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Fe[NO3]2 + 4HNO3 → 3Fe[NO3]3 + NO + 2H2O
2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng → Fe2[SO4]3 + SO2 + 2H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2[SO4]3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2[SO4]3 + K2SO4 + Cr2[SO4]3 + 7H2O
* Chú ý: Các muối sắt [II] không tan như FeCO3, FeS, FeS2 bị đốt nóng trong không khí tạo Fe2O3.
2FeCO3 + ½O2 → Fe2O3 + 2CO2
4FeS + 9O2 → 2Fe2O3 + 4SO2
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
II. Hợp chất của sắt III – Fe [III]
– Trong các phản ứng hoá học ion Fe3+ có khả năng nhận 1e đến 3e để trở thành ion Fe2+ hoặc Fe:
Fe3+ + 1e → Fe2+
Fe3+ + 3e → Fe
– Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 3 – Fe [III] là tính oxi hóa.
1. Tính chất hoá học của Sắt [III] oxit – Fe2O3
– Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước.
– Tính chất hoá học:
+ Là oxit bazơ:
– Fe2O3 tác dụng với HCl: Fe2O3 + HCl
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
– Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + H2SO4
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3H2O
– Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + HNO3
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe[NO3]3 + 3H2O
+ Là chất oxi hóa:
– Fe2O3 tác dụng với H2 : Fe2O3 + H2
Fe2O3 + 3H2
– Fe2O3 tác dụng với CO : Fe2O3 + CO
Fe2O3 + 3CO
– Fe2O3 tác dụng với Al : Fe2O3 + Al
Fe2O3 + 2Al
– Điều chế: thành phần của quặng hematit
2Fe[OH]3
2. Sắt [III] hidroxit Fe[OH]3
– Là chất kết tủa màu nâu đỏ.
– Tính chất hoá học:
+ Là bazơ không tan:
+ Bị nhiệt phân:
2Fe[OH]3 → Fe2O3 + 3H2O
+ Tan trong axit → muối sắt [III]:
– Fe[OH]3 tác dụng với HCl : Fe[OH]3 + HCl
Fe[OH]3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
– Fe[OH]3 tác dụng với HNO3 : Fe[OH]3 + HNO3
Fe[OH]3 + 3HNO3 → Fe[NO3]3 + 3H2O
– Điều chế Fe[OH]3:
Fe3+ + 3OH– → Fe[OH]3
3. Muối sắt [III]
– Có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử.
2FeCl3 + Cu → CuCl2 + 2FeCl2
2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S
– Các dung dịch muối sắt [III] có môi trường axit:
Fe3+ + 3H2O ↔ Fe[OH]3 + 3H+
– Khi cho muối sắt [III] tác dụng với các kim loại cần lưu ý:
+ Nếu kim loại là Na, Ca, K, Ba + H2O → Kiềm + H2. Kiềm + Fe3+ → Fe[OH]3
+ Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ → Fe
+ Nếu kim loại là Cu hoặc Fe + Fe3+ → Fe2+
– Các muối sắt [III] bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe[OH]3 + 6NaCl + 3CO2
III. Bài tập về Sắt [II] oxit, sắt [III] oxit, oxit sắt từ và các hợp chất của sắt.
Bài 2 trang 145 sgk hóa 12: Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít khí H2 [đktc], dung dịch thu được cho bay hơi thu được tinh thể FeSO4.7H2O có khối lượng là 55,6 gam. Thể tích khí H2[đktc] được giải phóng là :
A. 8,19 lít. B. 7,33 lít.
C. 4,48 lít. D. 6,23 lít.
* Lời giải bài 2 trang 145 sgk hóa 12:
– Theo bài ra, cứ 278g FeSO4.7H2O có 152g FeSO4
⇒ Khối lượng FeSO4 trong 55,6g FeSO4.7H2O là:
mFeSO4 = [55,6.152]/278 = 30,4[g].
⇒ nFeSO4 = 30,4/152 = 0,2 [mol].
– PTPƯ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
– Theo phương trình phản ứng trên, ta có: nFe = nH2 = 0,2 [mol]
⇒ Vậy thể tích khí VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 [lít]
Bài 3 trang 145 SGK Hóa 12: Ngâm một đinh sắt nặng 4 gam trong dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 4,2857 gam. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là:
A. 1,9990 gam. B. 1,9999 gam.
C. 0,3999 gam. D. 2,1000 gam.
* Lời giải bài 3 trang 145 SGK Hóa 12:
– Phương trình phản ứng:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
x mol x mol
– Dùng phương pháp tăng giảm khối lượng
⇒ ∆mtăng = mCu – mFe pư
⇔ [4,2875 – 4] = 64x – 56x
=> 8x = 0,2856
=> x = 0,0357125 [mol]
=> mFe pư = 0,0357125.56 = 1,999 [g]
– Theo PTPƯ thì cứ 56 gam Fe phản ứng tạo 64 gam Cu ⇒ khối lượng tăng : 64 – 56 = 8 [gam].
– Theo bài ra, cần x gam Fe khối lượng tăng : 4,2857 – 4 = 0,2857[gam].
=>8x = 56 . 0,2857
=>x = 1,9999.
Bài 4 trang 145 SGK Hóa 12: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. Trong hỗn hợp A, mỗi oxit đều có 0,5 mol. Khối lượng của hỗn hợp A là:
A. 231 gam. B. 232 gam.
C. 233 gam. D. 234 gam.
* Lời giải bài 4 trang 145 SGK Hóa 12:
– Có thể coi 0,5 mol FeO và 0,5 mol Fe2O3 là 0,5 mol Fe3O4 . Vậy cả hỗn hợp có 1 mol Fe3O4 nên có khối lượng là 232g.
Hy vọng với bài viết về tính chất hóa học của sắt II, sắt III oxit sắt từ và các hợp chất của sắt ở trên hữu ích cho các bạn. Mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại dưới phần bình luận để HayHocHoi.Vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
Đăng bởi: THPT Sóc Trăng
Chuyên mục: Giáo Dục