Sắt (Fe) cũng tương tự nhôm có tính dẫn điệnsắt dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém nhôm, trong bài trước các em đã được giới thiệu về tính chất hoá học của nhôm, vậy trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của sắt nhé. I. Tính chất vật lý của Sắt (Fe) - Sắt là kim loại màu trắng xám, có ánh kim dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém nhôm - Sắt dẻo nên dễ rèn, sắt có tính nhiễm từ (bị nam châm hút và có thể trở thành nam châm) - Sắt là kim loại nặng, khối lượng riêng 7,86g/cm3, nóng chảy ở nhiệt độ 15390C  II. Tính chất hoá học của Sắt (Fe) * Sắt là kim loại có hoá trị II và III
1. Sắt tác dụng với phi kim +Khi đun nóng sắt tác dụng với hầu hết phi kim. a) Sắt tác dụng với oxy 3Fe + 2O2 Fe3O4 - Fe3O4là oxit sắt từ, là oxit của hỗn hợp sắt có hóa trị II và III: FeO và Fe2O3 b) Sắt tác dụng với phi kim khác. 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 - Ngoài Oxi (O) và Lưu huỳnh (S), sắt có thể tác dụng được với nhiều phi kim khác như Cl2, Br2, tạo thành muối. 2. Sắt tác dụng với Axit - Sắt tác dụng với HCl, H2S04loãng tạo thành muối sắt (II) và giải phóng H2. Fe + 2HCl loãng FeCl2+ H2 Fe + 2H2SO4loãng FeSO4+ H2 Chú ý: Sắt Fe không phản ứng với axit HNO3đặc, nguội và axit H2S04đặc, nguội; do ởnhiệt độ thường, sắt tạo ra lớp oxit bảo vệ kim loại trở nên "thụ động", không bị hòa tan. - Sắt tác dụng với HNO3đặc nóng, H2SO4đặc nóng tạo thành muối sắt III Fe + H2SO4 đặc,nóngFe2(SO4)3+ 3SO2+ 6H2O Fe + 6HNO3 đặc,nóngFe(NO3)3+ 3NO2+ H2O 3. Tác dụng với dung dịch muối - Sắt tác dụng với dung dịch muối của những kim loại kém hoạt động hơn trong dãy điện hoá, tạo thành dung dịch muối sắt và giải phóng kim loại trong muối Fe + CuSO4 FeSO4+ Cu 4. Tác dụng với nước -Sắt hầu như không có phản ứng với nướclạnh, nhưng nếu cho Fe đi qua hơi nước ở nhiệt độ cao thì Fe khử H2O giải phóng H2 _ Khi t0C < 5700C:3Fe + 4H2O Fe3O4+ 4H2 _Khi t0C > 5700C: Fe + H2O FeO + H2 III. Bài tập vận dụng tính chất hoá học của Sắt Fe Bài 1:Oxi hóa chậm m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4). Để hòa tan hết X , cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 1M, đồng thời giải phóng 0,672 lít khí (đktc). Tính m? * Hướng dẫn: Ta có các PTPƯ: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 FeO+ 2HCl FeCl2+ H2O Fe2O3+ 6HCl 2FeCl3+ 3H2O Fe3O4+ 8HCl FeCl2 + 2FeCl3+ 4H2O Theo bài ra, ta có: nH2= 0,672/22,4= 0,03 mol. nHCl = Cm.V = 0,3.1 = 0,3 mol Ở bài này ta tính số mol theo nguyên tử Hyđro trong dung dịch axit Ta có : nH+(trong HCl)= nH+(dùng để hoà tan oxit )+ nH+(khí thoát ra) 0,3 = nH+(hoà tan oxit )+ 2.0,03 nH+(dùng hoà tan oxit )= 0,24 mol nO(oxit)= ½ nH+(hoà tan oxit )= 0,12 mol m = mX mO(oxit)= 12 0,12.16 = 10,08 g Bài 2:Cho m gam Fe tan vừa đủ trong dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl3thu được dung dịch X chỉ chứa một muối duy nhất và 5,6 lít H2(đktc). Cô cạn dung dịch X thu được 85,09 gam muối khan. Hỏi m=? * Hướng dẫn: Theo bài ra ta có: nH2 = 5,6/22,4 = 0,25 mol Cô cạn dung dịch thu được 85,09g là muối FeCl2 nFeCl2 = 85,09/127 = 0,67 mol Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (1) Fe + 2FeCl3 3FeCl2 (2) Theo PTPƯ (1) thì: nFe = nFeCl2 = nH2 = 0,25 mol nên FeCl2 tạo ra từ PTPƯ(2) là: 0,67 - 0,25 = 0,42 Theo PTPƯ (2) thì: nFe= (1/3) nFeCl2 = (1/3).0,42 = 0,14 mol mFe = n.M = (0,14 + 0,25).56 = 0,39.56 = 21,84 g Bài 4 trang 60 sgk hoá 9:Sắt tác dụng được với chất nào sau đây? a)Dung dịch muối Cu(NO3)2 b)H2SO4đặc, nguội c)Khí Cl2 d)Dung dịch ZnSO4. Viết các phương trình hóa học và ghi điều kiện, nếu có: * Lời giải bài 4 trang 60 sgk hoá 9: - Sắt tác dụng với dung dịch muối Cu(NO3)2(a) và khí Cl2(c): Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2+ Cu (kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3. - Lưu ý: Sắt bị thụ động hóa trong môi trường H2SO4đặc nguội và HNO3đặc nguội. Bài 5 trang 60 sgk hoá 9:Ngâm bột sắt dư trong 10ml dung dịch đồng sunfat 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc được chất rắn A và dung dịch B. a)Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng. b)Tính thể tích dung dịch NaOH 1M vừa đủ để kết tủa hoàn toàn dung dịch B. * Lời giải bài 5 trang 60 sgk hoá 9: a) nCuSO4= CM.V = 1. 0,01 = 0,01 (mol) - PTHH: Fe + CuSO4 FeSO4+ Cu (1) - Chất rắn A gồm sắt dư và đồng, dung dịch B là FeSO4. nCu= nCuSO4= 0,01 mol - PTHH cho A + dd HCl: Fe + 2HCl FeCl2+ H2 (2) Cu + HCl không phản ứng. - Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng với HCl chỉ có Cu mCu= 0,01.64 = 0,64 (g). b) Dung dịch B chỉ có FeSO4: FeSO4+ 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 (3) - Theo ptpư (1): nFeSO4= nCuSO4= 0,01 (mol). - Theo ptpư (3): nNaOH= 2.nFeSO4= 2.0,01 = 0,02 (mol). VNaOH = n/CM = 0,02/1 = 0,02 (l). Bài 4 trang 69 sgk hoá 9: Hoàn thành chuỗi phản ứng b) Fe FeSO4 Fe(OH)2 FeCl2 c) FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe Fe3O4 *Lời giải bài 4 trang 69 sgk hoá 9: b) Ta có chuỗi phương trình phản ứng: 1) Fe + H2SO4 FeSO4+ H2 2)FeSO4 + 2NaOHFe(OH)2+ Na2SO4 3)Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2 + 2H2O c) Ta có chuỗi phương trình phản ứng: 1) FeCl3+ 3NaOHFe(OH)3+ 3NaCl 2)2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 3)Fe2O3+ 3H2 2Fe + 3H2O Hoặc:Fe2O3+ 2Al 2Fe + Al2O3 Hoặc:Fe2O3+ 3CO 2Fe + 3CO2 4) Fe + O2 Fe3O4 Bài 6 trang 69 sgk hóa 9:Ngâm một lá sắt có khối lượng 2,5 gam trong 25 ml dung dịch CuSO415% có khối lượng riêng là 1,12 g/ml. Sau một thời gian phản ứng, người ta lấy lá sắt ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thì cân nặng 2,58 gam. a)Hãy viết phương trình hoá học. b)Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch sau phản ứng. * Lời giải bài 6 trang 69 sgk hóa 9: a) PTPƯ: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol b) Theo PTPƯ cứ 1 mol Fe phản ứng tạo thành 1 mol Cu thì khối lượng thanh Fe tăng thêm là : 64 56 = 8 (g) Gọi số mol Fe tham gia phản ứng là x Theo bài ra số gam tăng lên sau khi lấy lá thép ra là: 2,58 2,5 = 0,08 (g) x = (0,08.1)/8 = 0,01 (mol) nFeSO4= 0,01 mol mFeSO4= 0,01.152 = 1,52 (g) mddCuSO4= D . V = 1,12.25 = 28 (g) mCuSO4= mdd.C% =28.(15/100) = 4,2 (g) nCuSO4= 4,2/160 = 0,02625 (mol) CuSO4dưvà nCuSO4dư= 0,02625 0,01 = 0,01625 (mol) - Chất sau phản ứng là: FeSO4và CuSO4dư mCuSO4dư= 0,01625.160 = 2,6 (g) mddsau pư= 28 +2,5 2,58 = 27,92 (g) C% FeSO4= (1,52/27,92). 100 = 5,4441 (%) C% CuSO4dư= (2,6/27,92). 100 = 9,3123 (%) Hy vọng với phần hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của Sắt Fe ở trên sẽ giúp ích cho các em, mọi thắc mắc và góp ý, các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để được hỗ trợ, chúc các em học tập tốt. |
