Tìm kiếm bài học hóa học

Hãy nhập vào bài học bất kỳ để bắt đầu tìm kiếm

Bài 40. Sắt

Hiểu được tính chất hóa học cơ bản của sắt và dẫn ra được những phản ứng hóa học thích hợp


I- VỊ TRÍ VÀ CẤU TẠO

1. Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn

Sắt là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4, số hiệu nguyên tử là 26.

hinh-anh-bai-40-sat-398-0

2. Cấu tạo của sắt

- Cấu hình electron

Nguyên tử Fe có 26 electron, được phân bố thành 4 lớp: 2e,8e,14e,2e.

Sắt là nguyên tố d, có cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay viết gọn là:

hinh-anh-bai-40-sat-398-1

Khi tạo ra các ion sắt, nguyên tử Fe nhường electron ở phân lớp 4s trước phân lớp 3d. Thí dụ:

Nguyên tử Fe nhường 2e ở phân lớp 4s tạo ra ion Fe2+, có cấu hình electron:

hinh-anh-bai-40-sat-398-2

Nguyên tử Fe nhường 2e ở phân lớp 4s và 1e ở phân lớp 3d tạo ra ion Fe3+, có cấu hình electron:

hinh-anh-bai-40-sat-398-3

Nhận xét: Tương tự nguyên tố Cr, khi tham gia phản ứng hóa học, nguyên tử Fe không chỉ nhường electron ở phân lớp 4s mà có thể nhường thêm electron ở phân lớp 3d, tạo ra những ion có điện tích khác nhau là Fe2+ và Fe3+. Trong hợp chất, Fe có số oxi hóa +2 hoặc +3.

- Một số đại lượng của nguyên tử

Bán kính nguyên tử Fe: 0,162(nm)

Bán kính các ion Fe2+ và Fe3+: 0,076 và 0,064(nm)

Năng lượng ion hóa I1, I2 và I3: 760,1560,2960(kJ/mol)

Độ âm điện :1,83

Thế điện cực chuẩn  E0Fe2+/Fe:−0,44(V)                      E0Fe3+/Fe2+:+0,77(V)

- Cấu tạo của đơn chất

Tùy thuộc vào nhiệt độ, kim loại Fe có thể tồn tại ở các mạng tinh thể lập phương tâm khối (Feα) hoặc lập phương tâm diện (Feγ).

II- TÍNH CHẤT VẬT LÍ.

Sắt là kim loại có màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, nóng chảy ở nhiệt độ 1540oC, có khối lượng riêng 7,9g/cm3. Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, đặc biệt có tính nhiễm từ.

III- TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Những đặc điểm về cấu tạo và đại lượng đặc trưng của nguyên tử Fe nêu ở trên cho thấy tính chất hóa học cơ bản của sắt là tính khử trung bình: Fe có thể bị oxi hóa thành Fe2+ hoặc Fe3+.

1. Tác dụng với phi kim

Fe khử nhiều phi kim thành ion âm trong khi đó Fe bị oxi hóa thành Fe2+ thành Fe3+.

Thí dụ:

Fe+S→to FeS

3Fe+2O2 → to Fe3O4

2Fe+3Cl2→to 2FeCl3

2. Tác dụng với axit

Fe khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch axit HCl hoặc H2SO4 loãng thành hiđro đồng thời Fe bị oxi hóa thành Fe2+:

Fe+H2SO4→FeSO4+H2

Khi tác dụng với những axit có tính oxi hóa mạnh, như HNO3 và H2SO4 đặc nóng, Fe bị oxi hóa mạnh thành ion Fe3+

Fe+4HNO3(loãng)→Fe(NO3)3+2H2O+NO↑

2Fe+6H2SO4(đặc)→to Fe2(SO4)3+6H2O+3SO2

Axit HNO3 và H2SO4 đặc nguội không tác dụng với sắt mà còn làm cho sắt trở nên thụ động.

3. Tác dụng với dung dịch muối

Sắt khử được những ion kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa (có thế điện cực chuẩn lớn hơn −0,44V ).

Thí dụ:

Fe+CuSO4→FeSO4+Cu↓

Fe+3AgNO3(dư)→Fe(NO3)3+3Ag↓

hinh-anh-bai-40-sat-398-4

4. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ cao, sắt khử được hơi nước

3Fe+4H2O→to<570oC Fe3O4+4H2

Fe+H2O→to>570oC FeO+H2

IV- TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

Trong tự nhiên, sắt ở trạng thái tự do trong các mảnh thiên thạch. Những hợp chất của sắt tồn tại dưới dạng quặng sắt thì rất phong phú (sắt chiếm tới 5% khối lượng vỏ Trái Đất, đứng hàng thứ tư trong các nguyên tố, hàng thứ hai trong các kim loại, sau nhôm). Một số quặng sắt quan trọng là:

Quặng hematit đỏ chứa Fe2O3 khan.

Quặng hematit nâu chứa Fe2O3.nH2O

Quặng manhetit chứa Fe3O4 là quặng giàu sắt nhất, nhưng hiếm có trong tự nhiên.

Ngoài ra còn có quặng xiđerit chứa FeCO3, quặng pirit sắt chứa FeS2.

Để sản xuất gang người ta thường dùng manđetit và hemantit.

Hợp chất sắt còn có mặt trong hồng cầu của máu, làm nhiệm vụ chuyển tải oxi đến các tế bào cơ thể để duy trì sự sống của con người và động vật.

Tổng số đánh giá:

Xếp hạng: / 5 sao

Các bài giảng hoá học liên quan

Bài 44. Sơ lược về một số kim loại khác

Biết vị trí của các kim loại bạc, vàng, niken, kẽm, thiếc, chì trong bảng tuần hoàn và cấu tạo nguyên tử, tính chất, ứng dụng của chúng

Xem chi tiết

CHƯƠNG 4. Bài 16. Đại cương về Polime

Biết sơ lược về Polime: khái niệm, phân loại, cấu trúc, tính chất

Xem chi tiết

Chương III. Nhóm Cacbon. Bài 19. Khái quát về nhóm cacbon

• Biết nhóm cacbon gồm những nguyên tố nào. • Biết cấu hình electron nguyên tử, bán kính nguyên tử, độ âm điện liên quan như thế nào với tính chất của các nguyên tố trong nhóm.

Xem chi tiết

CHƯƠNG 5. Bài 19. Kim loại và hợp kim

Biết vị trí và cấu tạo của nguyên tử kim loại. Hiểu được những tính chất vật lý và hóa học của kim loại

Xem chi tiết

CHƯƠNG 4 OXI – KHÔNG KHÍ

Ở các lớp dưới, các biết gì về nguyên tố oxi, về đơn chất phi kim oxi? Các bạn có nhận xét gì về màu sắc, mùi vị và tính tan trong nước của khí oxi? Oxi có thể tác dụng với các chất khác được không? Nếu được thì mạnh hay yếu? Cụ thể chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu các vấn đề trên trong bài giảng Tính chất của oxi ngày hôm nay nhé.

Xem chi tiết
Xem tất cả bài giảng hoá học

Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.

Mol là gì?

Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ - được gọi là hằng số Avogadro.

Xem thêm

Độ âm điện là gì?

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.

Xem thêm

Kim loại là gì?

Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.

Xem thêm

Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.

Xem thêm

Phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.

Xem thêm

Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết

Sự thật thú vị về Hidro

Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.

Xem thêm

Sự thật thú vị về heli

Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Lithium

Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium - một kim loại tuyệt vời!

Xem thêm

Sự thật thú vị về Berili

Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.

Xem thêm

Sự thật thú vị về Boron

Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.

Xem thêm

So sánh các chất hoá học phổ biến.

In(NO3)OIn2(SO4)3.9H2O

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Indi(III) nitrat oxit và chất Indi sunfat nonahidrat

Xem thêm

CH3CHClCOOHNH2CH2CH2CH2CN

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Axit 2-cloropropanoic và chất 4-Aminobutyronitrile

Xem thêm

HNCOCN

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Isocyanic acid và chất Ion xyanua

Xem thêm

Na[Au(CN)2]Na[Ag(CN)2]

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Natri aurocyanua và chất Natri argentocyanua

Xem thêm