Bài 41. Một số hợp chất của sắt

I- HỢP CHẤT SẮT (II)

1. Tính chất hóa học của hợp chất sắt (II)

a) Hợp chất sắt (II) có tính khử

Khi tác dụng với oxi hóa, các hợp chất sắt (II) bị oxi hóa thành hợp chất sắt (III). Trong các phản ứng này, ion Fe2+ có khả năng nhường 1  electron:

Fe²⁺→Fe³⁺+1e

Như vậy, tính chất hóa học chung của hợp chất sắt (II) là tính khử. sau đây là những phản ứng hóa học minh họa cho tính khử cảu hợp chất sắt (II):

- Hợp chất sắt (II) bị oxi hóa bởi axit H₂SO₄ đặc nóng hoặc dung dịch axit HNO₃ tạo thành muối sắt (III):

3FeO+10HNO₃→3Fe(NO₃)₃+5H₂O+NO↑

FeO đã khử một phần HNO3 thành NO.

- Sắt (II) hiđroxit bị oxi hóa trong không khí (có mặt oxi và hơi nước) thành sắt (III) hiđroxit:

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃

(trắng xanh)                  (nâu đỏ)

- Muối sắt (II) bị oxi hóa thành muối sắt (III):

2FeCl₂+Cl₂→2FeCl₃

(lục nhạt)       (vàng nâu)

10FeSO₄+2KMnO₄+8H₂SO₄→5Fe₂(SO₄)₃+K₂SO₄+2MnSO₄+8H₂O

(dung dịch màu tím hồng)          (dung dịch màu vàng)

Trong các phản ứng trên, Fe2+ đã khử Cl2 thành ion Cl− hoặc khử MnO−4 thành Mn2+.

b) Oxit và hiđroxit sắt (II) có tính bazơ

Sắt (II) oxit và sắt (II) hiđroxit có tính bazơ. Chúng tác dụng được với axit (HCl,H2S4loãng) tạo thành muối sắt (II)

2. Điều chế một số hợp chất sắt (II)

Sắt (II) có thể được điều chế bằng cách hủy sắt (II) hiđroxit ở nhiệt độ cao trong môi trường không có oxi:

Fe(OH)₂→t^o FeO+H₂O

hoặc khử sắt (III) oxit:

Fe₂O₃+CO→500−600^oC 2FeO+CO₂↑

Sắt (II) hiđroxit được điều chế bằng phản ứng trao đổi ion của dung dịch muối sắt (II) với dung dịch bazơ không có không khí

FeCl₂+2NaOH→Fe(OH)₂↓+2NaCl

Fe²⁺+2OH⁻→Fe(OH)₂

Muối sắt (II) được điều chế bằng cách cho sắt hoặc các hợp chất sắt (II) như FeO,Fe(OH)₂,... tác dụng với dung dịch HCl hoặc H₂SO₄ loãng (trong điều kiện không có không khí).

Cũng có thể điều chế muối sắt (II) từ muối sắt (III).

3. Ứng dụng của hợp chất sắt (II)

Muối FeSO₄ được dùng làm chất diệt sâu bọ có hại cho thực vật, pha chế sơn, mực và trong kĩ nghệ nhuộm vải.

II- HỢP CHẤT SẮT (III)

1. Tính chất hóa học của hợp chất sắt (III)

a) Hợp chất sắt (III) có tính oxi hóa

Khi tác dụng với các chất khử, các hợp chất sắt (III) sẽ bị khử thành hợp chất sắt (II) hoặc sắt tự do. Trong các phản ứng hóa học này, ion Fe3+ có khả năng nhận 1 hoặc 3 electron, tùy thuộc vào chất khử mạnh hay yếu:

Fe³⁺+1e→Fe²⁺

Fe³⁺+3e→Fe

Như vậy, tính chất hóa học chung của hợp chất (III) là tính oxi hóa

- Hợp chất sắt (III) oxi hóa nhiều kim loại thành ion dương:

2FeCl₃+Fe→3FeCl₂

2FeCl₃+Cu→2FeCl₂+CuCl₂

- Hợp chất sắt (III) oxi hóa một số hợp chất có tính khử:

2FeCl₃+2KI→2FeCl₂+2KCl+I₂

b) Oxit và hiđroxit sắt (III) có tính bazơ

Sắt (III) oxit và sắt (III) hiđroxit có tính bazơ. Chúng tác dụng với axit tạo thành muối sắt (III).

2. Điều chế một số hợp chất sắt (III)

- Sắt (III) oxit có thể điều chế bằng phản ứng phân hủy sắt (III) hiđroxit ở nhiệt độ cao:

2Fe(OH)₃→t^o Fe₂O₃+3H₂O

- Sắt (III) hiđroxit có thể được điều chế bằng phản ứng trao đổi ion của dung dịch muối sắt (III), hoặc phản ứng oxi hóa sắt (II) hiđroxit:

FeCl₃+3NaOH→Fe(OH)₃↓+3NaCl

Fe³⁺+3OH⁻→Fe(OH)₃↓

- Muối sắt (III) có thể được điều chế trực tiếp từ phản ứng của sắt với các chất oxi hóa mạnh như Cl2,HNO3,H2SO4 đặc nóng, hoặc phản ứng của các hợp chất sắt (III) với axit:

2Fe(OH)₃+3H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+6H₂O

Fe₂O₃+6HCl→2FeCl₃+3H₂O

3. Ứng dụng của hợp chất sắt (III)

Muối FeCl₃ được dùng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ.

Fe₂(SO₄)₃ có trong phèn sắt - amoni, tức muối kép sắt (III) amoni sunfat (NH₄)2SO₄.Fe₂(SO₄)₃.24H₂O

Fe₂O₃ được dùng để pha chế sơn chống gỉ.