Bài 31. Sắt

Đ1. vị trí . cấu tạo
tính chất của sắt
Vị trí - Cấu tạo - Tính chất của Sắt
Tiết 58:
Sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới.

Dựa vào hiểu biết thực tế, em hãy kể ra những ứng dụng của kim loại sắt?
Chân bàn
Két sắt
Cổng sắt
Cửa sổ sắt
Rào sắt
Giá sắt
sắt
Các công trình xây dựng từ sắt
Tháp Eiffel được xây bằng thép (1889), cao trên 324m, nặng hơn 9700 tấn nằm lên một mặt chân hình vuông cạnh dài khoảng 125m và tiêu tốn hơn 1 triệu con đinh tán.
Sự kết hợp của giá thành thấp và các đặc tính tốt về chịu lực, độ dẻo, độ cứng làm cho sắt trở thành không thể thay thế được, đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các công trình xây dựng..
I. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Sắt nguyên chất là kim loại có màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn.
Sắt nóng chảy ở nhiệt độ 1540oC.
Sắt là kim loại nặng (d= 7,9 g/cm3).
Sắt dẫn nhiệt và dẫn nhiệt tốt (kém đồng và nhôm).
Sắt tính chất nhiễm từ: nó bị nam châm hút và chính nó cũng trở thành nam châm.
II. VỊ TRÍ CỦA SẮT TRONG HTTH
VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ SẮT
Kí hiệu nguyên tử:
Số hiệu nguyên tử:
Nhóm:
Chu kì:
II. VỊ TRÍ CỦA SẮT TRONG HTTH
VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ SẮT
Kí hiệu nguyên tử:
Số hiệu nguyên tử:
Nhóm:
Chu kì:
Cấu hình electron nguyên tử:
Fe
26
phụ nhóm VIII
4
1s22s22p63s23p63d64s2
hay [Ar] 3d64s2
II. VỊ TRÍ CỦA SẮT TRONG HTTH
VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ SẮT
 Khả năng 1: Nhường đi 2e (ở phân lớp 4s):
Fe  Fe2+ + 2e
khả năng này dễ xảy ra khi Fe phản ứng với các phi kim có tính oxi hoá yếu và trung bình (như Lưu huỳnh), với các dung dịch axit thường (như HCl, H2SO4 loãng…), với dung dịch muối của kim loại yếu hơn..
Khả năng 2: Nhường đi 3e (2e ở phân lớp 4s và 1e ở phân lớp 3d - để đạt trạng thái cấu hình e bán bão hoà 3d5 bền vững): Fe  Fe3+ + 3e
khả năng này khó xảy ra hơn và xảy ra khi Fe phản ứng với các phi kim có tính oxi hoá mạnh (như Halogen, Oxi), với các dung dịch axit có tính oxi hoá mạnh (như H2SO4 đặc-nóng, HNO3…)
1s22s22p63s23p63d64s2
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Sắt có tính chất hoá học cơ bản giống với các kim loại đã học: tính khử.
1. Tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ cao, sắt khử mạnh mẽ với nguyên tử phi kim tạo thành anion:
 Sắt cháy trong hơi lưu huỳnh:
Fe + S  FeS
 Sắt cháy trong oxi:
3Fe + 2O2  Fe3O4
( Sắt từ oxit: FeO.Fe2O3 )
+2
0
0
-2
+8/3
0
0
-2
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Chia nhóm và làm các thí nghiệm chứng minh tính khử của kim loại Sắt:
2. Tác dụng với axit
3. Tác dụng với muối
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tác dụng với axit
a. Dung dịch HCl, H2SO4 loãng:
Fe khử các ion H+ của những dung dịch axit này thành khí hiđro, sắt bị oxi hoá thành ion Fe2+:
Fe + H2SO4  FeSO4 + H2
b. Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Sắt không tác dụng với các dung dịch axit HNO3 đặc-nguội và H2SO4 đặc-nguội vì bị thụ động hoá.
H2SO4 đặc-nóng, HNO3 đặc-nóng, HNO3 loãng oxi hoá sắt thành Fe3+.
Vd: Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
+2
+3
0
0
+1
+3
0
+2
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tác dụng với axit
3. Tác dụng với muối của kim loại yếu hơn
Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu
+2
0
+2
0
Sắt có thể khử được ion của các kim loại đứng sau nó trong dãy điện hoá thành kim loại tự do và bị oxi hoá thành Fe2+.
III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với phi kim
2. Tác dụng với axit
3. Tác dụng với muối của kim loại yếu hơn
4. Tác dụng với nước
 Ở nhiệt độ thường sắt không khử được nước.
 Nếu cho hơi nước nóng đi qua sắt ở nhiệt độ cao, sắt khử hơi nước giải phóng khí hiddro và sắt bị oxi hoá thành Fe3O4 hoặc FeO.
CỦNG CỐ
Bài 1.
D. 1s22s22p63s23p63d8.
Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố Fe (Z = 26) là:
A. 1s22s22p63s23p64s24p6.
B. 1s22s22p63s23p64s23d6.
C. 1s22s22p63s23p63d64s2.
CỦNG CỐ
Bài 2.
B. FeSO4 và khí SO2.
Khi cho Fe phản ứng với axit H2SO4 loãng sinh ra :
A. Fe2(SO4)3 và khí H2.
C. Fe2(SO4)3 và khí SO2.
D. FeSO4 và khí H2.
CỦNG CỐ
Bài 3.
B. 3.
Cho phản ứng:
aFe + bHNO3  cFe(NO3)3 + dNO + eH2O.
A. 4.
C. 6.
D. 5.
Các hệ số a, b, c, d, e là những số nguyên, đơn giản nhất. Tổng (a+b) bằng
Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
+3
0
+3
+2
CỦNG CỐ
Bài 4.
B. 3,36 lít.
C. 2,24 lít.
D. 8,96 lít.
Để chuyển 11,2 gam Fe thành FeCl3 thì thể tích khí Clo (đktc) cần dùng là
A. 6,72 lít.
Cột sắt Delhi (Ấn Độ)
là một cây cột sắt được đúc vào thế kỷ thứ 5, cao 7m21, đã chống chịu được rỉ sét trong 1600 năm, dù điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
Rào sắt
Sắt cháy trong Oxi










Sắt cháy trong hơi Lưu huỳnh