Lý Thuyết Về Sắt - Thầy Dũng Hóa

I. Vị trí trong bảng tuần hoàn

- Cấu hình e nguyên tử: 26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2. - Vị trí: Fe thuộc ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. - Cấu hình e của các ion được tạo thành từ Fe: Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6 Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5

II. Tính chất vật lí

- Màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt và dẫn điện kém đồng và nhôm. - Sắt có tính nhiễm từ nhưng ở nhiệt độ cao (8000C) sắt mất từ tính. T0nc = 15400C.

III. Trạng thái tự nhiên

Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn tại chủ yếu ở các dạng: - Hợp chất: oxit, sunfua, silicat... - Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4), xiđerit (FeCO­3) và pirit (FeS2).

IV. Tính chất hóa học

Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe có thể nhường 2 hoặc 3e:

Fe → Fe3+ + 3e Fe → Fe2+ + 2e

1. Tác dụng với các phi kim

Sắt tác dụng với hầu hết các phi kim khi đun nóng: - Với halogen → muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II):

2Fe + 3X2 → 2FeX3 (t0)

- Với O­2:

3Fe + 2O2 → Fe3O4 (t0)

Thực tế khi giải các bài tập thường gặp trường hợp tạo ra hỗn hợp gồm Fe và các oxit sắt. - Với S:

Fe + S → FeS (t0)

2. Tác dụng với nước

- Fe không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với hơi nước:

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 (< 5700C) Fe + H2O → FeO + H2 (> 5700C)

3. Tác dụng với dung dịch axit

a. Với H+ (HCl, H2SO4 loãng... ) → muối sắt (II) + H2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2

b. Tác dụng với các axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đậm đặc) - Fe thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội → có thể dùng thùng Fe chuyên chở axit HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội. - Với dung dịch HNO3 loãng → muối sắt (III) + NO + H2O:

Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

- Với dung dịch HNO3 đậm đặc → muối sắt (III) + NO2 + H2O:

Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

- Với dung dịch H2­SO4 đậm đặc và nóng → muối sắt (III) + H2O + SO2:

2Fe+ 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Chú ý: Sản phẩm sinh ra trong phản ứng của Fe với HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc là muối sắt (III) nhưng nếu sau phản ứng có Fe dư hoặc có Cu thì tiếp tục xảy ra phản ứng:

2Fe3+ + Fe → 3Fe3+

Hoặc

2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+

4. Tác dụng với dung dịch muối

- Fe đẩy được những kim loại yếu hơn ra khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại.

Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2

- Fe tham gia phản ứng với muối Fe3+ → muối sắt (II):

2FeCl3 + Fe → 3FeCl2

Chú ý: Với muối Ag+, Fe có thể tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe3+:

Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag

Xem thêm:

• Một số hợp chất quan trọng của Nhôm
• Lý thuyết về Nhôm