Tính chất hoá học của Sắt (Fe), ví dụ và bài tập – Hoá học lớp 9

Sắt cũng là một trong những kim loại rất quen thuộc với chúng ta và được ứng dụng nhiều trong đời sống và sản xuất.

Sắt (Fe) cũng tương tự nhôm có tính dẫn điện sắt dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém nhôm, trong bài trước các em đã được giới thiệu về tính chất hoá học của nhôm, vậy trong bài này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của sắt nhé.

This post: Tính chất hoá học của Sắt (Fe), ví dụ và bài tập – Hoá học lớp 9

I. Tính chất vật lý của Sắt (Fe)

– Sắt là kim loại màu trắng xám, có ánh kim dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém nhôm

– Sắt dẻo nên dễ rèn, sắt có tính nhiễm từ (bị nam châm hút và có thể trở thành nam châm)

– Sắt là kim loại nặng, khối lượng riêng 7,86g/cm³, nóng chảy ở nhiệt độ 1539⁰C

tính chất hoá học của sắt Fe

II. Tính chất hoá học của Sắt (Fe)

* Sắt là kim loại có hoá trị II và III

Sắt tác dụng với phi kim
Sắt tác dụng với axit
Sắt tác dụng với muối
Sắt tác dụng với nước

1. Sắt tác dụng với phi kim

+ Khi đun nóng sắt tác dụng với hầu hết phi kim.

a) Sắt tác dụng với oxy

3Fe + 2O₂ $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ Fe₃O₄

– Fe₃O₄là oxit sắt từ, là oxit của hỗn hợp sắt có hóa trị II và III: FeO và Fe₂O₃

b) Sắt tác dụng với phi kim khác.

2Fe + 3Cl₂ $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2FeCl₃

– Ngoài Oxi (O) và Lưu huỳnh (S), sắt có thể tác dụng được với nhiều phi kim khác như Cl₂, Br₂,… tạo thành muối.

2. Sắt tác dụng với Axit

– Sắt tác dụng với HCl, H₂S0₄ loãng tạo thành muối sắt (II) và giải phóng H₂.

Fe + 2HCl_loãng → FeCl₂ + H₂↑

Fe + 2H₂SO₄_loãng → FeSO₄ + H₂↑

Chú ý: Sắt Fe không phản ứng với axit HNO₃ đặc, nguội và axit H₂S0₄ đặc, nguội; do ở nhiệt độ thường, sắt tạo ra lớp oxit bảo vệ kim loại trở nên “thụ động”, không bị hòa tan.

– Sắt tác dụng với HNO₃ đặc nóng, H₂SO₄ đặc nóng tạo thành muối sắt III

Fe + H₂SO_{4 đặc,nóng} → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Fe + 6HNO_{3 đặc,nóng} → Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + H₂O

3. Tác dụng với dung dịch muối

– Sắt tác dụng với dung dịch muối của những kim loại kém hoạt động hơn trong dãy điện hoá, tạo thành dung dịch muối sắt và giải phóng kim loại trong muối

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

4. Tác dụng với nước

– Sắt hầu như không có phản ứng với nước lạnh, nhưng nếu cho Fe đi qua hơi nước ở nhiệt độ cao thì Fe khử H₂O giải phóng H₂

_ Khi t⁰C < 570⁰C: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄+ 4H₂↑

_ Khi t⁰C > 570⁰C: Fe + H₂O → FeO + H₂↑

III. Bài tập vận dụng tính chất hoá học của Sắt Fe

Bài 1: Oxi hóa chậm m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được 12 gam hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄). Để hòa tan hết X , cần vừa đủ 300 ml dung dịch HCl 1M, đồng thời giải phóng 0,672 lít khí (đktc). Tính m?

* Hướng dẫn:

Ta có các PTPƯ:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

FeO + 2HCl → FeCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

Fe₃O₄ + 8HCl → FeCl₂ + 2FeCl₃ + 4H₂O

Theo bài ra, ta có: n_H2 = 0,672/22,4= 0,03 mol.

n_HCl = C_m.V = 0,3.1 = 0,3 mol

Ở bài này ta tính số mol theo nguyên tử Hyđro trong dung dịch axit

Ta có : n_{H⁺(trong HCl)}= n_{H⁺(dùng để hoà tan oxit )}+ n_{H⁺(khí thoát ra)}

⇒ 0,3 = n_{H⁺(hoà tan oxit )} + 2.0,03

⇒ n_{H⁺(dùng hoà tan oxit )}= 0,24 mol

n_O(oxit) = ½ n_{H⁺(hoà tan oxit )}= 0,12 mol

⇒ m = m_X– m_O(oxit)= 12 – 0,12.16 = 10,08 g

Bài 2: Cho m gam Fe tan vừa đủ trong dung dịch hỗn hợp HCl và FeCl₃ thu được dung dịch X chỉ chứa một muối duy nhất và 5,6 lít H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch X thu được 85,09 gam muối khan. Hỏi m =?

* Hướng dẫn:

Theo bài ra ta có: n_H2 = 5,6/22,4 = 0,25 mol

Cô cạn dung dịch thu được 85,09g là muối FeCl₂

⇒ n_FeCl2 = 85,09/127 = 0,67 mol

Phương trình phản ứng:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑ (1)

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂ (2)

Theo PTPƯ (1) thì: n_Fe = n_FeCl2 = n_H₂ = 0,25 mol

⇒ nên FeCl₂ tạo ra từ PTPƯ (2) là: 0,67 – 0,25 = 0,42

Theo PTPƯ (2) thì: n_Fe = (1/3) n_FeCl2 = (1/3).0,42 = 0,14 mol

⇒ m_Fe = n.M = (0,14 + 0,25).56 = 0,39.56 = 21,84 g

Bài 4 trang 60 sgk hoá 9: Sắt tác dụng được với chất nào sau đây?

a) Dung dịch muối Cu(NO₃)₂

b) H₂SO₄ đặc, nguội

c) Khí Cl₂

d) Dung dịch ZnSO₄.

Viết các phương trình hóa học và ghi điều kiện, nếu có:

* Lời giải bài 4 trang 60 sgk hoá 9:

– Sắt tác dụng với dung dịch muối Cu(NO₃)₂ (a) và khí Cl₂ (c):

Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu↓

(kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối)

2Fe + 3Cl₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2FeCl₃.

– Lưu ý: Sắt bị thụ động hóa trong môi trường H₂SO₄ đặc nguội và HNO₃ đặc nguội.

Bài 5 trang 60 sgk hoá 9: Ngâm bột sắt dư trong 10ml dung dịch đồng sunfat 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc được chất rắn A và dung dịch B.

a) Cho A tác dụng với dung dịch HCl dư. Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng.

b) Tính thể tích dung dịch NaOH 1M vừa đủ để kết tủa hoàn toàn dung dịch B.

* Lời giải bài 5 trang 60 sgk hoá 9:

a) n_CuSO4 = C_M .V = 1. 0,01 = 0,01 (mol)

– PTHH: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓ (1)

– Chất rắn A gồm sắt dư và đồng, dung dịch B là FeSO₄.

n_Cu = n_CuSO4 = 0,01 mol

– PTHH cho A + dd HCl:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑ (2)

Cu + HCl → không phản ứng.

– Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng với HCl chỉ có Cu

m_Cu = 0,01.64 = 0,64 (g).

b) Dung dịch B chỉ có FeSO4:

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄ (3)

– Theo ptpư (1): n_FeSO4 = n_CuSO4 = 0,01 (mol).

– Theo ptpư (3): n_NaOH = 2.n_FeSO4 = 2.0,01 = 0,02 (mol).

⇒ V_NaOH = n/C_M = 0,02/1 = 0,02 (l).

Bài 4 trang 69 sgk hoá 9: Hoàn thành chuỗi phản ứng

b) Fe → FeSO₄ → Fe(OH)₂ → FeCl₂

c) FeCl₃ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe → Fe₃O₄

* Lời giải bài 4 trang 69 sgk hoá 9:

b) Ta có chuỗi phương trình phản ứng:

1) Fe + H₂SO₄ → FeSO₄+ H₂↑

2) FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄

3) Fe(OH)₂ + 2HCl → FeCl₂ + 2H₂O

c) Ta có chuỗi phương trình phản ứng:

1) FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

2) 2Fe(OH)₃ $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ Fe₂O₃ + 3H₂O

3) Fe₂O₃ + 3H₂ $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2Fe + 3H₂O

Hoặc: Fe₂O₃ + 2Al $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ 2Fe + Al₂O₃

Hoặc: Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

4) Fe + O₂ $overset{t^{0}}{ ightarrow}$ Fe₃O₄

Bài 6 trang 69 sgk hóa 9: Ngâm một lá sắt có khối lượng 2,5 gam trong 25 ml dung dịch CuSO₄ 15% có khối lượng riêng là 1,12 g/ml. Sau một thời gian phản ứng, người ta lấy lá sắt ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thì cân nặng 2,58 gam.

a) Hãy viết phương trình hoá học.

b) Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch sau phản ứng.

* Lời giải bài 6 trang 69 sgk hóa 9:

a) PTPƯ: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓

1 mol 1 mol 1 mol 1 mol

b) Theo PTPƯ cứ 1 mol Fe phản ứng tạo thành 1 mol Cu thì khối lượng thanh Fe tăng thêm là : 64 – 56 = 8 (g)

Gọi số mol Fe tham gia phản ứng là x

Theo bài ra số gam tăng lên sau khi lấy lá thép ra là: 2,58 – 2,5 = 0,08 (g)

⇒ x = (0,08.1)/8 = 0,01 (mol)

n_FeSO4 = 0,01 mol ⇒ m_FeSO4 = 0,01.152 = 1,52 (g)

m_dd _CuSO4 = D . V = 1,12.25 = 28 (g)

⇒ m_CuSO4 = m_dd.C% = 28.(15/100) = 4,2 (g)

⇒ n_CuSO4 = 4,2/160 = 0,02625 (mol)

⇒ CuSO₄ _dư và n_CuSO4 _dư = 0,02625 – 0,01 = 0,01625 (mol)

– Chất sau phản ứng là: FeSO₄ và CuSO₄ dư

⇒ m_CuSO4 _dư = 0,01625.160 = 2,6 (g)

⇒ m_dd _{sau pư} = 28 +2,5 – 2,58 = 27,92 (g)

⇒ C% _FeSO4 = (1,52/27,92). 100 = 5,4441 (%)

⇒ C% _CuSO4 _dư = (2,6/27,92). 100 = 9,3123 (%)

Hy vọng với phần hệ thống lại kiến thức về tính chất hoá học của Sắt Fe ở trên sẽ giúp ích cho các em, mọi thắc mắc và góp ý, các em hãy để lại bình luận dưới bài viết để được hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.

Bản quyền bài viết thuộc trường Mầm Non Ánh Dương. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận.
Nguồn chia sẻ: Trường Mầm Non Ánh Dương (mamnonanhduongvt.edu.vn)

Source: Mamnonanhduongvt.edu.vn
Category: Giáo dục