Nhận xét về tính chất hóa học của các hợp chất fe iii

08:59:2913/11/2021

Sắt khi tham gia phản ứng hóa học sẽ tạo thành những hợp chất của sắt (II) hoặc hợp chất của sắt (III). Thí dụ khi sắt phản ứng với axit HCl loãng sẽ tạo thành muối của sắt 2, nhưng khi phản ứng với HNO3 sẽ tạo thành muối của sắt 3.

Bài viết này giúp các em biết tính chất vật lý và tính chất hóa học của một số hợp chất của sắt II, sắt III. Biết ứng dụng và phương pháp điều chế một số hợp chất của sắt.

I. Hợp chất của sắt(II): Sắt (II) oxit; Sắt (II) hidroxit; Muối sắt (II).

Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt(II) là tính khử Fe2+ thành Fe3+.

 Fe2+ → Fe3+ + 1e

1. Sắt (II) oxit: FeO

- Sắt(II) oxit FeO là chất rắn màu đen, không có trong tự nhiên; không tan trong nước

- Sắt (II) oxit FeO tác dụng với axit (dung dịch HCl) sinh ra muối sắt (II):

 FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O

- Sắt (II) oxit FeO tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh (dung dịch HNO3) được muối sắt(III):

 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

- Điều chế Sắt(II) oxit bằng cách dùng H2 hay CO khử sắt(III) oxit ở 500°C.

 Fe2O3 + CO  2FeO + CO2

2. Sắt(II) hiđroxit Fe(OH)2

- Sắt (II) hidroxit 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 hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ.

 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  →  4Fe(OH)3

- Do đó, để điều chế Fe(OH)2 tinh khiết phải điều chế trong điều kiện không có không khí.

- Sắt (II) hidroxit Fe(OH)2 Có tính bazơ (tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng) tạo nên muối sắt (II).

3. Muối sắt (II)

- Đa số tan trong nước, khi kết tinh ở dạng ngậm nước: FeSO4.7H2O; FeCl2.4H2O

- Dễ bị oxi hóa thành muối sắt (III)

 2FeCl2 + Cl2  →  2FeCl3

> Chú ý: dung dịch muối sắt (II) điều chế được cần dùng ngay, vì trong không khí muối sắt (II) sẽ chuyển dần thành muối sắt (III).

- Điều chế: cho Fe (hoặc FeO, Fe(OH)2) tác dụng với HCl hoặc H2SO4 loãng:

 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

 FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2

- Ứng dụng: muối FeSO4 được dùng làm chất diệt sâu bọ, pha chế sơn, mực nhuộm vải.

II. Hợp chất sắt(III): Sắt (III) oxit; Sắt (III) hidroxit; Muối sắt (III).

Tính chất hóa học đặc trưng của hợp chất sắt(III) là tính oxi hóa, một số hợp chất có tính khử

Fe3+ + 1e → Fe2+  hoặc Fe3+ +3e  → Fe

1. Sắt(III) oxit Fe2O3

- Sắt (III) oxit Fe2O3 là chất rắn màu đỏ nâu, không tan trong nước.

- Sắt (III) oxit Fe2O3 là oxit bazơ nên dễ tan trong các dung dịch axit mạnh.

 Fe2O3 + 6HCl  2FeCl3 + 3H2O

- Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO hoặc H khử thành Fe.

 Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2

- Điều chế sắt (III) oxit: Fe2O3 có thể điều chế bằng phản ứng phân hủy 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.

2. Sắt(III) hiđroxit Fe(OH)3

- Sắt (III) hidroxit Fe(OH)3 là chất rắn, màu nâu đỏ, không 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

- Điều chế Sắt(III) hiđroxit bằng cách cho dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch muối sắt(III).

 FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl

3. Muối sắt(III)

- 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 hóa, dễ bị khử thành muối sắt(II).

 Fe + 2FeCl3 → 3FeCl2 

- Bột đồng tan trong dung dịch muối sắt (III).

 Cu + 2FeCl3(vàng nâu) → CuCl2 + FeCl2

⇒ Dung dịch CuCl2 (màu xanh) và dung dịch FeCl2 (không màu) nên dung dịch thu được có màu xanh.

>> xem thêm: Bài tập về hợp chất của sắt (bài 1,2,3,4,5 trang 145 SGK Hóa 12)

Trên đây KhoiA.Vn đã giới thiệu với các em về Tính chất hóa học chung hợp chất của Sắt 2 và tính chất hóa học chung hợp chất của Sắt 3. Hy vọng bài viết giúp các em hiểu rõ hơn. Nếu có câu hỏi hay góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết, chúc các em thành công.

17:12:2418/02/2019

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 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.

* Lời giải bài 2 trang 145 sgk hóa 12:

- Theo bài ra, cứ 278g FeSO4.7H2O có 152g FeSO4

⇒ Khối lượng FeSO4 trong 55,6g FeSO4.7H2O là:

 mFeSO4 = (55,6.152)/278 = 30,4(g).

⇒ nFeSO4 = 30,4/152 = 0,2 (mol).

- PTPƯ:    Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

- Theo phương trình phản ứng trên, ta có: $n_{Fe}=n_{H^{}}=$ 0,2 (mol)

⇒  Vậy thể tích khí $V_{H^{}}=0,2.22,4=4,48$(lít)

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.

* Lời giải bài 3 trang 145 SGK Hóa 12:

- Phương trình phản ứng:

 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

 x mol                          x mol

- Dùng phương pháp tăng giảm khối lượng

⇒ ∆mtăng = mCu – mFe pư

⇔ (4,2875 - 4) = 64x – 56x

=> 8x = 0,2856 

=> x = 0,0357125 (mol)

=> mFe pư = 0,0357125.56 = 1,999 (g)

- Theo PTPƯ thì cứ 56 gam Fe phản ứng tạo 64 gam Cu ⇒ khối lượng tăng : 64 – 56 = 8 (gam).

- Theo bài ra, cần x gam Fe khối lượng tăng : 4,2857 – 4 = 0,2857(gam).

=>8x = 56 . 0,2857

=>x = 1,9999.

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.

* Lời giải bài 4 trang 145 SGK Hóa 12:

- 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 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.

* Lời giải bài 5 trang 145 SGK Hóa 12:

- Theo bài ra, ta có: nFe2O3 = 16/160 = 0,1 (mol).

 Fe2O3 + 3CO 

  0,1                          0,3 (mol)

 CO2 + Ca(OH)2  →  CaCO3↓ + H2O

 0,3                       0,3 (mol)

⇒ Vậy $m_{CaC{O}^{}}$= 100.0,3 = 30 (gam).