Bài giảng Hóa học - Bài 40: Sắt

chµo mõng c¸c thÇyBµi 40. S¾tTiết 64Tiết 64. Bài 40. SắtI. Vị trí và cấu tạo1. Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn: Sắt là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc ô 26, nhóm VIIIB, chu kì 4Tiết 64. Bài 40. SắtI. Vị trí và cấu tạoFe có thể nhường 2e hoặc 3e ở phân lớp 4s và 3d để tạo ion Fe2+ và Fe3+Cấu hình e của Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar]3d64s2Cấu hình e của Fe2+: [Ar]3d6và Fe3+: [Ar]3d52. Cấu tạoTrong hợp chất, Fe thường có số oxh +2, +3 1. Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn:Tiết 64. Bài 40. SắtThế điện cực chuẩn E0Fe2+/Fe= -0,44 (V) E0Fe3+/Fe2+= +0,77 (V)Cấu tạo đơn chất: Tùy nhiệt độ, Fe có thể tồn tại ở dạng: mạng tinh thể lập phương tâm khối (Feα )hoặc lập phương tâm diện(Feﻻ)Tiết 64. Bài 40. SắtII. Tính chất vật lí- Sắt là kim loại màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn - t0nc cao (15400C)- Là kim loại nặng: D = 7,9 g/cm3- dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ.Tiết 64. Bài 40. SắtIII. Tính chất hóa họcFe là kim loại có tính khử trung bình, Fe có thể bị oxi hóa thành Fe2+ hoặc Fe3+1. Tác dụng với phi kim Viết PT phản ứng của Fe với S, O2, Cl2 và xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất tạo thành sau phản ứng.Tiết 64. Bài 40. SắtTác dụng với clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3III. Tính chất hóa học1. Tác dụng với phi kimTác dụng với lưu huỳnh: Fe + S → FeSTác dụng với oxi: 3Fe + 2O2 → Fe3O4 ( FeO.Fe2O3) 0 0 +2 -2 0 0 +8/3 -2 0 0 +3 -1Nhận xét: - Fe khử nhiều phi kim thành ion âm - Với phi kim mạnh như các halogen Fe bị oxh lên mức oxh +3; với các phi kim có tính oxh yếu hơn như S Fe bị oxh lên mức oxh +2.t0t0t0Tiết 64. Bài 40. Sắt2. Tác dụng với axit* Với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:Fe + H2SO4(loãng) → FeSO4 + H2↑Fe + 2H+ → Fe2+ + H2Thí nghiệm: Cho mẫu Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng. Quan sát, nêu hiện tượng và viết PTHH dạng phân tử và ion thu gọn của phản ứng.III. Tính chất hóa họcTiết 64. Bài 40. Sắt2. Tác dụng với axitIII.TÍNH CHẤT HÓA HỌC* Với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc, nóng:Fe + 6HNO3(đ) → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 2H2OFe + 6H+ + 3NO3- → Fe3+ + 3NO2 + 2H2OThí nghiệm: Cho mẫu Fe tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư. Quan sát, nêu hiện tượng và viết PTHH của phản ứng dạng phân tử và ion thu gọn.t0Tiết 64. Bài 40. Sắt2. Tác dụng với axitIII.TÍNH CHẤT HÓA HỌC2Fe + 6H2SO4(đặc, nóng)→ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O2Fe + 12H+ + 3SO42- → 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2OVới dd axit HNO3, H2SO4 đặc, nóng:Tiết 64. Bài 40. Sắt2. Tác dụng với axitIII.TÍNH CHẤT HÓA HỌCNhận xét: - Với axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4(đặc,nóng) và dư , Fe khử N+5 hoặc S+6 đến số oxh thấp hơn, còn Fe bị oxh thành Fe3+. Fe thụ động trong axit HNO3đặc, nguội hoặc H2SO4đặc, nguội- Với axit có tính oxh yếu hơn như HCl, H2SO4 loãng, ... Fe khử được H+ thành H2, Fe bị oxh thành Fe2+Tiết 64. Bài 40. Sắt3. Tác dụng với dung dịch muốiIII.TÍNH CHẤT HÓA HỌCVD. Fe tác dụng với dd CuSO4 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓. Nhận xét: Fe khử được các ion kim loại đứng sau nó trong dãy điện hóa (có E0 > -0,44 V).III. Tính chất hóa học. 4. Tác dụng với nước:ở nhiệt độ cao Fe khử được hơi nước và giải phóng khí H2. 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 Fe + H2O FeO + H2 Tiết 64. Bài 40. SắtFe không tác dụng với H2O ở điều kiện thường nhưng các vật dụng bằng Fe để trong nước hoặc không khí ẩm một thời gian thì có hiện tượng gì? Em hãy giải thích?Kết luận chung: - Fe là kim loại có tính khử trung bình. - Trong các phản ứng hoá học, tùy thuộc bản chất của chất phản ứng, điều kiện phản ứng mà Fe có thể bị oxh thành ion Fe2+ hoặc Fe3+(với chất oxh mạnh, Fe thường bị oxh thành Fe3+; với chất oxh yếu hơn, Fe thường bị oxh thành Fe2+).Tiết 64. Bài 40. SắtIV. Trạng thái tự nhiên. - Fe tồn tại dạng tự do trong các mảnh thiên thạch. - Trong tự nhiên, Fe chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất. Sắt tồn tại dạng hợp chất dưới dạng quặng: 	Hematit đỏ: Fe2O3. 	Hematit nâu: Fe2O3. nH2O Manhetit: Fe3O4(quặng giàu sắt nhất)	Xiderit: FeCO3	Pirit: FeS2 - Hợp chất sắt trong hồng cầu của máu.Tiết 64. Bài 40. SắtCỦNG CỐBài tập 1: Cho một lá Fe nhỏ nhúng vào dung dịch chứa 1 trong những muối sau: ZnSO4, CuSO4, AgNO3. Trường hợp nào xảy ra phản ứng hoá học?Nêu hiện tượng và viết PTHH của phản ứng dưới dạng phân tử và ion thu gọn. Zn2+ Fe2+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Zn Fe Cu Fe2+ Ag E0: -0,76V -0,44V +0,34V +0.77V +0,8VTiết 64. Bài 40. SắtBài tập 1Fe không tác dụng với dd ZnSO4Fe tác dụng với dd CuSO4: Màu xanh của dd nhạt dần, có kết tủa màu đỏ của Cu bám vào lá Fe Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu.Fe tác dụng với dd AgNO3(1)Ban đầu: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓ Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag(2)Sau đó: Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag↓ Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + 3Ag Fe + 3AgNO3(dư) → Fe(NO3)3 + 3Ag↓ Fe + 3Ag+ → Fe3+ + 3Ag Bài tập 2. Cho Fe tác dụng với :	1. Dd H2SO4 loãng,	2. khí Clo, 	3. dd CuSO4, 	4. lưu huỳnh, 	5. dd HCl, 	6. HNO3 đặc, nóng, dư. Những trường hợp nào tạo ra hợp chất sắt (III)?B. 1, 3 và 5A. 2, 4 và 6C. 2 và 6 D. 1 và 2 CỦNG CỐBµi tËp 3. Cho s¾t d­ vµo dung dÞch HNO3, sau ph¶n øng hoµn toµn thu ®­îc dung dÞch X, s¶n phÈm khö lµ khÝ NO duy nhÊt. Dung dÞch X chøa: A. S¾t (II) nitrat vµ axit nitric.C. S¾t (III) nitrat.D. S¾t (II) nitrat.B. S¾t (III) nitrat vµ axit nitric.*CỦNG CỐ