Bài giảng Hóa học 12 - Chương VII: Sắt và một số kim loại của sắt - Bài 31: Sắt

Nội dung text: Bài giảng Hóa học 12 - Chương VII: Sắt và một số kim loại của sắt - Bài 31: Sắt

1. BÀI THUYẾT TRÌNH Người thực hiện: ĐÀO QUANG HUY
2. I. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử: - Kí hiệu nguyên tớ: Fe. - Sớ thứ tự: 26. - Nguyên tử khới: 56, 847 ≈ 56 - Là nguyên tớ nhóm d (e hóa trị ở phân lớp d). - Cấu hình electron: 2/ 8/ 14/ 2 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar] 3d64s2 - Vị trí: + Nhóm: VIIIB. + Chu kì: 4. + Bán kính nguyên tử: 0, 13 nm. - Mạng lưới lập phương tâm diện. → Fe dễ nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành Fe2+, nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành ion Fe3+.
3. II. Tính chất vật lí: - Sắt là kim loại nặng, có: + Khới lượng riêng: D = 7, 9 g/ cm3 + Nhiệt đợ nóng chảy: 15390C + Nhiệt đợ sơi: 28700C. - Sắt là kim loại có ánh kim màu trắng hơi xám, dẻo, có tính dẫn điện - nhiệt tớt (kém đờng, nhơm). - Dễ rèn, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi. - Dễ nhiễm từ và dễ mất tính nhiễm từ (8000C). → Sắt bị nam châm hút→ bị nam chân hóa nên được làm lõi của đợng cơ điện.
4. III. Tính chất hóa học: - Sắt là kim loại có tính khử trung bình. * Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến +2. Fe → Fe+2 + 2e * Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến +3. Fe → Fe+3 + 3e - Khi tham gia phản ứng, nguyên tử Fe có thể nhường 2e ở phân lớp 4s hoặc nhường thêm mợt sớ e ở phân lớp 3d chưa bảo hòa (thường là 1e). - Sắt là mợt kim loại có đợ hoạt đợng hóa học vào loại trung bình. - Tính chất hóa học cơ bản của sắt là tính khử và nguyên tử sắt có thể oxi hóa thành ion Fe+2 hoặc Fe+3 tùy thuợc chất oxi hóa đã tác dụng với sắt.
5. III. Tính chất hóa học: 1. Tác dụng với phi kim: - Ở nhiệt đợ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến sớ oxi hóa +2 hoặc +3. a) Tác dụng với lưu huỳnh: 0 0 0 +2 -2 Fe + S ⎯⎯→t FeS (Trắng xám) (Vàng) (Đen) b) Tác dụng với oxi: 3 Fe + 2 O Fe O 2 3 4 (Trắng xám) (Nâu đen) c) Tác dụng với clo: 0 0 +3 -1 2 Fe + 3 Cl 2 FeCl 2 3 (Trắng xám) (Vàng lục) (Nâu đỏ) → Sắt tác dụng với nhiều phi kim tạo thành oxit hoặc muới.
6. III. Tính chất hóa học: 2. Tác dụng với axit: a) Tác dụng với dung dịch HCl, H SO loãng: 2 4 + - Fe khử ion H của các dung dịch HCl, H2 SO4 loãng thành H2 . Fe bị oxi hóa đến sớ oxi hóa +2. 0 +1 +2 0 Fe + H SO → FeSO + H  2 4 4 2 0 +1 +2 0 Fe + 2 HCl → FeCl + H  2 2 → Sắt tác dụng với dd HCl, H SO loãng tạo thành muới sắt (II) và 2 4 giải phóng khí hiđrơ.
7. III. Tính chất hóa học: 2. Tác dụng với axit: b) Tác dụng với dung dịch HNO , H SO đặc, nóng: 3 2 4 +5 +6 - Fe khử ion N hoặc S trong dung dịch HNO3 hoặc H2 SO4 đặc, nóng đến sớ oxi hóaQua thập đo hơnạn, cphimòn Fe thbịíoxinghi hóệam đ ếđnã sớ oxi hóa - Khi cho sắt vào dung dịch HNO hoặc H SO đặc, nguợi thì hoàn +3. xem. Chúng3 ta đã th2ấy 4được toàn 0khơng có hi+ệ5n tưhiợệngn tư hó+ợa3ng họ cg ìnàkhio x choảy +ra.2 s ắt và Fe + 4 HNO → Fe(NO ) + NO  + 4 H O → Sắt bị thụ đợ3ngdd(l) v Hớ2i SOdd 4HNO, HNO3 ,H33 đSOặc nguđặc,ợ ngui? ợi nên2 3 2 4 khơng0 có ph+ả6n ứng hóa+ h3 ọc xảy ra. +4 2 Fe + 6 H SO → Fe (SO) + 3 SO  + 6 H O 2 4 (đ, n) 2 4 3 2 2 0 +6 +3 +4 Fe + 6 HNO → Fe(NO ) + 3 NO  + 3 H O 3 (đ, n) 3 3 2 2 → Sắt tác dụng với dd HNO3 ,H2 SO4 đặc, nóng tạo thành muới sắt (III) và khơng giải phóng khí hiđrơ.
8. III. Tính chất hóa học: 3. Tác dụng với dung dịch muới: - Fe có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa của kim loại (Fe thường bị oxi hóa đến sớ oxi hóa +2). a) Tác dụng với dung dịch CuSO : 4 0 +2 +2 0 Fe + CuSO → FeSO + Cu  4 4 (Trắng xám) (Xanh lam) (Lục nhạt) (Đỏ) b) Tác dụng với dung dịch AgNO : 3 - Tác dụng với lượng vừa đủ: Fe + 2 → AgNO3 Fe(NO3 )2 + 2 Ag  - Tác dụng với lượng AgNO3 dư: Fe + 3 → 3 AgNO3 Fe(NO3 )3 + Ag  → Sắt tác dụng với dd muới của kim loại kém hoạt đợng hơn tạo thành muới mới, kim loại mới.
9. III. Tính chất hóa học: 4. Tác dụng với nước: - Cho hơi nước đi qua sắt ở nhiệt đợ cao, sắt khử H2 O → H2 + Fe3 O4 hoặc FeO. 00 3 Fe + 4 H O tC 570 Fe O + 4 H  2 ⎯⎯⎯⎯→ 3 4 2 0 Fe + tC 570  H 2 O ⎯⎯⎯⎯→ FeO + H2 - Ở nhiệt đợ thường sắt khơng khử được H 2O, nhưng bị ơxi hóa trong khơng khí ẩm tạo thành gỉ sắt do ăn mòn điện hóa. 4 Fe + 3 O + 6 → 3 Fe(OH) + Fe O . n H O 2 H 2 O 3 2 3 2 gỉ sắt
10. Thí nghiệm chứng sắt phản ứng với nước Sắt bột khí H2 Nước sơi Nước
11. IV. Trạng thái tư nhiên - Điều chế - Ứng dụng: 1. Trạng thái tự nhiên: - Là kim loại phở biến nhất sau nhơm, chiếm 5% khới lượng vỏ trái đất. - Tờn tại chủ yếu ở dạng hợp chất. - Những thiên thạch từ khoảng khơng gian của vũ trụ rơi vào quả đất là sắt ở dạng tự do. - Sắt tờn tại ở dạng hợp chất có trong các quặng như: + Quặng Manhetit + Quặng Hematit đỏ + Quặng Hematit nâu + Quặng Xidetit + Quặng Pirit
12. Quặng Manhetit: Fe3O4
13. Quặng Hematit đỏ: Fe2O3
14. Quặng Hematit nâu: Fe2O3.nH2O
15. Quặng Xidetit: FeCO3
16. Quặng Pirit: FeS2
17. IV. Trạng thái tư nhiên - Điều chế - Ứng dụng: 2. Điều chế: - Điều chế sắt tinh khiết: 0 3 H + Fe O t 2 Fe + 3 H O 2 2 3 ⎯⎯→ 2 2 Al + Fe O 2 Fe + Al O 2 3 2 3 2 FeSO + H O dpdd 2 Fe + 2 H SO + O  4 2 ⎯⎯⎯→ 2 4 2 - Điều chế sắt kĩ thuật: Dùng than cớc khử sắt oxit trong lò cao.
18. IV. Trạng thái tư nhiên - Điều chế - Ứng dụng: 3. Ứng dụng: - Sắt có vai trò hết sức quan trọng đới với sự sớng của đợng vật, chất hemoglobin (hờng cầu) có trong máu làm nhiệm vụ vận tải oxi đi khắp cơ thể để duy trì sự sớng của đợng vật là hợp chất của sắt. - Hợp chất của sắt có vai trò quan trọng trong kĩ thuật: + Gang xám: Dùng để đúc các bệ máy, vơ lăng + Gang trắng: Dùng để luyện thép. + Thép cứng: Dùng làm dụng cụ, mọi kết cấu và chi tiết máy. + Thép hợp kim: Có tính chất cơ học cao, chịu nhiệt và khơng gỉ được dùng làm đường ớng, các chi tiết của đợng cơ máy bay và máy nén.
19. Sắt tác dụng lưu huỳnh
20. Sắt tác dụng Oxi
21. Sắt tác dụng Clo
22. Sắt tác dụng Axit
23. Sắt tác dụng dd Đờng (II) sunfat
24. C Ủ N G C Ớ B À I H Ọ C 1. Theo các bạn phương trình nào dưới đây khơng hợp lí? và chỉ rõ phương trình đó khơng hợp lí ở điểm nào? A- Fe + 4 HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O B- Fe + 3 AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + 3 Ag  C- 2Fe + 6 H2SO4 đ, nguợi → Fe2(SO4)3 + 3 SO2 + 6 H2O D- Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu  Đáp Án - Câu C khơng hợp lí. - Sắt thụ đợng, khơng phản ứng với dd H2SO4 đặc nguợi.
25. C Ủ N G C Ớ B À I H Ọ C 2. Quặng Hemantit có thành phần chính là: A- FeO Đáp Án B- Fe2O3 - Câu B: Fe2O3 C- Fe3O4 D- FeS2
26. C Ủ N G C Ớ B À I H Ọ C 3. Bạn hãy hoàn thành chuỡi phản ứng sau X Fe ⎯⎯→ Fe(NO3 )2 Fe(NO3 )3 X, Y lần lược là: A- Cu(NO3)2 - AgNO3 Đáp Án B- HNO3 - AgNO3 - Câu A: Cu(NO3)2 - AgNO3 C- NaNO3 - Cu(NO3)2 D- Fe(NO3)3 - Cu(NO3)3
27. C Ủ N G C Ớ B À I H Ọ C 4. Có 3 chất rắn: Fe, Al, Ag dựng trong 3 lọ bị mất nhãn, làm thế nào để nhận biết được mỡi chất rắn trên? Giải thích hiện tượng? Đáp Án A- dd NaOH - Câu D: dd NaOH và HCl. - Hiện tương: B- dd CuSO Chất rắn Fe Al Ag 4 Dung dịch dd NaOH H2  C- dd HCl Dd HCl H2  D- dd NaOH và dd HCl
28. Xin cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe Trân Trọng Kónh Chào Trường THPT Nguyễn Thị Diệu