Trong bài trước chúng ta đã biết sắt có vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất vậy các hợp chất của sắt như sắt 2, sắt 3, oxit sắt từ và các hợp chất của sắt có tính chất hoá học và vai trò gì?
Bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học và tính chất vật lý của các hợp chất của sắt 2 và sắt 3 oxit, oxit sắt từ Fe3O4, làm sao để điều chế các một số hợp chất của sắt.
• xem thêm: Cách giải nhanh một số bài tập về sắt Fe và hỗn hợp của sắt
I. Hợp chất của sắt II - Fe [II]
- Trong các phản ứng hoá học ion Fe2+ dễ nhường 1e để trở thành ion Fe3+
Fe2+ + 1e → Fe3+
- Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 2 - Fe [II] là tính khử
1. Tính chất hoá học của Sắt [II] oxit - FeO
- Là chất rắn, đen, không tan trong nước.
- Tính chất hoá học:
+ FeO là oxit bazơ:
- FeO tác dụng với axit HCl: Fe + HCl
FeO + 2HCl → FeCl2 + H2↑
- FeO tác dụng với axit H2SO4: Fe + H2SO4
FeO + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2O
+ FeO là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh: H2, CO, Al → Fe:
- FeO tác dụng với H2: FeO + H2
FeO + H2
- FeO tác dụng với CO: FeO + CO
FeO + CO
3FeO + 2Al
+ FeO là chất khử khi tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh:
- FeO tác dụng với O2: FeO + O2
FeO + O2 → 2Fe2O3
- FeO tác dụng với axit HNO3: FeO + HNO3
3FeO + 10HNO3 loãng → 3Fe[NO3]3 + NO + 5H2O
- Điều chế FeO:
FeCO3
Fe[OH]2
2. Oxit sắt từ Fe3O4 [FeO.Fe2O3]
- Là chất rắn, đen, không tan trong nước và có từ tính.
- Tính chất hoá học:
+ Fe3O4 là oxit bazơ:
- Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + HCl
Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
- Fe3O4 tác dụng với axit HCl: Fe3O4 + H2SO4
Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2[SO4]3 + FeSO4 + 4H2O
+ Fe3O4 là chất khử: Fe3O4 + HNO3
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe[NO3]3 + NO↑+ 14H2O
+ Fe3O4 là chất oxi hóa:
- Fe3O4 tác dụng với H2: Fe3O4 + H2
Fe3O4 + 4H2
- Fe3O4 tác dụng với CO: Fe3O4 + CO
Fe3O4 + 4CO
- Fe3O4 tác dụng với Al: Fe3O4 + Al
3Fe3O4 + 8Al
- Điều chế: thành phần quặng manhetit
3Fe + 2O2
3Fe + 4H2O
3. Sắt [II] hidroxit Fe[OH]2
- Là chất kết tủa màu trắng xanh.
- Fe[OH]2 là bazơ không tan:
+ Fe[OH]2 Bị nhiệt phân:
Fe[OH]2
4Fe[OH]2 + O2
+ Tan trong axit không có tính oxi hóa → muối sắt [II] và nước:
- Fe[OH]2 tác dụng với HCl: Fe[OH]2 + HCl
Fe[OH]2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O
+ Có tính khử [do Fe có mức oxi hóa +2]:
- Fe[OH]2 tác dụng với O2: Fe[OH]2 + O2
4Fe[OH]2 + O2 + 2H2O → 4Fe[OH]3
- Fe[OH]2 tác dụng với O2: Fe[OH]2 + HNO3
3Fe[OH]2 + 10HNO3 loãng → 3Fe[NO3]3 + NO + 8H2O
- Điều chế Fe[OH]2 :
Fe2+ + 2OH- → Fe[OH]2 [trong điều kiện không có không khí]
4. Muối sắt II
-Không bền, có tính khử, khi tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt [III].
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Fe[NO3]2 + 4HNO3 → 3Fe[NO3]3 + NO + 2H2O
2FeSO4 + 2H2SO4 đặc nóng → Fe2[SO4]3 + SO2 + 2H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2[SO4]3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2[SO4]3 + K2SO4 + Cr2[SO4]3 + 7H2O
* Chú ý: Các muối sắt [II] không tan như FeCO3, FeS, FeS2 bị đốt nóng trong không khí tạo Fe2O3.
2FeCO3 + ½O2 → Fe2O3 + 2CO2
4FeS + 9O2 → 2Fe2O3 + 4SO2
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
II. Hợp chất của sắt III - Fe [III]
- Trong các phản ứng hoá học ion Fe3+ có khả năng nhận 1e đến 3e để trở thành ion Fe2+ hoặc Fe:
Fe3+ + 1e → Fe2+
Fe3+ + 3e → Fe
- Như vậy tính chất đặc trưng của hợp chất sắt 3 - Fe [III] là tính oxi hóa.
1. Tính chất hoá học của Sắt [III] oxit - Fe2O3
- Là chất rắn, nâu đỏ, không tan trong nước.
- Tính chất hoá học:
+ Là oxit bazơ:
- Fe2O3 tác dụng với HCl: Fe2O3 + HCl
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
- Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + H2SO4
Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2[SO4]3 + 3H2O
- Fe2O3 tác dụng với H2SO4 : Fe2O3 + HNO3
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe[NO3]3 + 3H2O
+ Là chất oxi hóa:
- Fe2O3 tác dụng với H2 : Fe2O3 + H2
Fe2O3 + 3H2
- Fe2O3 tác dụng với CO : Fe2O3 + CO
Fe2O3 + 3CO
- Fe2O3 tác dụng với Al : Fe2O3 + Al
Fe2O3 + 2Al
- Điều chế: thành phần của quặng hematit
2Fe[OH]3
2. Sắt [III] hidroxit Fe[OH]3
- Là chất kết tủa màu nâu đỏ.
- Tính chất hoá học:
+ Là bazơ không tan:
+ Bị nhiệt phân:
2Fe[OH]3 → Fe2O3 + 3H2O
+ Tan trong axit → muối sắt [III]:
- Fe[OH]3 tác dụng với HCl : Fe[OH]3 + HCl
Fe[OH]3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
- Fe[OH]3 tác dụng với HNO3 : Fe[OH]3 + HNO3
Fe[OH]3 + 3HNO3 → Fe[NO3]3 + 3H2O
- Điều chế Fe[OH]3:
Fe3+ + 3OH- → Fe[OH]3
3. Muối sắt [III]
- Có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử.
2FeCl3 + Cu → CuCl2 + 2FeCl2
2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2
2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + 2HCl + S
- Các dung dịch muối sắt [III] có môi trường axit:
Fe3+ + 3H2O ↔ Fe[OH]3 + 3H+
- Khi cho muối sắt [III] tác dụng với các kim loại cần lưu ý:
+ Nếu kim loại là Na, Ca, K, Ba + H2O → Kiềm + H2. Kiềm + Fe3+ → Fe[OH]3
+ Nếu kim loại không tan trong nước và đứng trước Fe + Fe3+ → Fe2+ → Fe
+ Nếu kim loại là Cu hoặc Fe + Fe3+ → Fe2+
- Các muối sắt [III] bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường kiềm:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe[OH]3 + 6NaCl + 3CO2
III. Bài tập về Sắt [II] oxit, sắt [III] oxit, oxit sắt từ và các hợp chất của sắt.
* Bài 1 trang 145 SGK Hóa 12: Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi sau:
>> Giải bài 1 trang 145 SGK Hóa 12
* Bài 2 trang 145 sgk hóa 12: Cho sắt tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được V lít khí H2 [đktc], dung dịch thu được cho bay hơi thu 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.
>> Giải bài 2 trang 145 SGK Hóa 12
* Bài 3 trang 145 SGK Hóa 12: 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.
>> Giải bài 3 trang 145 SGK Hóa 12
* Bài 4 trang 145 SGK Hóa 12: 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.
>> Giải bài 4 trang 145 SGK Hóa 12
* Bài 5 trang 145 SGK Hóa 12: 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.
>> Giải bài 5 trang 145 SGK Hóa 12