GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 SẮT I/ VỊ TRÍ – CẤU TẠO – LÍ TÍNH CỦA SẮT Vị trí cấu tạo electron  Sắt là nguyên tố thuộc phân nhóm phụ nhóm VIII, (VIIIB), chu kì 4, số thứ tự là 26 (Z = 26) Có khối lượng nguyên tử M = 56 � Fe2+ ( Z = 24) : 1s 2s 2p6 3s 3p 3d � 2 6  Cấu hình electron: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s � � 3+ � Fe Z = 23) : 1s 2s 2p6 3s 3p6 3d � � (  Tùy thuộc vào nhiệt độ, kim loại Fe có thể tồn tại ở các mạng lập phương tâm khối (Fe) hoặc lập phương tâm diện (Fe) Lí tính  Sắt là kim loại có màu trắng xám, dẻo (dễ rèn), nóng chảy ở nhiệt độ 15400C  Sắt là kim loại nặng (D = 7,9g/cm3) Dẫn điện và dẫn nhiệt tốt Có từ tính II/ TÍNH CHẤT HÓA HỌC Khi tham gia phản ứng hóa học, nguyên tử sắt có thể nhường 2e ở phân lớp 4s hoặc nhường thêm số electron ở phân lớp 3d chưa bão hòa (thường là 1e) Như vậy, tính chất hóa học bản của sắt là tính khử (tính khử trung bình) và nguyên tử sắt có thể bi oxi hóa thành ion Fe2+ hoặc Fe3+, tùy thuộc vào chất oxi hóa đã tác dụng với sắt Cụ thể, tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bi oxi hóa đến số oxi hóa +2: Fe  Fe2+ + 2e Đối với chất oxi hóa mạnh, sắt bi oxi hóa đến số oxi hóa +3: Fe  Fe2+ + 3e Tác dụng với phi kim (Cl2, S, O, I) Ở t0 cao, sắt khử mạnh mẽ nguyên tử phi kim thành ion, sắt bi oxi hóa thành ion Fe2+ hoặc Fe3+ t Fe + S ��� � FeS o t Fe + I ��� � FeI o GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 t 3Fe + 2O ��� � Fe3 O 1442443 (sắt từ oxit) o to 2Fe + 3Cl ��� � 2FeCl3 (FeO.Fe O3 ) Tác dụng với axit a/ Tác dụng với HCl, H2SO4 loãng : ��� Muối sắt (II) + H � Fe + 2H+ � Fe 2+ + H � Fe + H 2SO ( l ) � FeSO + H � Fe + 2HCl � FeCl + H � b/ Tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nóng : ��� Muối sắt (III) + khí (NO, NO2, SO2, N2O, ) Fe + 2HNO3 ( l ) ��� Fe ( NO3 ) + NO �+H O t 2Fe + 6H 2SO ( d) ��� � Fe ( NO3 ) + 3SO + 6H O o � Lưu ý rằng: Fe không phản ứng được với HNO3, H2SO4 đặc nguội Tác dụng với muối của kim loại yếu Sắt có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó dãy kim loại tự Trong các phản ứng này, sắt bi oxi hóa thành ion Fe2+ Fe + CuSO � FeSO + Cu � Phương trình ion: Fe + Cu 2+ � Fe 2+ + Cu Đặc biệt, đối với bạc nitrat AgNO3: Nếu Fe dư thì tạo muối sắt (II) Fedư + 2AgNO3 � Fe ( NO3 ) + 2Ag Fedư Nếu AgNO3 dư thì tạo muối sắt (III) + 2Ag + � Fe 2+ + 2Ag � Fe + 2AgNOdư � Fe ( NO3 ) + 3Ag � Fe + 3Ag +dư � Fe3+ + 3Ag � GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 Tác dụng với nước Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước Nếu cho nước nóng sắt ở nhiệt độ cao, sắt khử nước, giải phóng khí H2 và sắt bi oxi hóa thành Fe3O4 hoặc FeO tùy theo t0 phản ứng t < 570 C 3Fe + 4H O ����� � Fe3O + H � o o t > 570 C Fe + H 2O ����� � FeO + H � o o III/ TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN  Sắt là một nguyên tố đứng hàng thứ tư về độ phổ biến vỏ Trái Đất sau oxi, silic và nhôm, đứng hàng thứ hai số các kim loại, sau nhôm Nó tạo thành gần 5% khối lượng vỏ Trái Đất và chiếm khoảng 95% khối lượng tất cả các kim loại mà loài người tiêu thụ  Trong tự nhiên, Fe tồn tại dưới những dạng quặng là hemantit đỏ (chứa Fe2O3 khan), hematit nâu (chứa Fe2O3.nH2O), manhetit (chứa Fe3O4), xiderit (chứa FeCO3), pirit (chứa FeS2),  Ngoài ra, sắt còn tồn tại các thể sống: nó rất cần thiết để sản xuất hemoglobin máu và chất diệp lục (clorophin) cỏ  Sắt có tầm quang trọng hàng đầu kinh tế và công nghiệp vì:  Quặng sắt có sẵn vỏ Trái Đất  Dễ luyện sắt từ quặng  Sắt có tính học rất tốt IV/ ĐIỀU CHÊ Có thể dùng phương pháp nhiệt luyện, thủy phân, điện phân để điều chế sắt t Fe3O + 4CO ��� � 3Fe + 4CO � o Mg + FeCl2 ��� Fe �+ MgCl ðpdd FeSO + H O ���� Fe + O2 + H 2SO GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 ...GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 t 3Fe + 2O ��� � Fe3 O 1442443 (sắt từ oxit) o to 2Fe + 3Cl ��� � 2FeCl3 (FeO.Fe O3... (III) + 2Ag + � Fe 2+ + 2Ag � Fe + 2AgNOdư � Fe ( NO3 ) + 3Ag � Fe + 3Ag +dư � Fe3+ + 3Ag � GIÁO ÁN HÓA HỌC 12 Tác dụng với nước Ở nhiệt độ thường, sắt không khử được nước Nếu cho nước... 4CO ��� � 3Fe + 4CO � o Mg + FeCl2 ��� Fe �+ MgCl ðpdd FeSO + H O ���� Fe + O2 + H 2SO GIÁO ÁN HÓA HỌC 12