Giáo án Hóa học 12 bài 32: Hợp chất của sắt

HỢP CHẤT CỦA SẮT

=======  =======

I/ HỢP CHẤT SẮT (II)

Hợp chất sắt (II) gồm: oxit (FeO), muối, hidroxit (Fe(OH)2)

Tính chất hóa học đặc trưng là tính khử

Hợp chất sắt (II) tác dụng với chất oxi hóa sẽ bị oxi hóa thành hợp chất sắt (II) Trong các phản ứng hóa học này, ion Fe2+ có khả năng cho 1 electron để trở thành Fe : Fe3+ 2+

– 1e Fe3+

1 Sắt (II) oxit – FeO (vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử).

 Lí tính : FeO là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên

 Hóa tính : Là một oxit bazơ, tan được trong dung dịch axit, không tan được trong nước

 FeO tác dụng với dung dịch HNO3 được muối sắt (III):

( ) o 3 ( )

2 5 2

+

 Tác dụng với axit loại 1 ® Muối + Nước: FeO+H SO2 4 ®FeSO4 +H O2

 Trong một số phản ứng, FeO đóng vai trò là chất oxi hóa: Fe2+ + 2e  Fe0, thí dụ như:

o

FeO+H ¾¾¾t ®Fe+H O 3FeO+2Al¾¾¾to ®Al O2 3 +3Fe

 Điều chế :

 Khử sắt (III) oxit ở 500oC bởi H2 hay CO: Fe O2 3 +CO¾¾¾to ®2FeO+CO2 ­

 Dùng phương pháp phân hủy hợp chất không bền của sắt (II) hidroxit Fe(OH)2

ở nhiệt độ cao, không có không khí: Fe(OH)2¾¾¾to ®FeO+H O2

 Lí tính : Fe(OH)2 nguyên chất là chất rắn, màu trắng hơi xanh (màu lục nhạt), không tan trong H2O

 Hóa tính :

 Trong không khí, Fe(OH)2 dễ bị oxi hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ:

( )

4Fe(OH)2+O +2H O ®2Fe OH ¯

 Khi nung trong không khí tạo oxit sắt (III):

o

2 2 3 2

4Fe(OH)2+O ¾¾¾t ®2Fe O +2H O

 Điều chế :

 Được điều chế bằng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch muối sắt (II) và dung dịch kiềm, trong điều kiện không có không khí:

( )2

FeCl2+2NaOH®Fe OH +2NaCl

 Nếu có không khí, ban đầu FeCl2 tác dụng với NaOH tạo kết tủa màu trắng hơi xanh:

( )

2

2

Fe ++2OH- ®Fe OH ¯ (trắng xạnh nhạt)

Sau đó, tủa này kết hợp với O2 trong không khí tạo Fe(OH)3 có màu nâu đỏ

( )

4Fe(OH)2+O +2H O ®2Fe OH ¯ (nâu đỏ).

Đây là lí do: điều chế Fe(OH)2 cũng như FeO trong điều kiện không có không khí

3 Muối sắt (II)

 Lí tính : Đa số muối sắt (II) tan trong nước Khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước Thí dụ như:

FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O

 Hóa tính :

Muối sắt (II) dễ bị oxy hóa thành muối sắt (III) bởi các chất oxi hóa

2 2 3

2 2 3 2

5FeCl2+KMnO +8HCl ®5FeCl +MnCl +KCl+4H O Bị kim loại mạnh hơn đẩy ra khỏi muối:

4 2 4 3

2Al+3FeSO ® Al SO +3Fe

 Điều chế : cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng với axit HCl hoặc H2SO4 loãng

2 2

Fe+2HCl®FeCl +H ­ FeO+H SO2 4 ®FeSO4 +H O2 Lưu ý: Dung dịch muối sắt (II) điều chế được cần dùng ngay vì trong không khí sẽ chuyển

dần thành muối sắt (III)

II/ HỢP CHẤT SẮT (III)

Hợp chất sắt (III) gồm: sắt (III) oxit (Fe2O3), muối, hidroxit (Fe(OH)3)

Tính chất hóa học đặc trưng là tính oxi hóa

Trong các phản ứng hóa học, ion Fe3+ có khả năng nhận 1 hoặc 3e để trở thành ion Fe2+

hoặc Fe:

Fe3+ + 1e  Fe2+ hoặc Fe3+ + 3e  Fe

1 Sắt (III) oxit – Fe 2 O 3

 Lí tính : Fe2O3 là chất rắn, màu đỏ nâu, không tan trong nước

 Hóa tính :

 Fe2O3 là một oxit bazơ nên dễ tan được trong các dung dịch axit mạnh

Fe O +6HCl ®2FeCl +3H O Fe O2 3 +6HNO3 ®2Fe(NO3 3) +3H O2

2 3 2 4 2 4 3 2

Fe O +3H SO ® Fe (SO ) +3H O

 Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO hoặc H2 khử thành Fe:

o

Fe O +3CO¾¾¾t ®2Fe+3CO ­

 Phản ứng với chất khử mạnh: 2Al+Fe O2 3 ¾¾¾to ®Al O2 3 +2Fe+Q (phản ứng nhiệt Al)

 Điều chế : thủy phân Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao: ( ) o

2 3 2 3

 Fe2O3 có trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit dùng để sản xuất gang

 Lí tính : Fe(OH)3 là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước

 Hóa tính : Dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt (III):

( ) o ( )

2 4 2 4 2

 Điều chế : Bằng phản ứng trao đổi ion giữa dung dịch kiềm với muối sắt (III)

( )

FeCl +3NaOH® Fe OH ¯ +3NaCl

3 Muối sắt (III)

 Lí tính : Đa số muối sắt (III) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước Thí dụ như:

FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O

 Hóa tính : Các muối sắt (III) có tính oxi hóa, dễ bị khử thành muối sắt (II)

 Ngâm một đinh sắt trong dung dịch muối sắt (III) có màu vàng (màu của ion

Fe3+ trong dd), sau một thời gian, ta thấy dung dịch chuyển sang màu xanh nhạt (màu của ion Fe2+ trong dd):

3

Fe 0 + FeCl 2+ ¾¾®3+Fe Cl2 (màu xạnh nhạt)

 Cho bột đồng vào dung dịch muối sắt (III), ta thấy màu xanh xuất hiện (màu của

Cu2+ trong dd)

3 2 2

Cu FeCl CuCl FeCl

0

2

 Với axit yếu (HI, H2S): 2FeCl3 +2KI®2FeCl2 +KCl+I2

3 2 2

 Muối FeCl3 được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ

(màu vàng)

(màu vàng) (màu vàng)