Bài 31. Sắt

Tuần: Tiết: Ngày soạn: . CHƯƠNG 7: SẮT VÀ MỘT SỐ HỢP KIM QUAN TRỌNG §31: SẮT I. Mục tiêu: 1/ Kiến thức: Biết được: Vị trí, cấu hình e lớp ngoài cùng, tính chất vật lý của sắt. -Tính chất hóa học của sắt: tính khử trung bình (tác dụng với oxi, lưu huỳnh, clo, nước, dung dịch axit, dung dịch muối). - Sắt trong tự nhiên ( các oxit sắt, FeCO 3 , FeS 2 ). 2/ Kỹ năng: - Dự đoán, kiểm tra bằng thí nghiệm và kết luận được tính chất hóa học của sắt. - Viết các phương trình hóa học minh họa tính khử của sắt. - Tính thành phần phần trăm về khối lượng sắt trong hỗn hợp phản ứng. Xác định tên kim loại dựa vào số liệu thực nghiệm. II. Chuẩn bị: 1/ Giáo viên: giáo án, hện thống câu hỏi 2/ Học sinh: soạn bài trước ở nhà theo yêu cầu của giáo viên. III. Các hoạt động chủ yếu: Nội dung Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Hoạt động 1: Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình e nguyên tử I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH E NGUYÊN TỪ - Số thứ tự: 16, thuộc nhóm VIIIB, chu kỳ 4. -Cấu hình e:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Fe 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 Fe 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 - Trong hợp chất, sắt có số oxi hoá là +2, +3. Vd: FeO, Fe 2 O 3 °GV: yêu cầu tìm vị trí của Fe trong BTH và cho biết số hiệu nguyên tử và NTKTB của Fe . °GV: yêu cầu HS viết cấu hình e của Fe, Fe 2+ , Fe 3+ °GV:Yêu cầu HS xác định số ôxi hóa của Fe trong các hợp chất sau: FeO, Fe 2 O 3 , FeCl 3 , Fe 2 (SO 4 ) 3 .Cho biết trong hợp chất ,sắt có số oxi hóa là? °HS: Số thứ tự: 16, thuộc nhóm VIIIB, chu kỳ 4. NTKTB là 56 °HS: Fe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Fe 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 Fe 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 °HS: Trong hợp chất, sắt có số oxi hoá là +2, +3. Hoạt động 2: Tính chất vật lý II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ - Fe là kim loại màu trắng hơi xám, khối lượng riêng lớn (D=7,9g/cm 3 ). t nc 1540 0 C. - Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ. °GV: Dựa vào kiến thức đã có, kết hợp SGK hãy cho biết sắt có những tính chất vật lí đặc biệt gì ? °HS: - Fe là kim loại màu trắng hơi xám, khối lượng riêng lớn (D=7,9g/cm 3 ). t nc 1540 0 C. - Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ. Hoạt động 3: Tính chất hóa học III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC - Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu Fe  Fe 2+ + 2e - Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh Fe  Fe 3+ + 3 e ⇒ Sắt là kim loại có tính khử trung bình. °GV: Sắt có bao nhiêu e ở lớp ngoài cùng ? Trong các phản ứng hóa học nguyên tử sắt dễ nhường bao nhiêu e ? °HS: Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2. Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đấn số oxi hóa +3 °HS: Sắt là kim loại có tính khử trung bình. 1/ Tác dụng với phi kim -Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tố phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3 a/ Tác dụng với lưu huỳnh Fe + S  → t FeS b/ Tác dụng với oxi 3Fe+2O 2  → t Fe 3 O 4 ( FeO.Fe 2 O 3 ) c/ Tác dụng với clo 2Fe + 3Cl 2  → t 2FeCl 3 2/ Tác dụng với axit a/ Với dd HCl, H 2 SO 4 loãng VD: Fe + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 Pt ion: Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 b/ Với dd HNO 3 và H 2 SO 4 đặc +Với H 2 SO 4 đặc, nóng; HNO 3 đặc, nóng vd:0 +6 +3 +4 2Fe+6H 2 SO 4 →Fe 2 (SO 4 ) 3 +3SO 2 +6H 2 O sắt (III) sunfat 0 +5 +3 +4 Fe+6HNO 3 →Fe(NO 3 ) 3 +3NO 2 + 3H 2 O + Với HNO 3 loãng: Fe+4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O + Với HNO 3 đặc, nguội;H 2 SO 4 đặc, nguội: Fe không phản ứng. 3/ Tác dụng với dd muối VD: Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu C.k C Oxh 4/ Tác dụng với nước - Ở nhiệt độ cao sắt khử hơi nước tạo ra H 2 , F 3 O 4 hoặc FeO 3Fe + 4H 2 O  → < 5700t Fe 3 O 4 + 4 H 2 Fe + H 2 O  → > 5700t FeO + H 2 °GV: Vậy tính chất hóa học của sắt là gì ? °GV: Ở nhiệt độ thường sắt tác dụng với oxi hay không ? °GV: yêu cầu HS viết pthh và xác định số oxi hóa và xác định vai trò của các chất trong pư. °GV: yêu cầu viết pư xảy ra Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT Tháp Eiffel Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT KHOAN MỎ BẠCH HỔ Giao an PoweGIÀNTu Xuan Nhi - THPT NHÀ MÁY LỌC, HỐ DẦU DỤNG QUẤT Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT Giao an Powe Tu TÀU Xuan THUỶ Nhi - THPT Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT Chương Tiết : SẮT:IX: Vò trí -cấu tạo 58 Sắt -tính chất 56 I-Vò trí bảng Fe 26 HTTH: Cấu 1s22s22p63s23d 3p66 hình: 4s2 3s2 Có lớp e Có 2e vỏ Là nguyên Giao tốandPowe 6 p d Thuộc chu kỳ IV Kim loại 4s2 Thuộc nhóm phụ Tu Xuan Nhi - THPT II -Tính chất vật lý  kim loại nặng : d = 7,9  màu trắng xám  nhiệt độ nóng chảy cao : 1540OC  có từ tính : bò nam châm hút  Dẫn điện ,nhiệt tốt Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT III-Tính chất hoá học: d d 4s2 Chưa bảo Kém bền hoà Fe0 – 2e → Fe2+ Fe2+ – 1e → Fe3+ d Bán be bảo hoà àn Trong phản ứng Fe có số Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 10 oxi hoá +2 +3 III-Tính chất hoá học: 1-tác dụng với phi kim: Fe + S → FeS Fe +2 O2 → Fe3O4 Fe +2 Cl2 3→ FeCl3 •Khi tác dụng với phi kim mạnh tạo Fe+3 • phi kim 2-tác dụng với +2 axit : yếu tạo Fe Tác dụng với dung dòch axit giải phóng H2 Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 11 2-tác dụng với axit : Tác dụng với dung dòch axit giải phóng H2 Fe0 + H+ → Fe2+ + nFe nH H2 ↑ = * Fe thụ động axit HNO3 , H2Với SO4 đặc * axit Hnguội 2SO4 ,HNO3 đặc nóng hay dung dòch HNO3 Fe bò oxi hoá đến Fe+3 Fe tác dụng với HNO3 loãng Fe + HNO3 (l) → Fe(NO3)3 + NO + H2O nFe nNO = Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 12 3-Tác dụng với dung dòch muối: Fe0 + Cu2+ → Fe2+ + ∆m = Cu ↓ 8a Trong phản ứng Fe bò ôxihoá thành Fe+2 4-Tác dụng với nước : nhiệt độ thường Fe không tác dụng với H2O Fe 3chỉ với HO nhiệt < 2O+ Fe +tác Hdụng O → Fe 2570 C độ H cao giải phóng H2 Fe2 + H2 Fe : * Al tác dụng với với H2O điều kiện thường * AlAl khử ion sắt thành Fe sắt không Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 15 Bài tập: Đốt cháy mẩu Fe oxi sau hoà tan sản phẩm thu dung dòch HCl Viết phương trình phản ứng xảy Khi cho tác dụng với với O2 có phản ứng : Fe +2 O2 → Fe3O4 Fe3O4 + HCl → FeCl2 + FECl3 + H2O Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 16 Bài tập nhà Hoà tan: hoàn toàn 3,04gam hỗn hợp Fe Cu dung dòch HNO3 thu 0,896 lit NO (đktc) a)(loãng) Viết phương trình phản ứng xảy b) Xác đònh % khối lượng chất hỗn hợp Hướng dẫn : * Viết phương trình phản ứng ôxihoá-khử * Lập phương trình cho dự kiện : khối lượng hỗn hợp số mol NO * Giải hệ xác đònh kết Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 17 Cho hỗn hợp X chứa 0,15 mol Cu 0,15 mol Fe tác dụng với HNO3 lỗng, thu sản phẩm khử 0,2 mol khí khơng màu hóa nâu khơng khí dung dịch Y Khối lượng muối khan thu sau cạn dung dịch Y : A 64,5 gam B 55,2 gam C 45,8 gam D 38,6 gam Hướng dẫn: Gọi n Fe = a n Fe = b → a + b = 0,15 0,15.2 + 2a + 3b = 0,2.3 → a = 0,15 b = m = 0,15.180 + 0,15.188 = 55,2 gam + Giao an Powe + Tu Xuan Nhi - THPT 18 Hồ tan m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeS, FeS2 S vào dung dịch HNO3 đặc, nóng, thu dung dịch Y (khơng chứa muối amoni) 49,28 lít hỗn hợp khí NO, NO2 nặng 85,2 gam Cho Ba(OH)2 dư vào Y, lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 148,5 gam chất rắn khan Giá trị m A 38,4 g B 9,36 g C 24,8 g D 27,4 g Dùng đường chéo cho hh ta có : nNO = n NO= 1,2 → Coi hh Fe S với số mol x y 3x + 6y = 1.3 + 1,2 = 4,2 0,5.x.160 + 233y = 148,5 → x = 0,4 y = 0,5 → m = 0,5.32+ 0,4.56= 38,4 gam Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 19 Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 20 Người soạn: ĐOÀN THỊ THANH THẢO Lớp: SƯ PHẠM HÓA K07 BAN CƠ BẢN Câu hỏi: Nêu tính chất hóa học chung của kim loại và cho ví dụ minh họa cho mỗi tính chất đó? Đáp án: Kim loại thể hiện tính khử: 1.Tác dụng với phi kim: 0 0 3 1 2 3 2 3 2Fe Cl FeCl + − + → 0 0 2 2 2 1 2 Mg O Mg O + − + → 0 0 2 2 Fe S Fe S + − + → 2. Tác dụng với axit: 0 1 1 2 1 0 2 2 2Mg H Cl Mg Cl H + − + − + → + ↑ ( ) 0 5 2 2 3 3 2 2 3 8 3 ( ) 2 4 l Cu H N O Cu NO N O H O + + + + → + ↑ + 0 0 6 2 4 2 4 4 2 2 2 u S 2 t Cu H S O C O S O H O + + + + → + ↑ + 3. Tác dụng với nước: 0 1 1 0 2 2 2 2 2K H O K OH H + + + → + ↑ 4. Tác dụng với muối của kim loại yếu hơn: 0 2 2 0 4 4 u SZn C O Zn SO Cu + + + → + ↓ SẮT B à i 31 I.VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ  Cấu hình electron :1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2  Vị trí: +Ô số 26 +Nhóm VIIIB +Chu kỳ 4 →Fe dễ nhường 2e ở phân lớp 4s trở thành Fe 2+ , nhường thêm 1e ở phân lớp 3d trở thành ion Fe 3+. Viết cấu hình electron của Fe(Z= 26)? Vị trí trong bảng tuần hoàn? II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ  Màu trắng hơi xám  D lớn( D=7,9 g/cm 3 )  Nóng chảy ở 1540 0 C  Tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt  Sắt có tính nhiễm từ. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC Fe là kim loại có tính khử trung bình.  Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, bị oxi hóa đến +2 Fe → Fe +2 + 2e  Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, bị oxi hóa đến +3 Fe → Fe +3 + 3e III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Tác dụng với phi kim: Ở nhiệt độ cao, Fe khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hay +3 a) Tác dụng với S 0 0 +2 -2 Fe + S → FeS b) Tác dụng với oxi 3Fe+ 2O 2 → Fe 3 O 4 c)Tác dụng với Clo 0 0 +3 -1 VD : 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3 t 0 C t 0 C t 0 C 2. Tác dụng với axit: a. Với axit HCl và H 2 SO 4(l) → muối +H 2 ↑ 0 +1 -1 +3 -1 0 Fe + 6HCl → b. Với HNO 3(l) ,HNO 3 đn’ , H 2 SO 4 đn’ : 0 +5 +3 +2 Fe + HNO 3 (l) → FeCl 3 +3H 2 ↑ Trửụứng THPT HậU LộC 4 CHàO MừNG CáC THầY CÔ GIáO Về dự KIỂM TRA BÀI CŨ Cho nguyên tố X có ký hiệu nguyên tử sau 56 x. Hãy điền các thông tin vào bảng sau? 26 Cấu hình e Vị trí trong bảng Ký hiệu hoá học Số OXH 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Ô thứ 26, CK 4, Nhóm VIII B 56 Fe +2, +3 26 Chương VII Chương 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG B I À 31 SẮT I.Vò trí trong b¶ng tn hoµn, cÊu h×nh electron nguyªn tư II. Tính chất vật lí IV. Trạng thái tự nhiên III. Tính chất hóa học SẮT I. Vò trí trong b¶ng tuÇn hoµn, cÊu h×nh electron nguyªn tö Fe 56 26  Số thứ tự: Ô số 26, chu kỳ 4, nhóm VIII B  Cấu hình (e) nguyên tử:  Viết gọn: [Ar]3d 6 4s 2  Fe +2 : [Ar]3d 6  Fe +3 :[Ar]3d 5 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Trong hợp chất Fe có 2 số oxi hoá +2, +3.Trong đó hợp chất Fe +3 bền hơn (vì cấu hình e của nó ở dạng giả bão hoà) II. Tính chất vật lí:  Là kim loại có màu trắng hơi xám, dẻo.  Nhiệt độ nóng chảy là 1540 0 C.  Khối lượng riêng là 7,9 g/cm 3 .  Có tính dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, có tính nhiễm từ. II. Tính chaát hoá học Viết các s¶n phÈm cña phương trình phản ứng sau : Fe + S → Fe + Cl 2 → Fe + HCl → Fe + HNO 3 ( l ) → Fe + CuSO 4 → FeS FeCl 3 FeCl 2 + H 2 ↑ Fe(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O FeSO 4 + Cu t 0 t 0 Có nhận xét gì từ những phản ứng trên ? II. Tính chaát hoá học Nhận xét: Fe thể hiện tính khử trung bình Fe→Fe +2 ; Fe +3 Khi tác dụng với chất OXH yếu Fe bị OXH thành Fe +2 Khi tác dụng với OXH mạnh Fe bị OXH thành Fe +3 1- Tác dụng với phi kim (S, O 2 , Cl 2 ) Ở nhiệt độ cao , sắt khử phi kim → ion âm Fe + S → 3Fe + 2O 2 → 2Fe + 3Cl 2 → FeS Fe 3 O 4 (FeO.Fe 2 O 3 ) 2FeCl 3 0 +2 0 -2 0 0 0 0 +8/3 -2 +3 - 1 2-Tác dụng với axit : a. Với HCl, H 2 SO 4 ( l ) → Fe 2+ + H 2 ↑ Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ↑ Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 ↑ b. Với HNO 3 , H 2 SO 4 : * Đặc , nguội : Fe thụ động Ứng dụng: Bình bằng sắt vận chuyển HNO 3 H 2 SO 4 đặc nguội * Đặc, nóng hoặc HNO 3 loãng sẽ oxh Fe → Fe 3+ và Fe khử N có số oxh +5, S có số oxh +6 đến mức oxh thấp hơn. Fe + HNO 3 (l) → Fe + H 2 SO 4 (đ,nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + NO + H 2 O Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 ↑ + H 2 O Fe + HNO 3 (đ.nóng) → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 + H 2 O +50 +3 +2 +3 +60 +4 24 36 6 2 +4 6 3 3 3 - Taực duùng vụựi dung dũch muoỏi (iu kin kim loi trong mui ng sau Fe) Fe 2+ Cu 2+ Fe 3+ Ag + Fe Cu Fe 2+ Ag * Taực duùng vụựi dung dũch CuSO 4 Fe + CuSO 4 * Taực duùng vụựi dung dũch AgNO 3 Fe + AgNO 3 Neỏu AgNO 3 dử Fe + 3AgNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + 3Ag FeSO 4 + Cu Fe(NO 3 ) 2 + Ag 2 2 nhiệt liệt chào mừng các thầy cô giáo đến Với hội thi giáo viên giỏi năm học 2009 - 2010 Ngờithựchiện:chu thị lan anh Khu văn phòng và nhà ở cao cấp vinaconex-1 phường Trung Hoà quận cầu giấy hà nội CẦU NGUYỄN VĂN TRỖI- TRẦN THỊ LÍ-ĐÀ NẴNG CẦU MỸ THUẬN ĐƯỜNG SẮT GIÀN KHOAN MỎ BẠCH HỔ NHÀ MÁY LỌC, HOÁ DẦU DỤNG QUẤT TÀU THUỶ CUỐC, XẺNG Từ những hình ảnh trên, hãy cho biết những vật liệu chính dùng để xây dựng, chế tạo các loại máy móc và nông cụ ? [...]...I 2 II 2 Vị trí trong BTH, cấu hình Click to add Title elctron nguyên tử sắt Tính chất vật lí Click to add Title III 2 TínhClick to add Title chất hoá học IV 2 Trạng thái tự nhiên Click to add Title I V TR TRONG BTH, ,CU HèNH ELCTRON NGUYấN T ST( XEM BTH) Fe cú STT : 26 , chunhiệt liệt chào mừng các thầy cô giáo đến Với hội thi giáo viên giỏi năm học 2009 - 2010 Ngời thực hiện: chu thị lan anh Khu văn phòng và nhà ở cao cấp vinaconex-1 phường Trung Hoà quận cầu giấy hà nội CẦU NGUYỄN VĂN TRỖI- TRẦN THỊ LÍ-ĐÀ NẴNG CẦU MỸ THUẬN ĐƯỜNG SẮT GIÀN KHOAN MỎ BẠCH HỔ NHÀ MÁY LỌC, HOÁ DẦU DỤNG QUẤT TÀU THUỶ [...]...I 2 II 2 Vị trí trong BTH, cấu hình Click to add Title elctron nguyên tử sắt Tính chất vật lí Click to add Title III 2 Tính chất to add Title Click hoá học IV 2 Trạng thái tự nhiên Click to add Title I V TR TRONG BTH, ,CU HèNH ELCTRON NGUYấN T ST( XEM BTH) Fe cú STT : 26 , ... Al > Fe : * Al tác dụng với với H2O điều kiện thường * AlAl khử ion sắt thành Fe sắt không Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 15 Bài tập: Đốt cháy mẩu Fe oxi sau hoà tan sản phẩm thu dung dòch HCl... an Powe Tu TÀU Xuan THUỶ Nhi - THPT Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT Chương Tiết : SẮT:IX: Vò trí -cấu tạo 58 Sắt -tính chất 56 I-Vò trí bảng Fe 26 HTTH: Cấu 1s22s22p63s23d 3p66 hình: 4s2 3s2... phản ứng : Fe +2 O2 → Fe3O4 Fe3O4 + HCl → FeCl2 + FECl3 + H2O Giao an Powe Tu Xuan Nhi - THPT 16 Bài tập nhà Hoà tan: hoàn toàn 3,04gam hỗn hợp Fe Cu dung dòch HNO3 thu 0,896 lit NO (đktc) a)(loãng)