Chuyen de kim loại sắt và oxit

CHUYÊN ĐỀ - SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT I-Tính chất hóa học sắt hợp chất sắt : 1) Sắt : (Fe) Là kim loại dễ nhiễm từ , có tính khử trung bình « a Tác dụng với ơxi : 3Fe + 2O2 t  Fe3O4 (*) b Tác dụng với hầu hết phi kim hoạt động đun nóng -> tạo muối Sắt (III) : « 2Fe + 3Cl2 t  2FeCl3 « Fe + S t  FeS c Tác dụng với axit loãng  muối Sắt (II) + H2 : Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 d Tác dụng với dung dịch muối kim loại hoạt động yếu  muối Sắt (II) + KL: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag *Lưu ý : Khi cho sắt tác dụng với dung dịch muối Sắt (III) phản ứng tạo thành dung dịch muối Sắt (II): Fe + Fe2(SO4)3  3FeSO4 e Tác dụng với axit có tính oxi hố mạnh (H2SO4 đặc nóng ,HNO3 lỗng ,đặc nóng ) -> ơxi hố thành muối Sắt (III) *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng -> Khí khơng màu, mùi hắc (SO2) « 2Fe + 6H2SO4 đặc t  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O *Tác dụng với HNO3 -> Muốí Sắt (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O - Nếu xuất khí khơng màu ,khí (N2O , N2) « PT : 8Fe + 30HNO3 loãng t  8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O - Nếu xuất khí khơng màu sau hố nâu ngồi khơng khí ,khí (NO) « PT : Fe + 4HNO3 đặc t  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O - Với phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) : 2NO + O2  2NO2 (nâu đỏ) - Nếu xuất khí nâu đỏ ,khí (NO2) « PT : Fe + 6HNO3 đặc t  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Nếu cho kim loại Sắt tác dụng với HNO3 thu muối,trong phải có muối NH4NO3 « PT : 8Fe + 30HNO3 lỗng t  8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O =>Lưu ý : Sắt không phản ứng với D2 HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội *Điều chế : - Dùng chất khử mạnh : H , Al , C , CO để khử ôxit Sắt nhiệt độ cao điện phân dung dịch muối Sắt (II) 2) Các ôxit Sắt : (FeO, Fe3O4 , Fe2O3) + Là ôxit bazơ không tan nước : - Tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố ( HCl ,H2SO4 loãng) -> Muối tương ứng nước FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O Fe2O3 Tổng quát : + 3H2SO4 (l)  Fe2(SO4)3 + 3H2O  xFeCl2y/x + yH2O 2FexOy + 2yH2SO4 loãng  xFe2(SO4)2y/x + 2yH2O FexOy + 2yHCl =>Lưu ý : Sắt từ ôxit (Fe3O4 viết FeO.Fe2O3) tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố cho dung dịch muối có muối Sắt (II) muối Sắt (III) Fe3O4 + 4H2SO4 (l)  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ơxi hố ( HNO3 nóng , H2SO4 đặc ,nóng)  bị ơxi hố lên muối Sắt (III) *Tác dụng với H2SO4 đặc  Sắt (III) sufat + Khí khơng màu, mùi hắc (SO2) + H2O « 2FeO + 4H2SO4 đặc t  Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O Fe3O4 « + 10H2SO4 đặc t  3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O + 3H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 3H2O « Tổng quát : 2FexOy + (6x - 2y)H2SO4 t  xFe2(SO4)3 + (3x – 2y) SO2 + (6x - 2y)H2O *Tác dụng với HNO3 -> Muối Sắt (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O « PT : 8FeO + 26HNO3 lỗng t  8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O Fe2O3 « 28HNO3 đặc t  9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O « Tổng quát : 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 t  3xFe(NO3)3 + (3x – 2y) NO + (6x - y)H2O - Bị khử chất khử nhiệt độ cao : CO , C , H2 , Al , Phản ứng khử xảy theo chế khử từ : Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe « PT : 3CO + Fe2O3 t  2Fe + 3CO2 3Fe3O4 Tổng quát : + « yCO + FexOy t  xFe « yH2 + FexOy t  xFe + yCO2 + yH2O « 2yAl + 3FexOy t  yAl2O3 + 3xFe *Lưu ý : Nếu đầu cho biết khử ôxit Sắt  ta coi ôxit bị khử Sắt « + Điều chế : 2Fe(OH)3 t  Fe2O3 + 3H2O « « Fe(OH)2 t  FeO + H2O hay 3Fe + 2O2 t  3) Sắt (II) hiđrôxit Fe(OH)2) , Sắt (III) hiđrôxit Fe(OH)3) + Là bazơ (Fe(OH)2 màu lục nhạt), (Fe(OH)3 màu nâu đỏ) không tan nước: - Tác dụng với dung dịch axit -> Muối Sắt tương ứng nước Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O Fe3O4 2Fe(OH)3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 6H2O *Lưu ý : Từ Fe(OH)2 chuyển thành Fe(OH)3 nung Fe(OH)2 khơng khí theo phản ứng : « 4Fe(OH)2lục nhạt + O2 + 2H2O t  4Fe(OH)3nâu đỏ « - Bị nhiệt phân huỷ -> Ơxit Sắt tương ứng nước : 2Fe(OH)3 t  Fe2O3 + 3H2O « Fe(OH)2 t  FeO + H2O 4) Muối Sắt : - Gồm loại : Muối Sắt (II) muối Sắt (III) a- Muối Sắt (II) : (Có màu lục nhạt ) - Chia thành loại : *Muối sắt (II) không tan nước: FeS , FeS2 , FeCO3 ,… - Tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố : (HCl , H2SO4 loãng …) FeS + H2SO4 loãng FeSO4 + H2S (Phản ứng dùng để điều chế H2S) FeS2 + H2SO4 loãng FeSO4 + H2S + S (Phản ứng dùng để điều chế S) FeCO3 + 2HCl  FeCl2 + CO2 + H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ơxi hố : (HNO3 , H2SO4 đặc …) 3FeCO3 + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O 2FeCO3 FeS + 4H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O + 6HNO3  « t  2Fe2O3 + 4SO2 « Nung FeCO3 điều kiện khơng có khơng khí : FeCO3 t  FeO + CO2 « Nung FeCO3 điều kiện có khơng khí dư : 4FeCO3 + O2 t  2Fe2O3 + 4CO2 - Tác dụng với ôxi dư:   Fe(NO3)3 + 3NO + H2SO4 + 2H2O 4FeS + 7O2 «  Nung FeCO3 bình chứa H2 dư : 4FeCO3 + H2 t  *Muối sắt (II) tan nước: FeCl2 , FeSO4 , Fe(NO3)2 , … Fe + CO2 + H2O - Các muối Sắt (II) dễ bị thuỷ phân môi trường nước cho dung dịch có tính axit yếu (làm nhạt màu q tím chuyển sang hồng )(PH