Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất ba
17:12:2418/02/2019 Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học và tính chất vật lý của các hợp chất của sắt 2 và sắt 3 oxit, oxit sắt từ Fe3O4, làm sao để điều chế các một số hợp chất của sắt. • xem thêm: Cách giải nhanh một số bài tập về sắt Fe và hỗn hợp của sắt I. Hợp chất của sắt II - Fe (II) - Trong các phản ứng hoá học ion Fe2+ dễ nhường 1e để trở thành ion Fe3+ Fe2+ + 1e → Fe3+ - Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 2 - Fe (II) là tính khử 1. Tính chất hoá học của Sắt (II) oxit - FeO - Là chất rắn, đen, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + FeO là oxit bazơ: - FeO tác dụng với axit HCl: Fe + HCl FeO + 2HCl → FeCl2 + H2↑ - FeO tác dụng với axit H2SO4: Fe + H2SO4 FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O + FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe: - FeO tác dụng với H2: FeO + H2 FeO + H2 - FeO tác dụng với CO: FeO + CO FeO + CO 3FeO + 2Al + FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh: - FeO tác dụng với O2: FeO + O2 FeO + O2 → 2Fe2O3 - FeO tác dụng với axit HNO3: FeO + HNO3 3FeO + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - Điều chế FeO: FeCO3 Fe(OH)2 2. Oxit sắt từ Fe3O4 (FeO.Fe2O3) - Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính. - Tính chất hoá học: + Fe3O4 là oxit bazơ: - Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + HCl Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O - Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + H2SO4 Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O + Fe3O4 là chất khử: Fe3O4 + HNO3 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑+ 14H2O + Fe3O4 là chất oxi hóa: - Fe3O4 tác dụng với H2: Fe3O4 + H2 Fe3O4 + 4H2 - Fe3O4 tác dụng với CO: Fe3O4 + CO Fe3O4 + 4CO - Fe3O4 tác dụng với Al: Fe3O4 + Al 3Fe3O4 + 8Al - Điều chế: thành phần quặng manhetit 3Fe + 2O2 3Fe + 4H2O 3. Sắt (II) hidroxit Fe(OH)2 - Là chất kết tủa màu trắng xanh. - Fe(OH)2 là bazơ không tan: + Fe(OH)2 Bị nhiệt phân: Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt (II) và nước: - Fe(OH)2 tác dụng với HCl: Fe(OH)2 + HCl Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O + Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2): - Fe(OH)2 tác dụng với O2: Fe(OH)2 + O2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 - Fe(OH)2 tác dụng với O2: Fe(OH)2 + HNO3 3Fe(OH)2 + 10HNO3 loãng → 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O - Điều chế Fe(OH)2 : Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 (trong điều kiện không có không khí) 4. Muối sắt II -Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt (III). 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 3Fe(NO3)2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O * Chú ý: Các muối sắt (II) không tan như FeCO3, FeS, FeS2 bị đốt nóng trong không khí tạo Fe2O3. 2FeCO3 + ½O2 → Fe2O3 + 2CO2 4FeS + 9O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 II. Hợp chất của sắt III - Fe (III) - Trong các phản ứng hoá học ion Fe3+ có khả năng nhận 1e đến 3e để trở thành ion Fe2+ hoặc Fe: Fe3+ + 1e → Fe2+ Fe3+ + 3e → Fe - Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 3 - Fe (III) là tính oxi hóa. 1. Tính chất hoá học của Sắt (III) oxit - Fe2O3 - Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước. - Tính chất hoá học: + Là oxit bazơ: - Fe2O3 tác dụng với HCl: Fe2O3 + HCl Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O - Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + H2SO4 Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O - Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + HNO3 Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O + Là chất oxi hóa: - Fe2O3 tác dụng với H2 : Fe2O3 + H2 Fe2O3 + 3H2 - Fe2O3 tác dụng với CO : Fe2O3 + CO Fe2O3 + 3CO - Fe2O3 tác dụng với Al : Fe2O3 + Al Fe2O3 + 2Al - Điều chế: thành phần của quặng hematit 2Fe(OH)3 2. Sắt (III) hidroxit 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 → muối sắt (III): - Fe(OH)3 tác dụng với HCl : Fe(OH)3 + HCl Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O - Fe(OH)3 tác dụng với HNO3 : Fe(OH)3 + HNO3 Fe(OH)3 + 3HNO3 → Fe(NO3)3 + 3H2O - Điều chế Fe(OH)3: 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. Kiềm + Fe3+ → Fe(OH)3 + Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ → 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 III. Bài tập về Sắt (II) oxit, sắt (III) oxit, oxit sắt từ và các hợp chất của sắt. Bài 2 trang 145 sgk hóa 12: Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít khí H2 (đktc), dung dịch thu được cho bay hơi thu được tinh thể FeSO4.7H2O có khối lượng là 55,6 gam. Thể tích khí H2(đktc) được giải phóng là : A. 8,19 lít. B. 7,33 lít. C. 4,48 lít. D. 6,23 lít. * Lời giải bài 2 trang 145 sgk hóa 12: - Theo bài ra, cứ 278g FeSO4.7H2O có 152g FeSO4 ⇒ Khối lượng FeSO4 trong 55,6g FeSO4.7H2O là: mFeSO4 = (55,6.152)/278 = 30,4(g). ⇒ nFeSO4 = 30,4/152 = 0,2 (mol). - PTPƯ: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 - Theo phương trình phản ứng trên, ta có: nFe = nH2 = 0,2 (mol) ⇒ Vậy thể tích khí VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 (lít) Bài 3 trang 145 SGK Hóa 12: Ngâm một đinh sắt nặng 4 gam trong dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 4,2857 gam. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là: A. 1,9990 gam. B. 1,9999 gam. C. 0,3999 gam. D. 2,1000 gam. * Lời giải bài 3 trang 145 SGK Hóa 12: - Phương trình phản ứng: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu x mol x mol - Dùng phương pháp tăng giảm khối lượng ⇒ ∆mtăng = mCu – mFe pư ⇔ (4,2875 - 4) = 64x – 56x => 8x = 0,2856 => x = 0,0357125 (mol) => mFe pư = 0,0357125.56 = 1,999 (g) - Theo PTPƯ thì cứ 56 gam Fe phản ứng tạo 64 gam Cu ⇒ khối lượng tăng : 64 – 56 = 8 (gam). - Theo bài ra, cần x gam Fe khối lượng tăng : 4,2857 – 4 = 0,2857(gam). =>8x = 56 . 0,2857 =>x = 1,9999. Bài 4 trang 145 SGK Hóa 12: Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. Trong hỗn hợp A, mỗi oxit đều có 0,5 mol. Khối lượng của hỗn hợp A là: A. 231 gam. B. 232 gam. C. 233 gam. D. 234 gam. * Lời giải bài 4 trang 145 SGK Hóa 12: - Có thể coi 0,5 mol FeO và 0,5 mol Fe2O3 là 0,5 mol Fe3O4 . Vậy cả hỗn hợp có 1 mol Fe3O4 nên có khối lượng là 232g.
Bài 5 trang 145 SGK Hóa 12: Khử hoàn toàn 16 gam Fe2O3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư. Khối lượng kết tủa thu được là : A. 15 gam. B. 20 gam. C. 25 gam. D. 30 gam. * Lời giải bài 5 trang 145 SGK Hóa 12:
- Theo bài ra, ta có: nFe2O3 = 16/160 = 0,1 (mol). Fe2O3 + 3CO 0,1 0,3 (mol) CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O 0,3 0,3 (mol) ⇒ Vậy mCaCO3 = 100.0,3 = 30 (gam). |