Bài giảng Hóa học lớp 12 - Chủ đề: Sắt và hợp chất của sắt - Lê Thanh Tuyết

Nội dung text: Bài giảng Hóa học lớp 12 - Chủ đề: Sắt và hợp chất của sắt - Lê Thanh Tuyết

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH LONG MÔN HÓA HỌC - LỚP 12 CHỦ ĐỀ: SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT Giáo viên: LÊ THANH TUYẾT Trường THPT PHAN VĂN HÒA
2. NỘI DUNG HỢP CHẤT SẮT CỦA SẮT
3. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử Trạng thái tự SẮT Tính chất nhiên vật lí Tính chất hóa học
4. A. SẮT (Fe = 56) I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ 26 55,85 ➢ Ô số: 26 Fe 1,83 Sắt ➢ Nhóm: VIIIB [Ar]3d64s2 ➢ Chu kì: 4
5. I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Vị trí Fe trong BTH: Ô 26, nhóm VIIIB, chu kì 4. - Cấu hình electron: 56 2 2 6 2 6 6 2 26 Fe (Z = 26): 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s  nguyên tố d Viết gọn Fe : [Ar] 3d6 4s2 Fe2+: [Ar] 3d6 Fe3+: [Ar] 3d5  Fe3+ bền hơn Fe2+
6. II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Là kim loại màu trắng hơi xám. - Có khối lượng riêng lớn (D = 7,9 g/cm3). - Nóng chảy ở 1540oC. - Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. - Có tính nhiễm từ. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
7. - Với chất oxi hóa yếu: Fe → Fe2+ + 2e - Với chất oxi hóa mạnh: Fe → Fe3+ + 3e Fe có tính khử trung bình. 1. Tác dụng với phi kim (S, O , Cl , ) 0 0 +2 -2 2 2 o Fe + S ⎯⎯→t FeS (sắt (II) sunfua) 8 0 0 + -2 3 3Fe + 2O2 Fe3O4 (oxit sắt từ) FeO.Fe2O3 PP: qui đổi và bảo toàn e: 56x + 16y= m oxit 3x – 2y = n↑* e nhận 0 0 +3 -1 2 Fe + 3 Cl 2 2FeCl3 (sắt (III) clorua)
8. to 2Fe + 3Br2 ⎯⎯→ 2FeBr3 to Fe + I2 ⎯⎯→ FeI2 2. Tác dụng với axit 2+ a. Với dd HCl, H2SO4 loãng  Muối Fe + H2 0 +1 +2 0 Fe + 2 HCl  FeCl2 + H2 0 +1 +2 0 Fe + H2SO4 (loãng)  FeSO4 + H2 + 2+ Fe + 2H  Fe + H2↑ b. Với dd HNO3 và H2SO4 đặc, nóng 3+  Muối Fe + sản phẩm khử tương ứng + H2O
9. 0 +6 t o +3 +4 2 Fe + 6 H 2 SO 4 đặc  Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3 SO 2 + 6 H 2 O 0 +5 t o +3 +4 Fe + 6 HNO 3 đặc  Fe(NO 3 ) 3 + 3 NO 2  + 3 H 2 O 0 +5 +3 +2 Fe + 4 HNO 3 loãng  Fe(NO 3 ) 3 + NO  + 2 H 2 O Chú ý: - Nếu Fe dư  muối Fe2+ - Fe bị thụ động hóa bởi HNO3 đặc, nguội và H2SO4 đặc, nguội.
10. 3. Tác dụng với dd muối Muối Fe2+ + kim loại Fe khử được ion kim loại đứng sau trong dãy điện hóa 0 +2 +2 0 Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (màu đỏ) Fe + 3AgNO3 (dư)  Fe(NO3)3 + 3Ag Fe (dư) +2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2 Ag T = 2 → dung dịch thu được là Fe(NO3)2 T = 3 → dung dịch thu được là Fe(NO3)3 2 <T < 3 → +3 dung dịch thu được là Fe(NO3)2 và Fe(NO3)3 Fe + 2FeCl3  3FeCl2
11. IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Fe chiếm 5% khối lượng vỏ trái đất, đứng hàng thứ hai trong các kim loại (sau Al). - Trong tự nhiên Fe tồn tại dạng hợp chất: Hemantit đỏ Hemantit nâu ManhetitManhetit Xiderit Pirit Fe2O3 khan Fe2O3.nH2O FeFe33OO44 FeCO3 FeS2 Giàu sắt nhất trong tự nhiên - Sắt có trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu, làm nhiệm vụ vận chuyển oxi, duy trì sự sống. - Sắt tự do gặp trong các mảnh thiên thạch.
12. HỢP CHẤT CỦA SẮT HỢP CHẤT HỢP CHẤT SẮT (II) SẮT (III)
13. B. HỢP CHẤT CỦA SẮT I. HỢP CHẤT SẮT (II): oxit, hidroxit, muối Tính khử 0 +2 +3 Fe Fe Fe Tính oxi hóa Fe2+  Fe3+ + 1e  Tính chất hóa học đặc trưng của Fe2+ là: Tính khử Fe2+ + 2e  Fe Ngoài ra hợp chất Fe (II) còn thể hiện tính oxi hóa.
14. 1. Sắt (II) oxit: FeO a. Tcvl: FeO là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên. b. Tchh: 2+ - Tính bazơ: td với dd HCl; H2SO4,l → Fe + H2O FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O FeO + H2SO4→ FeSO4 + H2O + 2+ FeO + 2H → Fe + H2O
15. - Tính khử: td với dd H SO ; HNO → 3+ 2 4,đ 3 Fe + spk + H2O +2 +5 +3 +2 3FeO + 10HNO3(l) 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O +2 +5 +3 +4 to FeO + 4HNO3,đ Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O +2 +6 +3 +4 to 2FeO + 4 H2SO4,đ Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O - Tính oxh: td với C, CO, H2, Al → Fe + hc to FeO + CO Fe + CO 2
16. c. Điều chế to (không có KK) Fe(OH)2 FeO + H2O to Fe2O3 + CO FeO + CO2
17. 2. Sắt (II) hidroxit: Fe(OH)2 a. Tcvl: là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước. b. Tchh: Fe(OH)2Trong không khí ẩm, dễ bị oxi hóa trong thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ +2 +3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 Màu trắng xanh Màu nâu đỏ
18. 2+ -Tính bazơ: td với dd HCl; H2SO4,l → Fe + H2O Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O Fe(OH)2 + H2SO4→ FeSO4 + 2H2O + 2+ Fe(OH)2 + 2H → Fe + 2H2O
19. 3+ -Tính khử: td với dd H2SO4,đ; HNO3→ Fe + spk + H2O +2 +5 +3 +2 3Fe(OH)2 + 10HNO3(l) 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O +2 +5 +3 +4 Fe(OH)2 + 4HNO3,đ Fe(NO3)3 + NO2 + 3H2O +2 +6 +3 +4 2Fe(OH)2 + 4H2SO4,đ Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O c. Điều chế: FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl Không có KK 2+ − Fe + 2OH → Fe(OH)2↓
20. 3. Muối sắt (II) 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4  5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 9Fe(NO3)2 + 12HCl 4FeCl3+5Fe(NO3)3+ 3NO + 6H2O FeS + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 2H2O + H2SO4 + 3NO FeS2 + 8HNO3 Fe(NO3)3 + 2H2O + 2H2SO4 + 5NO
21. FeCl2 + 2AgNO3→ Fe(NO3)2 + 2AgCl Fe(NO3)2+ AgNO3→ Fe(NO3)3 + Ag 6FeSO4+ 3Cl2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 6FeSO4+ 3Br2 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeBr3 * Chú ý: to 4Fe(OH)2+ O2 → 2Fe2O3+ 4H2O to 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3+ 4CO2 to 4Fe(NO3)2→ 2Fe2O3+ 8NO2 + O2
22. Cách bảo quản hợp chất sắt (II) không bị oxi hoá là: Cho vào dung dịch muối sắt(II) một ít bột sắt: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ * Ứng dụng: FeSO4 được dùng làm chất diệt sâu bọ có hại cho thực vật, pha chế sơn, mực và dùng trong kĩ nghệ nhuộm vải.
23. II. HỢP CHẤT SẮT (III): oxit, hidroxit, muối 0 +2 +3 Fe Fe Fe Fe3+ + 1e  Fe2+ Fe3+ + 3e  Fe Tính chất hóa học đặc trưng của Fe3+là: Tính oxi hóa
24. 1. Sắt (III) oxit: Fe2O3 a. Tcvl: Fe2O3 là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước. b. Tchh: 3+ - Tính bazơ: td với dd HCl; H2SO4,l → Fe + H2O Fe2O3+ 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe2O3 + 3H2SO4→ Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O + 3+ Fe2O3 + 6H → 2Fe + 3H2O
25. - Tính oxh: td với C, CO, H2, Al → Fe + hc to Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2 to Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al 2 O 3 c. Điều chế to 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
26. 2. Sắt (III) hidroxit: Fe(OH)3 a. Tcvl: Fe(OH)3 là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước. b. Tchh: 3+ - Tính bazơ: td với dd HCl; H2SO4,l → Fe + H2O 2Fe(OH)3+ 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O Fe(OH)3+ 3HCl → FeCl3 + 3H2O + 3+ Fe(OH)3+ 3H → Fe + 3H2O
27. c. Điều chế: FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl 3+ − Fe + 3OH → Fe(OH)3↓ 3. Muối sắt (III): - Hợp chất sắt (III) oxi hóa nhiều kim loại → Fe2+ 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2 FeCl3 + Ag → Không phản ứng
28. - Hợp chất sắt (III) oxi hóa một số chất có tính khử → Fe2+ 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S * Ứng dụng: - FeCl3 được dùng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ - Fe2(SO4)3 có trong phèn sắt–amoni (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3. 24H2O - Fe2O3được dùng để pha chế sơn chống gỉ.
29. III. Oxit sắt từ: Fe3O4 1. Tcvl: - Là chất rắn màu đen, không tan trong nước. - Có tính nhiễm từ. 2. Tchh: Fe3O4 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử 3+ 2+ a. Tính bazơ: td với dd HCl; H2SO4,l → Fe + Fe + H2O Fe3O4+ 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O Fe3O4+ 4H2SO4→ Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O + 3+ 2+ Fe3O4+ 8H → 2Fe + Fe + 4H2O
30. 3+ b. Tính khử: td với dd H2SO4,đ;HNO3→ Fe + spk + H2O +8/3 +5 +3 +2 3Fe3O4 + 28HNO3(l) → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Fe3O4 + 10HNO3(đ) → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O 2Fe3O4 + 10 H2 SO4,(đ) → 3Fe2 (SO4)3 + SO2 + 10H2O c. Tính oxi hóa: td với chất khử: C, CO, H2, Al→ Fe + hc to 3Fe3O4 + 8 Al → 9Fe + 4Al 2 O 3 to Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2 3. Điều chế: to 3Fe + 2O2 → Fe3O4
31. * Chú ý: Oxit sắt có dạng: FexOy mm Fe: O x : y = 56 16 = 1 : 1 → FeO = 2 : 3 → Fe2O3 = 3 : 4 → Fe3O4 FexOy + 2yHCl → xFeCl2y/x + yH2O
32. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 56 26 Fe tác dụng với DD PHI KIM AXIT MUỐI Fe2+ + KL 3+ 2+ Fe + spk + H2O Fe + H2
33. TÍNH KHỬ SẮT TÍNH KHỬ TÍNH OXI HÓA HỢP CHẤT HỢP CHẤT HỢP CHẤT Fe2+ CỦA SẮT Fe3+ FeO Fe2O3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Muối Muối Fe2+ Fe3+
34. Tính chất hóa học của sắt là A tính axit. B tính bazơ. C tính khử. D tính oxi hóa.
35. Fe bị oxi hóa đến Fe3+ khi tác dụng với dung dịch A CuSO4. B HCl đặc. C H2SO4 loãng. D HNO3 loãng, dư. 0 +5 +3 +2 Fe + 4HNO3 loãng  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
36. Phản ứng nào dưới đây không đúng? A Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu. B 2Fe + 6HCl → 2 FeCl3 + 3H2. C Fe(NO3)2 + AgNO3→ Fe(NO3)3 + Ag. D Fe2(SO4)3 + Fe → 3 FeSO4. Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 
37. Phản ứng nào sau đây chứng tỏ hợp chất sắt (II) có tính khử? +2 +3 A 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3. +2 0 o B FeO + CO t Fe + CO2. 0 +3 C Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O. +2 +2 D Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 +2H2O.
38. ThựcThực hiệnhiện cáccác thíthí nghiệmnghiệm sau:sau: (1)(1) ĐốtĐốt dâydây sắtsắt trongtrong khíkhí clo.clo. (2)(2) ĐốtĐốt nóngnóng hỗnhỗn hợphợp bộtbột FeFe vàvà SS (trong(trong điềuđiều kiệnkiện khôngkhông cócó oxi).oxi). (3)(3) ChoCho FeOFeO vàovào dungdung dịchdịch HNOHNO33 (loãng,(loãng, dư).dư). (4)(4) ChoCho FeFe vàovào dungdung dịchdịchAgNOAgNO33 dưdư (5)(5) ChoCho FeFe dưdư vàovào dungdung dịchdịch HH22SOSO44 đặcđặc,, nóngnóng CóCó baobao nhiêunhiêu thíthí nghiệmnghiệm tạotạo rara muốimuối sắtsắt (III)(III)?? A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
39. 8 + 0 +2 3 ChoCho cáccác chấtchất sausau:: Fe,Fe, FeO, Fe2O3, FeFe33OO44,, +2 +2 +2 +2 Fe(NOFe(NO33))22,, Fe(NOFe(NO33))33,, FeSFeS22,, FeCOFeCO33,, Fe(OH)Fe(OH)22,, Fe(OH)Fe(OH)33 lầnlần lượtlượt táctác dụngdụng vớivới dddd HNOHNO33 đặcđặc,, nóngnóng TổngTổng sốsố chấtchất thamtham giagia phảnphản ứngứng tạotạo rara khíkhí NONO22 làlà A. 6. B. 7. C. 8. D. 9.
40. Thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) thu được khi cho 8,4 gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư là A 2,24 lít. B 13,44 lít. C 4,48 lít. D 3,36 lít. HD: +3 +5 +2 Fe  Fe+ 3e N + 3e  NO Bảo toàn electron: 3 nFe = 3 nNO 8,4  nNO = nFe = 56 = 0,15 mol  VNO = 0,15 x 22,4 = 3,36 lít.
41. Cho hỗn hợp gồm 11,2 gam Fe và 32 gam Fe2O3 tác dụng với dd HCl dư thu được dd X. Cho dd X tác dụng với dd NaOH dư thu được kết tủa Y, nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi. Khối lượng chất rắn sau khi nung là A 48 gam. B 32 gam. C 50 gam. D 44 gam. HD: FeCl o Fe + HCl 2 + NaOH Fe(OH)2 t FeCl Fe2O3 Fe O dư 3 dư Fe(OH)  KK 2 3 HCl dư 3 2Fe  Fe2O3 0,2 0,1 mol Fe2O3  Fe2O3  mrắn = (0,1 x 160) + 32 = 48 gam. 32g 32g
42. CHÚC CÁC EM LUÔN VUI, KHỎE VÀ HỌC TỐT!