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 khi cho Fe tác dụng với dd HCl, H 2 SO 4 loãng? Xác định vai trò của các chất °GV:HNO 3đ, nóng; H 2 SO 4đặc nóng là những chất oxi hóa mạnh, sẽ oxi hóa Fe về mức oxi hóa nào ? Viết pthh °GV: y/cHS viết ptpư của Fe với dung dịch HNO 3 loãng, và cho biết sp khác với t/h trên hay không ? °GV:Fe tác dụng được với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội hay không ? °GV:Hãy viết pư xảy ra khi cho Fe vào các dung dịch CuSO 4 ; FeCl 3 , xác định vai trò của các chất ? °GV:ở nhiệt độ thường Fe có khử được nước hay không ? °HS: Ở nhiệt độ thường sắt không tác dụng với oxi.Mà Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tố phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 hoặc +3 °HS: 0 0 +2 -2 Fe + S → t FeS 3Fe + 2O 2 → t Fe 3 O 4 ( FeO.Fe 2 O 3 ) 0 0 s +3 -1 2Fe + 3Cl 2 → t 2FeCl 3 °HS: Fe + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 C.K C.OXH °HS: HNO 3đ, nóng; H 2 SO 4đặc nóng là những chất oxi hóa mạnh, sẽ oxi hóa Fe về mức oxi hóa +3 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 °HS: Fe+4HNO 3 →Fe(NO 3 ) 3 +NO + 2H 2 O Các sp khác: N 2 ; NH 4 NO 3 ; N 2 O °HS: Fe không tác dụng được với HNO 3 đặc nguội, H 2 SO 4 đặc nguội.s °HS: Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu C.k C Oxh Fe + 2FeCl 3 → 3FeCl 2 °HS: ở nhiệt độ thường Fe không khử được nước. Hoạt động 4: Trạng thái tự nhiên và điều chế IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN – ĐIỀU CHẾ 1/ Trạng thái tự nhiên: - Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất. °GV: yêu cầu HS dựa vào SGK nêu sắt trong tự °HS: - Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ - Sắt tồn tại ở dạng hợp chất:quặng manhetit (Fe 3 O 4 ),hemanhetit đỏ Fe 2 O 3 ), hematit nâu ( Fe 2 O 3 .nH 2 O), pirit (FeS 2 ) - Sắt có trong hemoglobin của máu - Những thiên thạch từ khoảng không gian của vũ trụ chứa Sắt tự do. 2/ Điều chế: trong công nghiệp từ quặng sắt. - Phương pháp nhiệt luyện: VD: Fe 2 O 3 + 3 CO → t 2Fe + 3 CO 2 nhiên °GV: phương pháp điều chế kim loại? trái đất. - Sắt tồn tại ở dạng hợp chất:quặng manhetit (Fe 3 O 4 ),hemanhetit đỏ Fe 2 O 3 ), hematit nâu ( Fe 2 O 3 .nH 2 O), pirit (FeS 2 ) - Sắt có trong hemoglobin của máu - Những thiên thạch từ khoảng không gian của vũ trụ chứa Sắt tự do. °HS: Fe 2 O 3 + 3 CO → t 2Fe + 3 CO 2 Củng cố: Trắc nghiệm: Câu 1: Sắt vừa thể hiện hóa trị II vừa thể hiện hóa trị III khi tác dụng. A. Cl 2 B. Dung dịch HCl C. O 2 D. S Câu 2: Tính chất vật lý nào sau đây của Sắt khác với các đơn chất kim loại khác. A.Tính dẻo, dễ rèn. B.Dẫn điện và nhiệt tốt. C. Có tính nhiễm từ. D.Là kim loại nặng. Câu 3: Phản ứng nào sau đây không thể xảy ra: A.Sắt tác dụng với dung dịch HCl. B.Sắt tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng. C. Sắt tác dụng với dung dịch HNO 3 . D. Sắt tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc nguội Câu 4: Cho sắt tác dụng với HNO 3 loãng ta thu được hợp chất của sắt là: A. Muối sắt (III) B. Muối sắt (II) C.Oxit sắt (III) D. Oxit sắt (II) Câu 5: Tính khử của Sắt được thể hiện khi: A. Nhường 2 electron ở phân lớp 4s. B. Nhường 1 electron ở phân lớp 3d. C.Nhường 2 electron ở phân lớp 4s hoặc nhường thêm 1 electron ở phân lớp 1d. D. Nhận 2 electron ở phân lớp 3d. . nguội Câu 4: Cho sắt tác dụng với HNO 3 loãng ta thu được hợp chất của sắt là: A. Muối sắt (III) B. Muối sắt (II) C.Oxit sắt (III) D. Oxit sắt (II) Câu 5:. nhiên: - Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất. °GV: yêu cầu HS dựa vào SGK nêu sắt trong tự °HS: - Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ - Sắt tồn tại