Chi tiết Chuyên mục: Chương 7. Sắt và Một số kim loại quan trọng Được viết ngày Thứ hai, 16 Tháng 3 2015 22:14 Viết bởi Nguyễn Văn Đàm
Sắt tạo ra các hợp chất sắt [II] và sắt [III] trong đó các hợp chất sắt [III] bền hơn. Tính chất chung của hợp chất sắt [III] là tính oxi hóa. Tùy theo chất khử mạnh hay yếu, nhiều hay ít mà sản phẩm có thể là hợp chất sắt [II] hoặc sắt đơn chất.
Các hợp chất sắt [III] gồm Fe2O3, Fe[OH]3 và muối Fe3+
1. Fe2O3
- Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước.
- Tính chất hoá học:
+ Là oxit bazơ:
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe[NO3]3 + 3H2O
+ Là chất oxi hóa:
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O [t0]
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 [t0]
Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe [t0]
- Điều chế: thành phần của quặng hematit
2Fe[OH]3 → Fe2O3 + 3H2O [t0]
2. 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 tạo muối sắt [III]:
Fe[OH]3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
Fe[OH]3 + 3HNO3 → Fe[NO3]3 + 3H2O
- Điều chế:
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. Sau đó Kiềm + Fe3+ → Fe[OH]3.
+ Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ nếu kim loại dư thì tiếp tục khử Fe2+ thành 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
Các bài tập và câu hỏi vận dụng tham khảo:
Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt [III] là
Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt [III] là
A. Tính oxi hóa.
B. Tính khử
C. Tính khử và tính oxi hóa.
D. Tính bazơ
- Tính chất hoá học chung của hợp chất sắt [II]:
a] Hợp chất Fe[II] có tính khử
- Hợp chất sắt [II] tác dụng với chất oxi hoá sẽ bị oxi hoá thành hợp chất sắt [III]. Trong pư hoá học ion Fe2+ có khả năng cho 1 electron.
Fe2+ à Fe3+ + 1e
à Tính chất hoá học chung của hợp chất sắt [II] là tính khử.
- Ở nhiệt độ thường, trong không khí [có O2, H2O], Fe[OH]2 bị oxi hoá thành Fe[OH]3.
4Fe[OH]2 + O2 + 2H2O à 4 Fe [OH]3
- Sục khí clo vào dung dịch muối FeCl2, muối Fe[II] bị oxi hóa thành muối Fe[III].
2 FeCl2 + Cl2 à 2 FeCl3
- Hợp chất Sắt[II] bị oxi hóa bởi axit H2SO4 đặc nóng hoặc dd axit HNO3 tạo thành muối Fe[III].
3FeO + 10 HNO3 à 3 Fe[NO3]3 + NO + 5H2O
- Cho từ từ dung dịch FeSO4 vào dung dịch hỗn hợp [ KMnO4 + H2SO4], Fe2+ khử KMnO4- thành Mn2+.
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 à5Fe2[SO4]3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
Kết luận:
b] Oxit và hidroxit sắt[II] có tính bazơ
Chúng tác dụng được với axit [HCl, H2SO4 loãng] tạo thành muối Fe[II].
FeO + 2HCl à FeCl2 + H2O
2. Điều chế một số hợp chất sắt [II]:
- Fe[OH]2 : Dùng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt [II] với dung dịch bazơ.
Ví dụ: FeCl2 + 2 NaOH à Fe[OH]2 + 2 NaCl
Fe2+ + 2 OH- à Fe[OH]2
- FeO : Phân huỷ Fe[OH]2 ở nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí .
Fe[OH]2 à FeO + H2O
Hoặc khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
Fe2O3 + CO à 2 FeO + CO2
- Muối sắt [II]: Cho Fe hoặc FeO, Fe[OH]2 tác dụng với các dung dịch HCl, H2SO4 loãng.
II. Hợp chất sắt [III]:
- Tính chất hoá học của hợp chất sắt [III]:
a] Hợp chất sắt [III] có tính oxi hoá:
- Khi tác dụng với chất khử, hợp chất sắt [III] bị khử thành hợp chất sắt [II] hoặc kim loại sắt tự do.
Trong pư hoá học, ion Fe3+ có khả năng nhận 1 hoặc 3e, tùy thuộc vào chất khử mạnh hay yếu:
Fe3+ + 1e à Fe2+
Fe3+ + 3e à Fe
à Tính chất chung của hợp chất sắt [III] là tính oxi hoá.
- Nung hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 ở nhiệt độ cao:
Fe2O3 + 2Al à Al2O3 + 2 Fe
- Ngâm một đinh sắt sạch trong dung dịch muối sắt [III] clorua.
2 FeCl3 + Fe à 3 FeCl2
- Cho Cu tác dụng với dung dịch FeCl3.
Cu + 2 FeCl3 à CuCl2 + 2 FeCl2
- Sục khí H2S vào dung dịch FeCl3 có hiện tượng vẫn đục:
2FeCl3 + H2S à 2 FeCl2 + 2 HCl + S$
2. Điều chế một số hợp chất sắt [III]:
- Sắt[III] hiđroxit: Fe[OH]3, chất rắn, màu nâu đỏ.
Điều chế: pư trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt [III] với dung dịch kiềm.
Ví dụ :Fe[NO3]3 +3NaOH àFe[OH]3+3 NaNO3
Pt ion: Fe3+ + 3 OH- à Fe[OH]3
- Sắt [III] oxit: Fe2O3
Phân huỷ Fe[OH]3 ở nhiệt độ cao:
2 Fe[OH]3 à Fe2O3 + 3 H2O
- Muối sắt [III]:
Điều chế trực tiếp từ phản ứng của Fe với chất oxi hóa mạnh như Cl2, HNO3, H2SO4 đặc nóng.
Fe + Cl2 àFeCl3
Hoặc phản ứng của hợp chất Fe[III] với axit.
Fe2O3 + 6HCl à2FeCl3 + 3H2O
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Sách giáo khoa Hoá học lớp 12 - chương trình nâng cao.
[2] Nguyễn Đức Vận, Hoá học vô cơ - Phần kim loại, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
[3] Cao Cự Giác, Thiết kế bài giảng Hóa học 12 - nâng cao, NXB Hà Nội 2010.
[4] www.tulieu.vn
[5] www.wikipedia.org