HỢP CHẤT CỦA SẮT
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Hợp chất sắt (II)
- Có tính khử: Fe2+ → Fe3+ + 1e và tính oxi hóa : Fe2+ + 2e → Fe
- Sắt (II) oxit: chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên; tác dụng được với axit sinh ra muối sắt (II) còn khi tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh thì thu được muối sắt (III); điều chế bằng cách dùng CO hay H2 khử sắt (III) oxit ở 500oC
- Sắt (II) hiđroxit: là chất rắn, màu trắng hơi xanh, không tan trong nước, dễ bị oxi hóa thành sắt (III) hiđroxit màu nâu đỏ trong không khí; có tính bazơ (tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng) tạo nên muối sắt (II)); điều chế trong môi trường không có oxi để thu được sản phẩm tinh khiết
- Muối sắt (II): đa số tan trong nước, khi kết tinh ở dạng ngậm nước; dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III); ứng dụng: muối FeSO4 được dùng làm chất diệt sâu bọ, pha chế sơn, mực nhuộm vải.
2. Hợp chất sắt (III)
- Có tính oxi hóa : tác dụng với một số kim loại, một số hợp chất có tính khử.
Fe3+ + 1e => Fe2+ hoặc Fe3+ + 3e => Fe
- Sắt (III) oxit là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước; dễ tan trong cả dung dịch axit mạnh; được điều chế qua phản ứng phân hủy sắt (III) hiđroxit ở nhiệt độ cao. Sắt (III) oxit tồn tại trong tự nhiên dưới dạng quặng hemantit dùng để luyện gang.
- Sắt (III) hiđroxit là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung dịch axit tạo muối sắt (III).
- Muối sắt (III) đa số tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước; dễ bị khử thành muối sắt (II); ứng dụng FeCl3 được dùng làm chất xúc tác, Fe2O3 được dùng để pha chế sơn chống gỉ.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Một số phản ứng quan trọng
Fe + Fe3+ → Fe2+
Cu + Fe3+ → Cu2+ + Fe2+
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
Fe(NO3)2 nung → Fe2O3 + NO2 + O2
Fe(OH)2 nung trong không khí → Fe2O3 + H2O ( Không có không khí thì ra FeO)
FeCO3 nung trong không khí + O2 → Fe2O3 + CO2
Nếu hỗn hợp cho FeO , Fe2O3 , Fe3O4 ta có thể quy đổi về hỗn hợp FeO , Fe2O3 hoặc chỉ còn Fe3O4 nếu số mol của chúng bằng nhau .
Dạng 1: Bài toán nhiệt phân hỗn hợp hidroxit sắt
- Khi nhiệt phân hỗn hợp hidroxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi thì sản phẩm cuối cùng là Fe2O3
- Viết sơ đồ phản ứng, sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố.
Dạng 2: Nhận biết hợp chất sắt (II) và sắt (III)
Ion Fe2+:
Dùng dung dịch kiềm, cho kết tủa trắng xanh :
Fe2+ + 2OH- => Fe(OH)2 kết tủa
Ion Fe3+:
Dùng dung dịch kiềm, cho kết tủa nâu đỏ :
Fe3+ + 3OH- => Fe(OH)3 (kết tủa nâu)
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 145 SGK Hoá học 12):
Viết phương trình hóa học của các phản ứng trong quá trình chuyển đổi sau :
FeS2 => Fe2O3 => FeCl3 => Fe(OH)3 => Fe2O3 => FeO =>FeSO4 => Fe
Hướng dẫn giải:
(1) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
(2) Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O
(3) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
(4) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O.
(5) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2.
(6) FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O.
(7) FeSO4 + Mg → MgSO4 + Fe.
Bài 2 (trang 145 SGK Hoá học 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.
Hướng dẫn giải:
Cứ 278 g FeSO4.7H2O có 152 g FeSO4
→ 55,6 g FeSO4.7H2O có x (g) FeSO4
Khối lượng FeSO4 là:
\[mFeSO4=\frac{55,6.152}{278}=30,4gam\]
- \[nFeSO4=\frac{30,4}{152}=0,02mol\]
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
nH2 = nFeSO4 = 0,2 (mol) ⇒ VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 (lit)
Bài 3 (trang 145 SGK Hoá học 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.
Hướng dẫn giải:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
56 gam Fe phản ứng tạo 64 gam Cu ⇒ khối lượng tăng : 64 – 56 = 8 (gam).
x gam Fe khối lượng tăng : 4,2857 – 4 = 0,2857(gam).
⇒8x = 56 . 0,2857
⇒x = 1,9999.
Bài 4 (trang 145 SGK Hoá học 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.
Hướng dẫn giải:
Có thể coi 0,5 mol FeO và 0,5 mol Fe2O3 là 0,5 mol Fe3O4.
Vậy cả hỗn hợp có 1 mol Fe3O4 nên có khối lượng là 232g.
Bài 5 (trang 145 SGK Hoá học 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.
Hướng dẫn giải:
nFe2O3 = 16/160 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng:
Fe2O3 + 3CO => 2Fe + 3CO2
0,1 0,3 mol
CO2 + Ca(OH)2 => CaCO3 + H2O
0,3 0,3 mol
mCaCO3 = 0,1.100 = 30 (gam)
Trên đây là gợi ý bài giải Hóa 12 Hợp chất của sắt mà ICAN soạn thảo. Cảm ơn bạn đã theo dõi và chia sẻ nhé. Chúc các bạn học vui vẻ.