Hoá 12 bài 31: Tính chất hoá học của Sắt Fe, bài tập về Sắt

ĐH KD & CN Hà Nội 18/02/2023

0 12 8 minutes read

Bạn đang xem: Hoá 12 bài 31: Tính chất hoá học của Sắt Fe, bài tập về Sắt tại TRƯỜNG ĐH KD & CN Hà Nội

Hóa học 12 bài 31: Tính chất hóa học của Sắt Fe, bài tập về Sắt. Sắt Fe cũng có những tính chất hóa học tương tự nhôm và được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất vì chúng có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và dễ uốn.

Vậy sắt Fe có những tính chất lý hóa học cụ thể như thế nào, điều chế sắt như thế nào và ứng dụng sắt vào những lĩnh vực nào trong đời sống sản xuất, hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. .

I. Vị trí của Sắt trong Bảng tuần tự

– Cấu hình electron nguyên tử của sắt: 1s22s22p63s23p63d64s2.

– Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB.

– Cấu hình e của các ion tạo thành từ Fe:

Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6

Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5

II. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của Sắt

1. Tính chất vật lý của Sắt

– Màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; Đồng và nhôm là chất dẫn nhiệt và điện kém.

– Sắt có tính sắt từ, nhưng ở nhiệt độ cao (8000C) sắt mất dần tính từ. t0_nc= 15400C.

– Sắt là kim loại nặng, khối lượng riêng D = 7,86g/cm3.

2. Trạng thái tự nhiên của sắt

– Là kim loại phổ biến nhất sau nhôm, tồn tại chủ yếu ở các dạng sau:

+ Hợp chất: oxit, sunfua, silicat…

+ Quặng: hematit đỏ (Fe₂Ô₃ khan), hematit nâu (Fe₂Ô₃.N₂O), từ tính (Fe₃Ô₄), siderit (FeCO₃) và pyrit (FeS₂).

III. Tính chất hóa học của sắt

– Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng này, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e (Fe có hóa trị II hoặc III):

Fe → Fe3+ + 3e

Các bạn đang xem: Hóa học 12 bài 31: Tính chất hóa học của Sắt Fe, bài tập về Sắt

Fe → Fe2+ + 2e

1. Sắt phản ứng với phi kim

– Sắt phản ứng được với hầu hết phi kim khi đun nóng:

a) Sắt phản ứng với các halogen → sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II):

Phương trình phản ứng tổng quát:

2Fe + 3X₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2FeX₃

– Fe phản ứng với clo: Fe + Cl₂

2Fe + 3Cl₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2FeCl₃

b) Sắt phản ứng với Oxy O₂ (Fe + O₂)

3Fe + 2O₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ Fe₃Ô₄

– Fe₃Ô₄là oxit sắt từ, sắt có hóa trị II và hóa trị III

* Lưu ý: Trong thực tế khi giải các bài toán thường tạo ra hỗn hợp Fe và các oxit sắt.

c) Sắt phản ứng với lưu huỳnh S (Fe + S)

Fe + SĨ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ FeS

2. Tác dụng với nước

– Fe không phản ứng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao sắt phản ứng mạnh với hơi nước:

3Fe + 4H₂Ô $small xrightarrow[]{<570^{0}C}$ Fe₃Ô₄ + 4 GIỜ₂↑

Fe + H₂Ô $small small xrightarrow[]{>570^{0}C}$ FeO + H O₂↑

3. Sắt phản ứng với dung dịch axit

a) Sắt phản ứng với HCl, H₂VÌ THẾ₄ loãng → sắt (II) + H₂↑

– Fe phản ứng với HCl: Fe + HCl

Fe + 2HCl → FeCl₂ + BẠN BÈ₂↑

– Fe phản ứng với H₂VÌ THẾ₄ : Fe + H₂VÌ THẾ₄

Fe + H₂VÌ THẾ₄ _{rửa sạch} → FeSO₄ + BẠN BÈ₂↑

b) Sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh (HNO₃h₂VÌ THẾ₄ tập trung)

– Fe thụ động với H₂VÌ THẾ₄ chất làm đặc lạnh và HNO₃ nguội → có thể dùng bình Fe để chở axit HNO₃ lạnh và H₂VÌ THẾ₄ rắn lạnh.

– Fe + HNO₃ _{rửa sạch} → muối sắt (III) + NO↑ + BẠN BÈ₂Ô

Fe + 4HNO₃ _{rửa sạch} → Fe(KHÔNG .)₃)₃ + KHÔNG↑ + 2 CĂN NHÀ₂Ô

– Fe + HNO₃ _{tập trung} → muối sắt (III) + NO₂↑ + BẠN BÈ₂Ô

Fe + 6HNO₃ → Fe(KHÔNG .)₃)₃ + 3KHÔNG₂ + 3 GIỜ₂Ô

– Fe + H₂VÌ THẾ₄ _{dày đặc và nóng} → muối sắt (III) + H₂O + SO₂↑

2Fe+ 6H₂VÌ THẾ₄ → Fe₂(VÌ THẾ)₄)₃ + 3SO₂ + 6 NHÀ₂Ô

* Ghi chú: Sản phẩm của phản ứng Fe với HNO₃ hoặc họ₂VÌ THẾ₄ Chất cô đặc là muối sắt (III), nhưng nếu sau phản ứng có dư Fe hoặc Cu thì phản ứng tiếp tục xảy ra:

2Fe3+ + Fe → 3Fe2+

Hoặc 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+

4. Sắt phản ứng với dung dịch muối

– Fe đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại.

Fe + CuCl₂ → Cu + FeCl₂

– Fe tham gia phản ứng với muối Fe3+ → muối sắt (II):

2FeCl₃ + Fe → 3FeCl₂

* Chú ý: Với muối Ag+, Fe có thể tham gia phản ứng tạo muối Fe3+:

Fe + 2AgNO₃ → Fe(KHÔNG .)₃)₂ + 2Ag↓

Fe(KHÔNG₃)₂ +AgNO₃ _dư → Fe(KHÔNG .)₃)₃ + Ag↓

IV. Điều chế và ứng dụng sắt

1. Điều chế sắt bằng phương pháp nhiệt luyện

– Khử oxit sắt bằng các chất khử (Al, C, CO, H₂) ở nhiệt độ cao, dùng để luyện gang trong công nghiệp

Fe₃Ô₄ + 4CO $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 3Fe + 4CO₂

Fe₂Ô₃+ 3 GIỜ₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2Fe + 3H₂Ô

Fe₂Ô₃ + 2Al $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2Fe + Al₂Ô₃

2. Điều chế sắt bằng phương pháp điện phân dung dịch

2FeSO₄+ 2 CĂN NHÀ₂O –dpdd → 2Fe + O₂+ 2 CĂN NHÀ₂VÌ THẾ₄

3. Ứng dụng của sắt

Sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại được sản xuất trên toàn thế giới. Sự kết hợp giữa chi phí thấp và các đặc tính tốt về độ bền, độ dẻo và độ cứng làm cho nó không thể thay thế, đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu lớn, khung cho các công trình xây dựng. Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, nhưng cũng có một số dạng sắt khác tồn tại như:

Gang thô (gang) chứa 4% – 5% cacbon và chứa nhiều loại chất khác như lưu huỳnh, silic, photpho.
Gang chứa 2% – 3,5% carbon và một lượng nhỏ mangan.
Thép carbon chứa từ 0,5% đến 1,5% carbon, với một lượng mangan, lưu huỳnh, phốt pho và silicon.
Sắt non chứa ít hơn 0,5% cacbon.
Thép hợp kim chứa lượng carbon khác nhau cũng như các kim loại khác, chẳng hạn như crom, vanadi, molypden, niken, vonfram, v.v.
Sắt(III) oxit được sử dụng để sản xuất các thiết bị lưu trữ từ tính trong máy tính. Chúng thường được trộn với các hợp chất khác và bảo toàn tính chất từ tính của chúng trong hỗn hợp này.

V. Bài Tập Sắt

Bài 1 trang 141 SGK Hóa Học 12: Kim loại nào sau đây phản ứng được với CuCl. giải pháp?₂?

A. Na, Mg, Ag. B. Fe, Na, Mg.

C. Ba, Mg, Hg. D. Na, Ba, Ag.

* Lời giải bài 1 trang 141 SGK Hóa học 12:

Đáp án: B. Fe, Na, Mg

– Xảy ra các phản ứng sau:

Fe + CuCl₂ → FeCl3₂ + Cu↓

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

2NaOH + CuCl₂ → 2NaCl + Cu(OH)₂↓

Mg + CuCl₂ → MgCl₂ + Cu↓

Bài 3 trang 141 SGK Hóa học 12: Cho 3,52 gam một kim loại phản ứng hoàn toàn với H . giải pháp₂VÌ THẾ₄loãng thu được 6,84 gam muối sunfat. Kim loại đó là

A. Mg. B. Zn. C.Fe. D. Al.

* Lời giải bài 3 trang 141 SGK Hóa học 12:

Đáp án: C. Fe

– Gọi kim loại M có hoá trị là n

Phương trình hóa học của phản ứng:

2M+n₂VÌ THẾ₄ → Mỹ₂(VÌ THẾ)₄)_N + n₂↑

2M (g) (2M + 96n) (g)

2,52 (g) 6,84 (g)

⇒ ta có: 2M.6,84 = 2,52.(2M + 96n).

⇒ 13,68M = 5,04M +241,92n

⇒ 8,64M = 241,92n

⇒M = 28n

– Với n = 1, 2, 3, chỉ có n = 2 M = 56 thỏa mãn

⇒ Vậy kim loại đó là Fe

Bài 4 trang 141 SGK Hóa học 12: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl. Sau pứ thu được 336ml khí H₂ (dktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là:

A.Zn. B.Fe. C. Al. D. Niêm.

* Giải bài 4 trang 141 SGK Hóa học 12:

Đáp án: B. Fe

– Theo đề bài, khối lượng kim loại giảm chính là khối lượng kim loại đã phản ứng hết với dd HCl

⇒ Khối lượng kim loại đã phản ứng là: m_KL = (1,68%.50)/(100%) = 0,84(g)

– Theo đề bài thì số mol H₂ là: n_H2 = 0,336/22,4 = 0,015 (mol)

Phương trình hóa học của phản ứng:

2M + 2n HCl → 2MCl₂ + n₂↑

– Theo PTPH thì số mol của M là: n_{Hoa Kỳ} = (2/n).n_H2 = (2. 0,015)/n = 0,03/n (mol).

⇒ M = 0,84/(0,03/n) = 28n

– Với n = 1, 2, 3, chỉ có n = 2 M = 56 thỏa mãn

Bài 5 trang 141 SGK Hóa 12: Hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M có hóa trị không đổi trong mọi hợp chất. Tỉ lệ mol của M và Fe trong hỗn hợp là 1 : 3. Cho 19,2 gam hỗn hợp A tan hoàn toàn trong dung dịch HCl thu được 8,96 lít khí H (đktc).₂ Cho 19,2 gam hỗn hợp A phản ứng hết với Cl₂ thì cần dùng 13,32 lít Cl . khí ga₂. Xác định kim loại M và phần trăm khối lượng các kim loại trong hỗn hợp A. Các thể tích khí đo ở ptc.

* Lời giải bài 5 trang 141 SGK Hóa học 12:

– Gọi hóa trị của M là n

– Gọi Gọi số mol của M là x thì số mol của Fe sẽ là 3x.

Các phương trình hóa học của phản ứng:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + BẠN BÈ₂(1)

3x3x

2M + 2nHCl → 2MCl_N + n₂(2)

x nx/2

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃ (3)

3.x (2/9)x

2M + nCl₂ → 2MCl_N (4)

x (n/2)x

– Theo đề bài thì số mol H₂ là: n_H2 = 8,96/22,4 = 0,4 (mol)

mà theo PTPU (1) và (2) thì: n_H2 = 3x + 0,5nx = 0,4

_{– Theo đề bài, số mol của Cl} 2_{là: n} Cl2

= 12,32/22,4 = 0,55 (mol)_{mà theo PTPO (3) và (4) thì: n} Cl2

= 4,5x + 0,5nx = 0,55 (**)

Từ_{và (**) x = 0,1 và n = 2} tôi

Fe_{= 3.0,1,56 = 16,8 (g).} tôi

Hoa Kỳ_{= 19,2 – 16,8 = 2,4 (g).} MẸ

Hoa Kỳ

= 2,4/0,1 = 24 (g/mol)._{⇒ Vậy kim loại đó là Mg.} %m

Fe_{= (16,8/19,2).100% = 87,5%.} %m

= 100% – 87,5% = 12,5%

Hi vọng bài viết Tính chất hóa học của Sắt Fe và bài tập về Sắt trên đây sẽ giúp ích cho các bạn. Nếu có thắc mắc hay góp ý các bạn vui lòng để lại bình luận bên dưới bài viết để ĐH KD & CN Hà Nội ghi nhận và hỗ trợ các bạn, chúc các bạn học tập tốt.

Đăng bởi: ĐH KD & CN Hà Nội Giáo Dục Bản quyền bài viết thuộc về THPT Thành Phố Sóc Trăng. Mọi sao chép đều là gian lận! Nguồn chia sẻ: ĐH KD & CN Hà Nội (hubm.edu.vn) TagsHóa học 12