Sat

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Chuyên đề 8 - Sắt và các hợp chất của sắt.. I-TÝnh chÊt hãa häc cña s¾t vµ c¸c hîp chÊt cña s¾t :. 1) S¾t : (Fe) Lµ kim lo¹i dÔ nhiÔm tõ , cã tÝnh khö trung b×nh . a. T¸c dông víi «xi : 3Fe + 2O2 ⃗ Fe3O4 (*) t« b. Tác dụng với hầu hết các phi kim hoạt động khi đun nóng -> tạo muối Sắt (III) : « 2Fe + 3Cl2 ⃗ 2FeCl3 t « - Với các phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) : Fe + S ⃗ FeS t c. T¸c dông víi axit lo·ng  muèi S¾t (II) + H2 : Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 d. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại hoạt động yếu hơn  muối Sắt (II) + KL: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag *Lu ý : Khi cho s¾t t¸c dông víi dung dÞch muèi S¾t (III) ph¶n øng t¹o thµnh dung dÞch muèi S¾t (II): Fe + Fe2(SO4)3  3FeSO4 e. Tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh (H 2SO4 đặc nóng ,HNO3 loãng ,đặc nóng... ) -> ôxi ho¸ thµnh muèi S¾t (III). *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng -> Khí không màu, mùi hắc thoát ra (SO2). 2Fe + 6H2SO4 đặc ⃗ Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O t« *T¸c dông víi HNO3 -> MuèÝ S¾t (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O. - Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra ,khí đó có thể là (N2O , N2) PT : 8Fe + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O t« - Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra sau đó hoá nâu ngoài không khí ,khí đó là (NO) PT : Fe + 4HNO3 đặc ⃗ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O t« 2NO + O2  2NO2 (nâu đỏ) - Nếu xuất hiện khí nâu đỏ ,khí đó là (NO2) « PT : Fe + 6HNO3 đặc ⃗ Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O . t - Nếu cho kim loại Sắt tác dụng với HNO3 thu đợc 2 muối,trong đó phải có 1 muối là NH4NO3 PT : 8Fe + 30HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O . t« 2 =>Lu ý : Sắt không phản ứng với D HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội. *Điều chế : - Dùng các chất khử mạnh nh : H2 , Al , C , CO ....để khử các ôxit Sắt ở nhiệt độ cao hoặc ®iÖn ph©n dung dÞch muèi S¾t (II) 2) C¸c «xit cña S¾t : (FeO, Fe3O4 , Fe2O3) + Lµ nh÷ng «xit baz¬ kh«ng tan trong níc : - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ ( HCl ,H2SO4 lo·ng) -> Muèi t¬ng øng vµ níc FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O. Fe2O3 + 3H2SO4 (l)  Fe2(SO4)3 + 3H2O. Tæng qu¸t : FexOy + 2yHCl  xFeCl2y/x + yH2O . 2FexOy + 2yH2SO4 lo·ng  xFe2(SO4)2y/x + 2yH2O . =>Lu ý : S¾t tõ «xit (Fe3O4 hoÆc cã thÓ viÕt FeO.Fe2O3) t¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi hoá cho dung dịch 2 muối trong đó có 1 muối Sắt (II) và 1 muối Sắt (III). Fe3O4 + 4H2SO4 (l)  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ôxi hoá ( HNO3 nóng , H2SO4 đặc ,nóng)  đều bị ôxi hoá lên muối Sắt (III) *Tác dụng với H2SO4 đặc  Sắt (III) sufat + Khí không màu, mùi hắc thoát ra (SO2) + H2O . 2FeO + 4H2SO4 đặc ⃗ Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O . t« « 2 Fe3O4 + 10H2SO4 đặc ⃗ 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O . t Fe2O3 + 3H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 3H2O ⃗ Tæng qu¸t : 2FexOy + (6x - 2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x – 2y) SO2 + (6x - 2y)H2O t« *T¸c dông víi HNO3 -> Muèi S¾t (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O. PT : 8FeO + 26HNO3 lo·ng ⃗ 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O . t« « ⃗ 3Fe3O4 + 28HNO3 đặc t 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O . « Tæng qu¸t : 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 ⃗ 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y) NO + (6x - y)H2O . t - Bị khử những chất khử ở nhiệt độ cao nh : CO , C , H2 , Al ,... Ph¶n øng khö x¶y ra theo c¬ chÕ khö tõ : Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe PT : 3CO + Fe2O3 ⃗ 2Fe + 3CO2 . t« Tæng qu¸t : yCO + FexOy ⃗ t « xFe + yCO2 . « yH2 + FexOy ⃗ xFe + yH2O . t « 2yAl + 3FexOy ⃗ yAl2O3 + 3xFe t *Lu ý : NÕu ®Çu bµi chØ cho biÕt khö «xit S¾t  ta coi «xit bÞ khö vÒ S¾t ..

<span class='text_page_counter'>(2)</span> 2Fe(OH)3 ⃗ Fe2O3 + 3H2O . t« « Fe(OH)2 ⃗ FeO + H2O . hay 3Fe + 2O2 ⃗ Fe3O4 t t« 3) S¾t (II) hi®r«xit Fe(OH)2) , S¾t (III) hi®r«xit Fe(OH)3) + Là những bazơ (Fe(OH)2 màu lục nhạt), (Fe(OH)3 màu nâu đỏ) không tan trong nớc: - T¸c dông víi dung dÞch axit -> Muèi S¾t t¬ng øng vµ níc Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O . 2Fe(OH)3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 6H2O . *Lu ý : Tõ Fe(OH)2 cã thÓ chuyÓn thµnh Fe(OH)3 khi nung Fe(OH)2 trong kh«ng khÝ theo ph¶n øng : ⃗ 4Fe(OH)2l ôc nh¹t + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3nâu đỏ t« - BÞ nhiÖt ph©n huû -> ¤xit S¾t t¬ng øng vµ níc : 2Fe(OH)3 ⃗ Fe2O3 + 3H2O t« « Fe(OH)2 ⃗ FeO + H2O t 4) Muèi cña S¾t : - Gåm 2 lo¹i chÝnh : Muèi S¾t (II) vµ muèi S¾t (III) a- Muèi S¾t (II) : (Cã mµu lôc nh¹t ) - Chia thµnh 2 lo¹i : *Muèi s¾t (II) kh«ng tan trong níc: FeS , FeS2 , FeCO3 ,…. - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ : (HCl , H2SO4 lo·ng …) FeS + H2SO4 lo·ng FeSO4 + H2S (Phản ứng dùng để điều chế H2S) FeS2 + H2SO4 lo·ng FeSO4 + H2S + S (Phản ứng dùng để điều chế S) FeCO3 + 2HCl  FeCl2 + CO2 + H2O . - Tác dụng với dung dịch axit có tính ôxi hoá : (HNO3 , H2SO4 đặc …) 3FeCO3 + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O . 2FeCO3 + 4H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O . FeS + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO + H2SO4 + 2H2O . ⃗ - T¸c dông víi «xi d: 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 . t«  Nung FeCO3 trong ®iÒu kiÖn kh«ng cã kh«ng khÝ : FeCO3 ⃗ t « FeO + CO2  Nung FeCO3 trong ®iÒu kiÖn cã kh«ng khÝ d : 4FeCO3 + O2 ⃗ 2Fe2O3 + 4CO2 t« «  Nung FeCO3 trong b×nh chøa H2 d : 4FeCO3 + H2 ⃗ Fe + CO2 + H2O t *Muèi s¾t (II) tan trong níc: FeCl2 , FeSO4 , Fe(NO3)2 , …. - C¸c muèi S¾t (II) dÔ bÞ thuû ph©n trong m«i trêng níc cho dung dÞch cã tÝnh axit yÕu (lµm nh¹t mµu qu× tÝm chuyÓn sang hång )(PH<7). - T¸c dông víi «xi : Sôc «xi vµo dung dÞch muèi S¾t (II)  Muèi S¾t (III) + Fe(OH)3 12FeCl2 + 3O2 + 6H2O  4Fe(OH)3 + 8FeCl3 - T¸c dông víi dung dÞch kiÒm : FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2 + Na2SO4 - Khi cho kim loại đứng trớc Sắt trong dãy hoạt động hoá học (trừ kim loại tan trong nớc)vào dung dÞch muèi S¾t (II)  muèi míi vµ kim lo¹i S¾t: 2Al + 3FeSO4  Al2(SO4)3 + 3Fe + §iÒu chÕ :. - T¸c dông víi dung dÞch NH3 :. Fe(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O. . Fe(OH)2 + 2NH4NO3 .. - T¸c dông víi dung dÞch muèi : FeCl2 + Na2S  FeS + 2NaCl . - Dung dÞch muèi S¾t (II) cã kh¶ n¨ng lµm mÊt mµu níc Clo hoÆc níc Br«m muèi S¾t (III) : 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3 2FeSO4 + Br2  2FeSO4Br VD: Hoà tan 7,2 gam FeO vào dung dịch H 2SO4 loãng vừa đủ thu đợc dung dịch A.Sục khí Cl2 tới d vào A, đem cô cạn dung dịch thu đợc m gam muối khan . Tính m ? - Dung dÞch muèi S¾t (II) lµm mÊt mµu dung dÞch thuèc tÝm (KMnO4)trong m«i trêng axit: 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⃗ t « 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O. « ⃗ 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 6MnSO4 + 10Cl2 + 3K2SO4 + 24H2O. t *Lu ý : NhËn biÕt dung dÞch muèi S¾t (II) b»ng dung dÞch kiÒm hoÆc níc Br2 ,KMnO4. b - Muối Sắt (III) : (Có màu nâu đỏ) + Kh«ng tån t¹i muèi S¾t : Fe2(CO3)3 ,Fe2(SO3)3 ,… - Chia thµnh 2 lo¹i : *Muèi s¾t (III) kh«ng tan trong níc: Fe2S3 , Fe2(SiO3)3 , FePO4 , … - T¸c dông víi dung dÞch axit kh«ng cã tÝnh «xi ho¸ : (HCl , H2SO4 lo·ng …) Fe2S3 + 3H2SO4 lo·ng  Fe2(SO4)3 + 3 H2S. (Phản ứng dùng để điều chế H2S) *Muèi s¾t (III) tan trong níc: FeCl3 , Fe(NO3)3 , Fe2(SO4)3,… + C¸c muèi S¾t (III) tan dÔ bÞ thuû ph©n trong m«i trêng níc cho dung dÞch cã tÝnh axit yÕu (lµm nh¹t mµu qu× tÝm chuyÓn sang hång )(PH<7) : - Tác dụng với dung dịch kiềm : Fe2(SO4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3nâu đỏ + 3Na2SO4 . - Tác dụng với kim loại đứng trớc Ag trong dãy hoạt động hoá học của kim loại : Cu + 2Fe(NO3)3  Cu(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 Fe + 2FeCl3  3 FeCl2 *Lu ý : - Gi÷a muèi S¾t (II) vµ muèi S¾t (III) cã mèi quan hÖ chuyÓn ho¸ : Fe (II) <-> Fe (III) Fe2+  Fe3+: 2FeCl2 + Cl2  2FeCl3. Fe3+  Fe2+: Cho Fe3+ phản ứng với kim loại từ Fe cho đến Cu trong dãy hoạt động của kim loại..

<span class='text_page_counter'>(3)</span>  2FeCl3 + Fe  3FeCl2.  2FeCl3 + Cu  2FeCl2 + CuCl2. 2FeCl3 + 2KI  2FeCl2 + 2KCl + I2 2FeCl3 + H2S  2FeCl2 + S + 2HCl. II - Bµi to¸n vµ ph¬ng ph¸p gi¶i:. * Lu ý : - §èi víi bµi to¸n cã s¾t hoÆc muèi s¾t t¸c dông víi dung dÞch axit hoÆc kiÒm cÇn n¾m râ axit, kiÒm cho d hay ph¶n øng hÕt , nung kÕt tña trong ch©n kh«ng hay trong kh«ng khÝ .ViÕt PTP¦ theo thø tù nÕu kh«ng râ rµng cÇn biÖn luËn ,… - Sau mỗi phản ứng hoặc hệ phản ứng cần xác định rõ: Chất còn d , chất hết , sản phẩm tạo thµnh,… víi sè mol lµ bao nhiªu ? Chó ý vËn dông ph¬ng ph¸p b¶o toµn sè mol nguyªn tè s¾t . - NÕu ®Çu bµi cho biÕt tØ lÖ vÒ khèi lîng cña c¸c chÊt trong hçn hîp cÇn chuyÓn vÒ tØ lÖ theo sè mol, sau đó đặt số mol của 1 chất rồi suy ra số mol của các chất còn lại . - Đối với các bài toán khử sắt ôxit cần chú ý tới hiệu suất khử đã đạt 100% ch a, sản phẩm thu đợc có phải chỉ có Sắt hay không . - Trong c¸c ph¶n øng gi÷a S¾t vµ c¸c hîp chÊt cña S¾t (II) víi dung dÞch axit cã tÝnh «xi ho¸ th× kim lo¹i S¾t lu«n bÞ «xi hãa lªn ho¸ trÞ cao nhÊt lµ S¾t (III). - Đối với các bài toán yêu cầu xác định công thức của oxit Sắt cần đa về tỉ lệ x/y, lấy giá trị phần nguyªn nhá nhÊt cña tØ sè x/y  c«ng thøc cÇn t×m . C©u 1. C©u 2. C©u 3 C©u 4.  Bµi tËp vËn dông : Đốt cháy hoàn toàn 2,24 gam bột sắt trong oxi d. Chất rắn thu đợc cho tác dụng hết với dung dịch HCl đợc dung dịch A. Cho NaOH d vào A. Kết tủa thu đợc đem nung trong không khí tới khối lợng không đổi. Khối lợng cuả chất rắn thu đợc là : A. .23 gam B. 32 gam C. 34 gam D. 35 gam Cho 3,44 gam hỗn hợp Fe và Fe 3O4 tác dụng hết với dung dịch HCl thu đợc dung dịch A .Cho NaOH d vào A ,lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lợng không đổi cân nặng 4 gam. Khối lợng Fe và Fe3O4 trong hỗn hợp ban đầu lÇn lît lµ : A. 2,32 g vµ 2,8 g B. 1,12 g vµ 2,32 g C. 3,23g vµ 2,8 g D. 2,8 g vµ 2,32 g. Cho a gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl. Sau khi cô cạn đợc 3,1 gam chất rắn. Nếu cho a gam Fe và b gam Mg vào dung dịch HCl nh trên thì thu đợc 3,34 gam chất rắn và 448 ml khí H2(đktc) . Tính a và b ? Một hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 . Lấy 0,4 gam X cho tác dụng với HCl d thu đợc 56 ml khí H2 (đktc) .Đem khử 1 gam hỗn hợp X bằng H2 thì thu đợc 0,2115 gam H2O . a) TÝnh % vÒ khèi lîng cña mçi chÊt trong hçn hîp .. b). C©u 5 C©u 6 C©u 7 C©u 8 C©u 9. C©u 10. C©u 11 C©u 12. C©u 13. C©u 14. Tính thể tích dung dịch HNO 3 0,5M phải dùng để hoà tan hết 1 gam hỗn hợp X trên ,ph¶n øng cho khÝ NO Hoà tan một khối lợng m gam FexOy bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng. Thu đợc dung dịch A và khí B .Cho khí B hấp thụ hoàn toàn bởi dung dịch NaOH d tạo ra 12,6 gam muối. Mặt khác cô cạn dung dịch A thu đợc 120 gam muối khan. Xác định công thức của FexOy . Để m gam phôi bào sắt A ngoài không khí thu đợc 12 gam hỗn hợp rắn B gồm : Fe , FeO , Fe 3O4 , Fe2O3 .Hoà tan B bằng dung dịch HNO3 d thu đợc 2,24 lít khí NO duy nhất ở (đktc) .Viết các phơng trình phản ứng và tính m ? Hoµ tan hoµn toµn 7,2 gam mét «xit s¾t Fe xOy cÇn 69,52 ml dung dÞch HCl 10% cã khèi lîng riªng d= 1,05 g/ml .X¸c định công thức hoá học của ôxit sắt . Cho m gam hỗn hợp A gồm : Fe 3O4 ,FeCO3 tác dụng với dung dịch HNO 3 d thu đợc 11,2 lít hỗn hợp khí B gồm 2 khí (®ktc) .TØ khèi cña B so víi H2 b»ng 22,6 .TÝnh m ? Cho X lít CO (đktc) đi qua ống sứ đựng a gam Fe 2O3 đốt nóng. Giả sử chỉ có phản ứng khử Fe2O3  Fe. Sau phản ứng thu đợc hỗn hợp khí Yđi qua ống sứ có tỉ khối so với H 2 là 17,5 . Nếu hoà tan chất rắn còn lại trong ống sứ thì thấy tốn hết 50 ml dung dịch H2SO4 0,5M .Còn nếu dùng dung dịch HNO3 thì thu đợc một loại muối sắt duy nhất có khối lợng nhiÒu h¬n khèi lîng cña chÊt r¾n B lµ 8,48 gam. a. TÝnh % thÓ tÝch c¸c khÝ trong hçn hîp Y. b. TÝnh X vµ a? Cho V lít CO qua ống sứ đựng 5,8 gam một ôxit của Sắt nóng đỏ một thời gian thu đ ợc hỗn hợp khí A và chất rắn B. Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO 3 loãng thu đợc dung dịch C và 0,78 lít khí NO (đktc). Cô cạn C thu đợc 18,15 gam mét muèi khan. NÕu hoµ tan hoµn toµn B b»ng dung dÞch HCl th× thÊy tho¸t ra 0,672 lÝt khÝ (®ktc). 1. Xác định công thức của ôxit Sắt và tính thành phần % các chất trong B. 2. TÝnh V vµ tÝnh % theo thÓ tÝch c¸c khÝ trong A. BiÕt tØ khèi cña A so víi H2 b»ng 17,2. 3. NÕu kh«ng hoµ tan B b»ng dung dÞch HNO3 Hoà tan hết 22,4 gam bột Fe trong 500 ml dung dịch HCl 2M . Cho luồng khí Cl 2 qua dung dịch . Đun nóng đựơc dung dịch A . Thêm NaOH d vào dung dịch A thu đợc hỗn hợp 2 kết tủa . Nung hỗn hợp này ngoài không khí đợc chất rắn có khối lợng giảm 15,12% so với khối lợng kết tủa tạo thành . Tính nồng độ mol các chất trong dung dịch A. ôxi hoá hoàn toàn 4,368 gam bột Fe thu đợc 6,096 gam hỗn hợp X gồm 2 ôxit của sắt. Chia X làm 3 phần bằng nhau. 1) Cần bao nhiêu lít H2 (đktc) để khử hoàn toàn các ôxit trong phần 1. 2) TÝnh thÓ tÝch khÝ NO duy nhÊt tho¸t ra ë (®ktc) khi hoµ tan hoµn toµn phÇn thø 2 b»ng dung dÞch HNO 3 lo·ng. 3) PhÇn thø 3 trén víi 10,8 gam bét nh«m råi tiÕn hµnh ph¶n øng nhiÖt nh«m (hiÖu suÊt 100%) .Hoµ tan hçn hợp thu đựơc sau phản ứng bằng dung dịch HCl d.Tính thể tích khí thoát ra ở (đktc). Cho hỗn hợp bột Fe và Cu vào bình chứa 200ml dung dịch H 2SO4 loãng ,d thu đợc 4,48 lít H2 (đktc), dung dịch A và 1 chất không tan B. Để ôxi hoá các sản phẩm trong bình ngời ta thêm vào đó 20,2 gam KNO 3 .Sau khi phản ứng xảy ra thu đợc 1 chất khí không màu hoá nâu ngoài không khí và dung dịch C. Để trung hoà lợng axit d trong dung dịch cần 200 ml dung dÞch NaOH 2M. a. TÝnh khèi lîng cña c¸c kim lo¹i vµ thÓ tÝch khÝ kh«ng mµu.. b. Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4 . Cho 76,72 gam hỗn hợp A gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với V ml dung dịch HNO3 4M đun nóng thu đợc dung dịch B, 6,272 lÝt hçn hîp khÝ C (®ktc) gåm NO vµ N2O .cã tØ khèi víi H2 b»ng 16 , cßn l¹i 7,28 gam chÊt r¾n kh«ng tan .Läc, rửa để tách chất rắn đó, thu đợc dung dịch D .Hoà tan chất rắn trong lợng d dung dịch HCl đun nóng thấy tan hết và thu đợc 2,912 lít khí H2 (đktc) . a. TÝnh % khèi lîng c¸c chÊt trong A. b. Khi cô cạn dung dịch D thì thu đợc bao nhiêu gam muối khan..

<span class='text_page_counter'>(4)</span> C©u 15. C©u 16. c. TÝnh V? Hçn hîp A gåm : Fe ,FeO ,Fe 3O4 trén víi nhau theo tØ lÖ vÒ khèi lîng 7:3,6:17,4 .Hoµ tan hoµn toµn hçn hîp A b»ng dung dịch HCl thu đợc dung dịch B .Lấy 1/2 dung dịch B cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa C.Lấy 1/2 dung dịch B cho khí Cl2 đi qua đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn ,đun nóng thêm NaOH tới d ,thu đợc kết tủa D. Kết tủa C và D có khối lợng chênh lệch nhau 1,7 gam .Nung D + C trong không khí thì thu đợc m gam chất rắn E .ViÕt c¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng .TÝnh khèi lîng c¸c chÊt trong A vµ tÝnh m?.

<span class='text_page_counter'>(5)</span>