SGK Hóa Học 12 - Bài 32: Hợp chất của sắt
Ị / . HỢP CHẤT CỦA SẮT Biết tính chất vật lí và hoá học của một số họp chất sắt(ll), sắt(lll). Biết ứng dụng và phương pháp điều chế một số họp chất của sắt. I- HỌP CHẤT SẮT(II) Trong các phản ứng hoá học, ion Fe2+ dễ nhường 1 electron để trở thành ion Fe3+ : Fe2+ —> Fe3++ e Như vậy, tính chất hoá học đặc trưng của hợp chất sắt(II) là tính khử. Sắt(ll) oxit Sắt(II) oxit (FeO) là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên ; FeO tác dụng với dung dịch HNO3 được muối sắt(III) : +2 +5 Q +3 +2 3FeO+ .10HNO3 (loãng) —C-> 3Fe(NO3)3 + NO? + 5H2O +5 +2 lon Fe2+ khử N của HNO3 thành N. Phương trình ion rút gọn như sau : 3FeO + NO“ + 10H+ -> 3Fe3+ + NOT + 5H2O Sắt(II) oxit có thể điều chế bằng cách dùng H2 hay co khử sắt(III) oxit ở 500°C : Fe2O3 + CO —2FeO + CO2t sắt(ll) hiđroxit Sắt(II) hiđroxit (Fe(OH)2) nguyên chất là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước. Trong không khí, Fe(OH)2 dễ bị oxi hoá thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ. Khi cho dung dịch muối sắt(II) vào dung dịch kiềm, lúc đầu ta thu được kết tủa màu trắng hơi xanh, sau đó chuyển dần sang màu nâu đỏ. Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2ị 4Fe(OH)2 + 02 + 2H2O -> 4Fe(OH)3i Vì vậy, muốn có Fe(OH)2 tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí. Muối sắt(ll) Đa số muối sắt(II) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ : FeSO4.7H2O ; FeCl2.4H2O. Muối sắt(II) dễ bị oxi hoá thành muối sắt(III) bởi các chất oxi hoá. Thí dụ : ■ +2 0 +3 2FeCl2 + Cl2 -> 2FeCỊj Muối sắt(II) được điều chế bằng cách cho Fe (hoặc FeO ; Fe(OH)2) tác dụng với axit HC1 hoặc H2SO4 loãng : Fe + 2HC1 -> FeCl2 + H2f FeO + H2SO4 -> FeSO4 + H2O Chú 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) Trong các phản ứng hoá học, ion Fe3+ có khả năng nhận 1 hoặc 3 electron để trở thành ion Fe2+ hoặc Fe : Fe3+ + le -> Fe2+ Fe3+ + 3e —> Fe Như vậy, tính chất hoá học đặc trưng của họp chất sắt(III) là tính oxi hoá. Sắt(lll)oxit Sắt(III) oxit (FeọO3) là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước. Sắt(III) oxit là oxit bazơ nên dễ tan trong các dung dịch axit mạnh. 77» dụ : Fe2O3 + 6HC1 -> 2FeCl3 + 3H2O Ở nhiệt độ cao, Fe9O3 bị co hoặc H2 khử thành Fe. Fe2O3 + 3CO —2Fe + 3CO2t Sắt(III) oxit có thể điều chế bằng phản ứng phân huỷ Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao : 2Fe(OH)3 —Fe2O3 + 3H2O Sắt(III) oxit có trong tự nhiên dưới dạng quặng hematit dùng để luyện gang. sắt(lll) hỉđroxit Sắt(III) hiđroxit (Fe(OH)3) là chất rắn, màu nâu đỏ, khống tan trong nước nhưng dễ tan trong dung dịch axit tạo thành dung dịch muối sắt(III). 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 6H2O Sắt(III) hiđroxit được điều chế bằng cách cho dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch muối sắt(III). Thí dụ : FeCl3 + 3NaOH -> Fe(OH)3ị + 3NaCl Muối sắt(lll) Đa số muối sắt(III) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước. Thí dụ : FeCl3.6H2O ; Fe2(SO4)3.9H2O Các muối sắt(III) có tính oxi hoá, 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 dung dịch), sau một thời gian ta thấy dung dịch chuyển dần sang màu xanh nhạt (màu của ion Fe2+ trong dung dịch). 0 +3 +2 Fe + 2FeCl3 ->,3FeCl2 Cho bột đồng vào dung dịch muối sắt(III), ta thấy màu xanh xuất hiện (màu của ion Cu2+ trong dung dịch). 0 +3 +2 +2 Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2 Muối FeCl3 được dùng làm chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ. BÀI TẬP Viết phương trình hoá học của các phận ứng trong quá trình chuyển đổi sau : FeS2 -W Fe2O3 FeCI3 Fe(OH)3 Fe2O3M FeO A- FeSO4 Fe Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít khí H2 (đktc), dung dịch thu được cho bay hơi được tinh thể FeSO4.7H2O có khối lượng là 55,6 gam. Thể tích khí H2 (đktc) được giải phóng là A. 8,19 lít. B. 7,33 lít. c. 4,48 lít. D. 6,23 lít. Ngâm một đinh sắt nặng 4 gam trong dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 4,2857 gam. Khối lượng sắt tham gia phản ứng là A. 1,9990 gam. B. 1,9999 gam. c. 0,3999 gam. D. 2,1000 gam. Hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. Trong hỗn hợp A, mỗi oxit đều có 0,5 mol. Khối lượng của hỗn hợp A là A. 231 gam. B. 232 gam. c. 233 gam. D. 234 gam. Khử hoàn toàn 16 gam Fe2O3 bằng khí co ở nhiệt độ cao. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư. Khối lượng kết tủa thu được là A. 15 gam. • B. 20 gam. c. 25 gam. , D. 30 gam.