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

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH LONG 
CHỦ ĐỀ: SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT 
Giáo viên: LÊ THANH TUYẾT 
Trường THPT PHAN VĂN HÒA 
MÔN HÓA HỌC - LỚP 12 
HỢP CHẤT 
 CỦA SẮT 
SẮT 
NỘI DUNG 
SẮT 
Vị trí, 
cấu hình electron nguyên tử 
Tính chất vật lí 
Tính chất hóa học 
Trạng thái tự nhiên 
I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ 
26 55,85 
Fe 1,83 
Sắt 
[Ar]3d 6 4s 2 
 Ô số: 26 
 Nhóm: VIIIB 
 Chu kì: 4 
A. SẮT (Fe = 56 ) 
I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ 
- Cấu hình electron: 
 ( Z = 26): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 
 nguyên tố d 
Viết gọn 
Fe 2+ : [Ar] 3d 6 
Fe 3+ : [Ar] 3d 5 
 Fe 3+ bền hơn Fe 2+ 
Fe : [ Ar] 3d 6 4s 2 
- Vị trí Fe trong BTH: 
Ô 26, nhóm VIIIB, chu kì 4. 
II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
- Là kim loại màu trắng hơi xám . 
- Có khối lượng riêng lớn (D = 7,9 g/cm 3 ). 
- Có tính nhiễm từ . 
- Nóng chảy ở 1540 o C. 
- Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt . 
III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
Fe có tính khử trung bình . 
- Với chất oxi hóa yếu : 
1. Tác dụng với phi kim (S , O 2 , Cl 2 ,) 
- Với chất oxi hóa mạnh: 
FeS 
(sắt (II) sunfua) 
 0 0 + 2 -2 
Fe 3 O 4 
( oxit sắt từ) 
 0 0 -2 
FeCl 3 
(sắt (III) clorua) 
2 3 2 
0 0 +3 -1 
Fe + S 
Fe + Cl 2 
3Fe + 2O 2 
FeO.Fe 2 O 3 
PP: qui đổi và bảo toàn e: 
 56x + 16y= m oxit 
 3x – 2y = n↑* e nhận 
2. Tác dụng với axit 
a. Với dd HCl, H 2 SO 4 loãng 
Muối Fe 2+ + H 2  
Fe + HCl 
  FeCl 2 + H 2  
 0 + 1 + 2 0 
b. Với dd HNO 3 và H 2 SO 4 đặc, nóng 
Muối Fe 3+ + sản phẩm khử tương ứng + H 2 O 
 
 
 Fe + H 2 SO 4 (loãng) 
  FeSO 4 + H 2  
 0 +1 + 2 0 
2 
Fe + 2H +  Fe 2+ + H 2 ↑ 
2Fe + 3Br 2 
2FeBr 3 
Fe + I 2 
FeI 2 
Fe(NO 3 ) 3 + NO 2  + H 2 O 
 0 +5 +3 +4 
Fe + HNO 3 đặc  
t o 
6 3 3 
 0 +6 +3 +4 
Fe + H 2 SO 4 đặc  
t o 
2 6 6 
Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2  + H 2 O 
3 
Chú ý: 
- Nếu Fe dư  muối Fe 2+ 
- Fe bị thụ động hóa bởi HNO 3 đặc, nguội và H 2 SO 4 đặc , nguội . 
Fe + HNO 3 loãng 
 0 +5 +3 +2 
 4 2 
 Fe(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O 
3. Tác dụng với dd muối 
Fe khử được ion kim loại đứng sau trong dãy điện hóa 
Muối Fe 2+ + kim loại 
Fe + CuSO 4  
FeSO 4 + Cu 
 
 0 +2 +2 0 
Fe + 2FeCl 3  
+3 
3FeCl 2 
T = 2 
Fe (dư) +2AgNO 3  
Fe(NO 3 ) 2 + 2 Ag  
Fe + 3AgNO 3 (dư)  
Fe(NO 3 ) 3 + 3Ag  
(màu đỏ) 
T = 3 
2 <T < 3 
 → 
 → 
 → 
 dung dịch thu được là Fe(NO 3 ) 2 
 dung dịch thu được là Fe(NO 3 ) 3 
 dung dịch thu được là Fe(NO 3 ) 2 và Fe(NO 3 ) 3 
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: 
Fe 2 O 3 khan 
Hemantit nâu 
Fe 2 O 3 .nH 2 O 
Manhetit 
Fe 3 O 4 
Giàu sắt nhất trong tự nhiên 
FeCO 3 
Hemantit đỏ 
Xiderit 
Pirit 
FeS 2 
Fe 3 O 4 
Manhetit 
- 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. 
HỢP CHẤT CỦA SẮT 
HỢP CHẤT SẮT (III) 
HỢP CHẤT SẮT (II) 
Fe 
+2 
Fe 
+3 
Fe 
0 
Tính oxi hóa 
Tính khử 
Fe 2+  Fe 3+ + 1e 
 Tính chất hóa học đặc trưng của Fe 2+ là: 
Tính khử 
Fe 2+ + 2e  Fe 
Ngoài ra hợp chất Fe (II) còn thể hiện tính oxi hóa. 
B. HỢP CHẤT CỦA SẮT 
I. HỢP CHẤT SẮT (II) 
: oxit, hidroxit, muối 
1. Sắt (II) oxit : FeO 
a. Tcvl : FeO là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên. 
b. Tchh : 
- Tính bazơ: td với dd HCl; H 2 SO 4,l → 
Fe 2+ + H 2 O 
 FeCl 2 + H 2 O 
 FeO + 2HCl → 
 FeO + H 2 SO 4 → 
 FeSO 4 + H 2 O 
 FeO + 2H + → 
Fe 2+ + H 2 O 
- Tính khử : td với dd H 2 SO 4,đ ; HNO 3 → 
3FeO + 10HNO 3(l) 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 4H 2 O 
 + 2 +5 +3 +4 
2FeO + 4 H 2 SO 4 ,đ 
 +2 +5 +3 +2 
t o 
Fe 3+ + spk + H 2 O 
3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O 
FeO + 4HNO 3 ,đ 
t o 
 Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 2H 2 O 
 + 2 +6 +3 +4 
- Tính oxh : td với C, CO, H 2 , Al → 
Fe + hc 
FeO + CO 
t o 
Fe + CO 2 
c. Điều chế 
 Fe(OH) 2 
t o 
FeO + H 2 O 
(không có KK) 
 Fe 2 O 3 + CO 
t o 
FeO + CO 2 
2. Sắt (II) hidroxit: 
Fe(OH) 2 
a. Tcvl: là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước. 
 b. Tchh: 
 Fe(OH) 2 Trong không khí ẩm, dễ bị oxi hóa trong thành Fe(OH) 3 màu nâu đỏ 
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O 4Fe(OH) 3  
Màu trắng xanh 
Màu nâu đỏ 
+2 
+3 
-Tính bazơ: td với dd HCl; H 2 SO 4,l → 
Fe 2+ + H 2 O 
 Fe(OH) 2 + 2HCl → 
 FeCl 2 + 2H 2 O 
Fe(OH) 2 + H 2 SO 4 → 
 FeSO 4 + 2H 2 O 
Fe(OH) 2 + 2H + → 
Fe 2+ + 2H 2 O 
-Tính khử : td với dd H 2 SO 4,đ ; HNO 3 → 
Fe 3+ + spk + H 2 O 
3Fe(OH) 2 + 10HNO 3(l) 
3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 8H 2 O 
 +2 +5 +3 +2 
Fe(OH) 2 + 4HNO 3 ,đ 
 Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 3H 2 O 
 + 2 +5 +3 +4 
2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 ,đ 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 6H 2 O 
 + 2 +6 +3 +4 
c. Điều chế: 
FeCl 2 + 2NaOH 
Fe(OH) 2 + 2NaCl 
Fe 2+ + 2OH Fe(OH) 2 ↓ 
Không có KK 
3. Muối sắt (II) 
 2FeCl 2 + Cl 2  
 2FeCl 3 
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4  
5Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O 
 9 Fe(NO 3 ) 2 + 12 HCl  
4FeCl 3 +5Fe(NO 3 ) 3 + 3NO + 6H 2 O 
 FeS + 6HNO 3  
 Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 O + H 2 SO 4 + 3NO 
 FeS 2 + 8HNO 3  
 Fe(NO 3 ) 3 + 2H 2 O + 2H 2 SO 4 + 5NO 
FeCl 2 + 2AgNO 3 → 
Fe( NO 3 ) 2 + 2AgCl 
Fe(NO 3 ) 2 + AgNO 3 → 
Fe(NO 3 ) 3 + Ag 
6FeSO 4 + 3Cl 2 → 
2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2FeCl 3 
6FeSO 4 + 3Br 2 → 
2Fe 2 (SO 4 ) 3 + 2FeBr 3 
* Chú ý: 
4Fe(OH) 2 + O 2 
 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O 
4FeCO 3 + O 2 
→ 
→ 
2Fe 2 O 3 + 4CO 2 
t o 
t o 
4Fe(NO 3 ) 2 
t o 
→ 
2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 
Cách bảo quản hợp chất sắt (II) không bị oxi hoá là: 
Cho vào dung dịch muối sắt(II) một ít bột sắt: Fe +  2Fe 3+   →  3Fe 2+ 
* Ứng dụng: FeSO 4 được dùng làm chất diệt sâu bọ có hại cho thực vật, pha chế sơn, mực và dùng trong kĩ nghệ nhuộm vải . 
Fe 
+2 
Fe 
+3 
Fe 
0 
Fe 3+ + 1e  Fe 2+ 
Tính chất hóa học đặc trưng của Fe 3+ là: 
Tính oxi hóa 
Fe 3+ + 3e  Fe 
II. HỢP CHẤT SẮT (III) 
: oxit, hidroxit, muối 
1. Sắt (III) oxit : 
Fe 2 O 3 
a. Tcvl : Fe 2 O 3 là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước. 
b. Tchh: 
- Tính bazơ: td với dd HCl; H 2 SO 4,l → 
Fe 3 + + H 2 O 
 Fe 2 O 3 + 6HCl → 
 Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → 
 Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 
 Fe 2 O 3 + 6H + → 
 2FeCl 3 + 3H 2 O 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O 
 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O 
2Fe 3+ + 3H 2 O 
- Tính oxh : td với C, CO, H 2 , Al → 
Fe + hc 
Fe 2 O 3 + 3CO 
Fe 2 O 3 + 2Al 
t o 
→ 
→ 
t o 
2Fe + 3CO 2 
2Fe + Al 2 O 3 
c. Điều chế 
 2 Fe(OH) 3 
t o 
→ 
Fe 2 O 3 + 3H 2 O 
2. Sắt (III) hidroxit: 
 Fe(OH) 3 
a. Tcvl : Fe(OH) 3 là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước. 
b. Tchh: 
- Tính bazơ: td với dd HCl; H 2 SO 4,l → 
Fe 3 + + H 2 O 
 2Fe(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + 6H 2 O 
 Fe(OH) 3 + 3HCl → 
 FeCl 3 + 3H 2 O 
 Fe(OH) 3 + 3H + → 
Fe 3 + + 3H 2 O 
c. Điều chế: 
FeCl 3 + 3NaOH 
Fe(OH) 3 + 3NaCl 
Fe 3 + + 3OH Fe(OH) 3 ↓ 
3. Muối sắt (III): 
- Hợp chất sắt (III) oxi hóa nhiều kim loại 
Fe 2+ 
2FeCl 3 + Fe 
3FeCl 2 
2FeCl 3 + Cu 
2FeCl 2 + CuCl 2 
 FeCl 3 + Ag 
Không phản ứng 
- Hợp chất sắt (III) oxi hóa một số chất có tính khử 
Fe 2+ 
2FeCl 3 + 2KI 
2FeCl 3 + H 2 S 
2FeCl 2 + 2KCl + I 2 
2FeCl 2 + 2HCl + S 
* Ứng dụng : 
- FeCl 3 được dùng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ 
- Fe 2 (SO 4 ) 3 có trong phèn sắt–amoni (NH 4 ) 2 SO 4 .Fe 2 (SO 4 ) 3 . 24H 2 O 
- Fe 2 O 3 được dùng để pha chế sơn chống gỉ. 
III. Oxit sắt từ: 
Fe 3 O 4 
 1. Tcvl: 
- Là chất rắn màu đen, không tan trong nước. 
- Có tính nhiễm từ. 
 2. Tchh: 
Fe 3 O 4 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử 
a. Tính bazơ : td với dd HCl; H 2 SO 4,l → 
Fe 3 + + Fe 2+ + H 2 O 
 Fe 3 O 4 + 8HCl → 
 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O 
 Fe 3 O 4 + 4H 2 SO 4 → 
 Fe 3 O 4 + 8H + → 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + FeSO 4 + 4H 2 O 
2Fe 3+ + Fe 2+ + 4H 2 O 
b. Tính khử : td với dd H 2 SO 4,đ ;HNO 3 → 
Fe 3+ + spk + H 2 O 
3Fe 3 O 4 + 28HNO 3(l) → 
9Fe(NO 3 ) 3 + NO + 14H 2 O 
 +8/3 +5 +3 +2 
Fe 3 O 4 + 10HNO 3(đ) → 
3Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + 5H 2 O 
2Fe 3 O 4 + 10 H 2 SO 4,(đ) → 
3Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + 10H 2 O 
c. Tính oxi hóa : td với chất khử: C, CO, H 2 , Al→ 
Fe + hc 
3Fe 3 O 4 + 8 Al 
→ 
t o 
9Fe + 4Al 2 O 3 
Fe 3 O 4 + 4CO 
→ 
t o 
3Fe + 4CO 2 
3. Điều chế: 
3Fe + 2O 2 
t o 
Fe 3 O 4 
→ 
* Chú ý: 
Oxit sắt có dạng: Fe x O y 
x : y = 
= 1 : 1 → FeO 
= 2 : 3 → Fe 2 O 3 
= 3 : 4 → Fe 3 O 4 
 Fe x O y + 2yHCl → 
 xFeCl 2y/x + yH 2 O 
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 
tác dụng với 
AXIT 
DD MUỐI 
PHI KIM 
Fe 2+ + KL 
HCl, H 2 SO 4 loãng 
Fe 2+ + H 2  
HNO 3 , H 2 SO 4 đ, t o 
Fe 3+ + spk + H 2 O 
HỢP CHẤT CỦA SẮT 
HỢP CHẤT Fe 3+ 
HỢP CHẤT Fe 2+ 
TÍNH KHỬ 
TÍNH OXI HÓA 
FeO 
Fe(OH) 2 
Muối Fe 2+ 
Fe 2 O 3 
Fe(OH) 3 
Muối Fe 3+ 
SẮT 
TÍNH KHỬ 
34 
 Tính chất hóa học của sắt là 
A 
B 
tính axit. 
tính bazơ . 
C 
D 
tính khử . 
tính oxi hóa . 
CỦNG CỐ 
 Fe bị oxi hóa đến Fe 3+ khi tác dụng với dung dịch 
A 
B 
CuSO 4 . 
HCl đặc . 
C 
H 2 SO 4 loãng . 
HNO 3 loãng, dư . 
D 
Fe + 4HNO 3 loãng  Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O 
0 +5 +3 +2 
36 
 Phản ứng nào dưới đây không đúng ? 
A 
C 
 Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu. 
 Fe(NO 3 ) 2 + AgNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + Ag. 
B 
D 
2Fe + 6HCl 2 FeCl 3 + 3H 2 . 
 Fe 2 (SO 4 ) 3 + Fe 3 FeSO 4 . 
Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2  
37 
 Phản ứng nào sau đây chứng tỏ hợp chất sắt (II) có 
 tính khử? 
C 
 Fe + 4HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O . 
B 
D 
 Fe(OH) 2 + 2HCl FeCl 2 +2H 2 O. 
FeO + CO Fe + CO 2 . 
t o 
A 
2FeCl 2 + Cl 2 2FeCl 3 . 
+2 +3 
+2 +2 
0 +3 
+2 0 
 Thực hiện các thí nghiệm sau: 
(1) Đốt dây sắt trong khí clo. 
(2) Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện 
không có oxi). 
(3) Cho FeO vào dung dịch HNO 3 (loãng, dư). 
(4) Cho Fe vào dung dịch AgNO 3 dư. 
(5) Cho Fe dư vào dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng. 
Có bao nhiêu thí nghiệm tạo ra muối sắt (III)? 
B. 2. 
A. 1. 
D. 4. 
C. 3. 
 Thực hiện các thí nghiệm sau: 
(1) Đốt dây sắt trong khí clo. 
(2) Đốt nóng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện 
không có oxi). 
(3) Cho FeO vào dung dịch HNO 3 (loãng, dư). 
(4) Cho Fe vào dung dịch AgNO 3 dư. 
(5) Cho Fe dư vào dung dịch H 2 SO 4 đặc, nóng. 
Có bao nhiêu thí nghiệm tạo ra muối sắt (III) ? 
 Cho các chất sau: Fe, FeO, Fe­ 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe(NO 3 ) 2 , Fe(NO 3 ) 3 , FeS 2 , FeCO 3 , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 lần lượt tác dụng với dd HNO 3 đặc, nóng. Tổng số chất tham gia phản ứng tạo ra khí NO 2 là 
C. 8. 
A. 6. 
D. 9. 
B. 7. 
+2 +2 +2 +2 
 Cho các chất sau: Fe, FeO , Fe­ 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Fe(NO 3 ) 2 , Fe(NO 3 ) 3 , FeS 2 , FeCO 3 , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 lần lượt tác dụng với dd HNO 3 đặc, nóng. Tổng số chất tham gia phản ứng tạo ra khí NO 2 là 
 0 +2 
 Thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) thu được khi cho 8,4 gam Fe tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, dư là 
A 
B 
2,24 lít . 
13,44 lít . 
C 
4,48 lít . 
3,36 lít . 
D 
HD: 
Fe  + 3e 
 + 3e  
Bảo toàn electron: 3 nFe = 3 nNO 
 nNO = nFe = = 0,15 mol 
 V NO = 0,15 x 22,4 = 3,36 lít . 
O 
 Cho hỗn hợp gồm 11,2 gam Fe và 32 gam Fe 2 O 3 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 
D 
B 
44 gam . 
32 gam . 
C 
50 gam . 
48 gam . 
A 
HD: 
Fe 
Fe 2 O 3 
FeCl 2 
FeCl 3 
HCl dư 
+ HCl 
dư 
Fe(OH) 2  
Fe(OH) 3  
+ NaOH 
dư 
t o 
KK 
Fe 2 O 3 
2Fe  Fe 2 O 3 
Fe 2 O 3  Fe 2 O 3 
0,2 0,1 mol 
 m rắn = (0,1 x 160) + 32 = 48 gam . 
 32g 32g 
CHÚC CÁC EM LUÔN VUI, KHỎE VÀ HỌC TỐT!